CN114256851B - 一种智能的负荷调节方法及相关装置 - Google Patents

一种智能的负荷调节方法及相关装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种智能的负荷调节方法及相关装置，方法包括：获取待筛选的N个台区的电气数据；将各台区的电气数据与S条预设筛选标准进行比较，根据比较结果构建得到S个矩阵；根据地市局调节需求设置各矩阵的权重，将S个矩阵生成台区治理优先级矩阵；基于台区治理优先级矩阵，根据台区预设调节数量的需求选择优先级最高的x个台区，得到目标治理台区；根据电气数据对目标治理台区的负荷特性进行分析，确定目标治理台区中各治理台区需要安装的换相器基数；获取治理台区的三相历史负荷数据，将历史负荷数据代入到三相安装换相器数量计算公式中，得到治理台区的各相需要安装的换相器数量。解决了现有技术成本大且效率低的技术问题。

Description

一种智能的负荷调节方法及相关装置
技术领域
本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种智能的负荷调节方法及相关装置。
背景技术
在三相电流不平衡度很大的三相四线制低压配网中，平衡三相负荷是技术降损有效解决突破方向。配电网中三相负荷不对称，会使系统中产生不平衡电流，进而造成不平衡运行状态下的变压器和线路产生更多的有功损耗、变压器输出容量减少、供电质量降低等不良后果。系统三相不平衡不仅会使变压器的负载损耗增加，同时也会对变压器的空载损耗产生影响。
由于用电负荷的随机性和不确定性，三相负荷不平衡情况的发生具有较强的实时性，依靠人工无法根据实际负荷不平衡状况进行在线频繁调整，且在一定程度上存在安全隐患，离线调整低压线路各相上的负荷分配就会不可避免地影响对用户的供电可靠性。
目前基于智能型快速换相开关的治理方案存在前期投入大的缺点，安装前需要大量的台区分析、现场勘查等工作，这些都制约了智能型快速换相开关的推广和普及。安装位置的选择是基于人工选择，在各地市几百上千个台区中人为挑选需要安装的台区，而且还需要对台区进行现场勘查，测量台区的实际负荷数据，这样的方式效率低，而且不便于大。
发明内容
本申请提供了一种智能的负荷调节方法及相关装置，用于解决现有技术成本大且效率低的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种智能的负荷调节方法，所述方法包括：
获取待筛选的N个台区的电气数据，N为正整数；
将各台区的电气数据与S条预设筛选标准进行比较，根据比较结果构建得到S个矩阵，S为正整数；
根据地市局调节需求设置各矩阵的权重，将S个矩阵生成台区治理优先级矩阵；
基于所述台区治理优先级矩阵，根据台区预设调节数量的需求选择优先级最高的x个台区，得到目标治理台区，x为正整数；
根据所述电气数据对所述目标治理台区的负荷特性进行分析，确定所述目标治理台区中各治理台区需要安装的换相器基数。
可选地，所述根据所述电气数据对所述目标治理台区的负荷特性进行分析，确定所述目标治理台区中各治理台区需要安装的换相器基数，之后还包括：
获取所述治理台区的三相历史负荷数据，将所述历史负荷数据代入到三相安装换相器数量计算公式中，得到所述治理台区的各相需要安装的换相器数量。
可选地，所述三相安装换相器数量计算公式为：
Figure BDA0003421781230000021
式中，a、b、c分别表示A相、B相、C相，Ia、Ib、Ic分别为同一特定时间点的A相、B相、C相的电流，y为选取y个特定时间点，G为所述换相器基数。
可选地，所述S条预设筛选标准，具体包括：
是否为三相四线到用户表箱的台区、负荷单相表占比、台区负载率、台区不平衡度、台区中性线电流、台区低电压用户占比、台区单相跳闸次数。
可选地，还包括：
将所述是否为三相四线到用户表箱的台区设置为必要条件，将所述负荷单相表占比、所述台区负载率、所述台区不平衡度、所述台区中性线电流、所述台区低电压用户占比、所述台区单相跳闸次数均设置为充分条件。
本申请第二方面提供一种智能的负荷调节系统，所述系统包括：
获取单元，用于获取待筛选的N个台区的电气数据，N为正整数；
构建单元，用于将各台区的电气数据与S条预设筛选标准进行比较，根据比较结果构建得到S个矩阵，S为正整数；
生成单元，用于根据地市局调节需求设置各矩阵的权重，将S个矩阵生成台区治理优先级矩阵；
选取单元，用于基于所述台区治理优先级矩阵，根据台区预设调节数量的需求选择优先级最高的x个台区，得到目标治理台区，x为正整数；
第一计算单元，根据所述电气数据对所述目标治理台区的负荷特性进行分析，确定所述目标治理台区中各治理台区需要安装的换相器基数。
可选地，还包括：
第二计算单元，用于获取所述治理台区的三相历史负荷数据，将所述历史负荷数据代入到三相安装换相器数量计算公式中，得到所述治理台区的各相需要安装的换相器数量。
可选地，所述S条预设筛选标准，具体包括：
是否为三相四线到用户表箱的台区、负荷单相表占比、台区负载率、台区不平衡度、台区中性线电流、台区低电压用户占比、台区单相跳闸次数。
本申请第三方面提供一种智能的负荷调节设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的智能的负荷调节方法的步骤。
本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的智能的负荷调节方法。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请提供了一种智能的负荷调节方法，包括：获取待筛选的N个台区的电气数据；将各台区的电气数据与S条预设筛选标准进行比较，根据比较结果构建得到S个矩阵；根据地市局调节需求设置各矩阵的权重，将S个矩阵生成台区治理优先级矩阵；基于台区治理优先级矩阵，根据台区预设调节数量的需求选择优先级最高的x个台区，得到目标治理台区；根据电气数据对目标治理台区的负荷特性进行分析，确定目标治理台区中各治理台区需要安装的换相器基数；进一步地，获取治理台区的三相历史负荷数据，将历史负荷数据代入到三相安装换相器数量计算公式中，得到治理台区的各相需要安装的换相器数量。
与现有技术相比，本申请的智能的负荷调节方法可以充分利用计量系统上的存量用电信息，减少换相开关前期安装时的人员投入，促进换相开关的大范围推广，从而解决了现有技术成本大且效率低的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例中提供的一种智能的负荷调节方法实施例一的流程示意图；
图2为本申请实施例中提供的一种智能的负荷调节方法实施例二的流程示意图；
图3为本申请实施例中提供的一种智能的负荷调节系统实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本申请实施例中提供的一种智能的负荷调节方法，包括：
步骤101、获取待筛选的N个台区的电气数据，N为正整数；
需要说明的是，通过电网计量信息系统，获取某地市局待筛选的N个配电台区的电气数据，包括一定周期内的台变平均负载率、三相不平衡度、台区负荷类型、负荷用电曲线等信息。
步骤102、将各台区的电气数据与S条预设筛选标准进行比较，根据比较结果构建得到S个矩阵，S为正整数；
需要说明的是，根据步骤101获取的电气数据对配电台区的负荷特性进行分析，筛选潜在的需要治理台区。筛选标准如下要求：
1、是否为三相四线到用户表箱的台区。
2、负荷单相表占比较高，一般不选择低于20％的台区。
3、台区负载率较高，一般不选择负载率低于20％的台区。
4、不平衡度较高，一般不选择不平衡度小于25％的台区。
5、中性线电流很大，导致线路损耗较大的台区。
6、由于中性点偏移，导致供电电压不稳定，造成末端电压低的台区。
7、单相过载，导致跳闸大面积停电的台区。
其中标准1为必要条件，即潜在治理对象必须是三相四线制台区；2-7为充分条件，按不同台区对该条件满足程度的不同排列优先级。
条件1台区为三相四线到用户表箱台区，若符合该条款则a1＝1，若不满足该条款则a1＝0。某地市局共有待选台区N个，则形成N×1的条件判据矩阵A1。
Figure BDA0003421781230000051
条件2负荷单相表占比由高到底对应优先级从高到底，若以a2定义该条件的优先级数值，某地市局共有待选台区N个，则形成N×1的优先级矩阵A2，a2的最大值取N，最小值取1。若两个及以上的台区单相表占比相同，则这些台区的优先级相同。例如待选台区共100个，其中单相表占比最高的台区一共2个，比值均为98.72％，则这2个台区的优先级均为100；单相表占比次高的台区一共3个，比值均为98％，则这3个台区的优先级均为98,以此类推。
Figure BDA0003421781230000052
条件3台区负载率由高到底对应优先级从高到底，若以a3定义该条件的优先级数值，某地市局共有待选台区N个，则形成1×N的优先级矩阵A3，a3的最大值取N，最小值取1。取值规则可参考条件2。
Figure BDA0003421781230000061
条件4台区不平衡度由高到底对应优先级从高到底，若以a4定义该条件的优先级数值，某地市局共有待选台区N个，则形成1×N的优先级矩阵A4，a4的最大值取N，最小值取1。若两个及以上的台区单相表占比相同，则这些台区的优先级相同。
Figure BDA0003421781230000062
条件5台区中性线电流由高到底对应优先级从高到底，若以a5定义该条件的优先级数值，某地市局共有待选台区N个，则形成1×N的优先级矩阵A5，a5的最大值取N，最小值取1。若两个及以上的台区单相表占比相同，则这些台区的优先级相同。
Figure BDA0003421781230000063
条件6台区低电压用户占比由高到底对应优先级从高到底，若以a6定义该条件的优先级数值，某地市局共有待选台区N个，则形成1×N的优先级矩阵A6，a6的最大值取N，最小值取1。若两个及以上的台区单相表占比相同，则这些台区的优先级相同。
Figure BDA0003421781230000064
条件7台区单相跳闸次数由高到底对应优先级从高到底，若以a7定义该条件的优先级数值，某地市局共有待选台区N个，则形成1×N的优先级矩阵A7，a7的最大值取N，最小值取1。若两个及以上的台区单相表占比相同，则这些台区的优先级相同。
Figure BDA0003421781230000071
步骤103、根据地市局调节需求设置各矩阵的权重，将S个矩阵生成台区治理优先级矩阵；
需要说明的是，根据步骤102生成的各个矩阵，以权重的方式考虑每个条件对最终设计的影响，生成最终潜在台区治理优先级矩阵A。其中每个条件的权重qm(m＝2,3,4,5,6,7)可根据不同地市局的特点酌情制定，一般考虑突出三相不平衡度及负载率这两个判据。
步骤104、基于所述台区治理优先级矩阵，根据台区预设调节数量的需求选择优先级最高的x个台区，得到目标治理台区，x为正整数；
需要说明的是，接着从治理优先级矩阵A中选择优先级最高x个的待选台区进行治理，x由具体的地市局制定。
Figure BDA0003421781230000072
步骤105、根据所述电气数据对所述目标治理台区的负荷特性进行分析，确定所述目标治理台区中各治理台区需要安装的换相器基数。
需要说明的是，根据步骤101获取的电气数据对目标治理台区的负荷特性进行分析，确定合理的安装数量G，选择合理安装位置。配置步骤如下要求：
根据台区变压器容量确定换相器基数G。一般换相器基数建议配置表如下：
变压器容量 200kVA 315kVA 400kVA 500kVA 630kVA 800kVA
换相器数量 6-7台 9-10台 10-12台 12-14台 13-15台 14-16台
以上为本申请实施例中提供的一种智能的负荷调节方法的实施例一，以下为本申请实施例中提供的一种智能的负荷调节方法的实施例二。
请参阅图2，本申请实施例中提供的一种智能的负荷调节方法，包括：
步骤201、获取待筛选的N个台区的电气数据，N为正整数；
步骤202、将各台区的电气数据与S条预设筛选标准进行比较，根据比较结果构建得到S个矩阵，S为正整数；
步骤203、根据地市局调节需求设置各矩阵的权重，将S个矩阵生成台区治理优先级矩阵；
步骤204、基于台区治理优先级矩阵，根据台区预设调节数量的需求选择优先级最高的x个台区，得到目标治理台区，x为正整数；
步骤205、根据电气数据对目标治理台区的负荷特性进行分析，确定目标治理台区中各治理台区需要安装的换相器基数；
需要说明的是，步骤201-205与实施例一步骤101-105描述相同，请参见实施例一的描述，在此不再赘述。
步骤206、获取治理台区的三相历史负荷数据，将历史负荷数据代入到三相安装换相器数量计算公式中，得到治理台区的各相需要安装的换相器数量。
需要说明的是，根据换相器基数及台区A、B、C三相历史负荷数据，确定A、B、C每相换相器数量Ga、Gb、Gc，各相安装换相器数量计算公式如下：
Figure BDA0003421781230000081
Figure BDA0003421781230000082
Figure BDA0003421781230000083
Ia、Ib、Ic分别为同一特定时间点的A、B、C相电流，y为选取y个特定时间点。一般考虑负荷受季节、时间影响大的特点，采用冬夏冬夏4天(1月15日、2月15日、7月15日、8月15日)20:00数据之和。y也可以根据实际情况，另外选择。
当采用公式计算换相器各相数量时，一般按四舍五入原则变为整数。若A+B+C换相器数量>总数，则轻载相数量-1；若A+B+C换相开关数量<总数，则重载相安装数量+1。
以上为本申请实施例中提供的一种智能的负荷调节方法的实施例二，以下为本申请实施例中提供的一种智能的负荷调节系统的实施例。
请参阅图3，本申请实施例中提供的一种智能的负荷调节系统，包括：
获取单元301，用于获取待筛选的N个台区的电气数据，N为正整数；
构建单元302，用于将各台区的电气数据与S条预设筛选标准进行比较，根据比较结果构建得到S个矩阵，S为正整数；
生成单元303，用于根据地市局调节需求设置各矩阵的权重，将S个矩阵生成台区治理优先级矩阵；
选取单元304，用于基于台区治理优先级矩阵，根据台区预设调节数量的需求选择优先级最高的x个台区，得到目标治理台区，x为正整数；
第一计算单元305，根据电气数据对目标治理台区的负荷特性进行分析，确定目标治理台区中各治理台区需要安装的换相器基数；
第二计算单元306，用于获取治理台区的三相历史负荷数据，将历史负荷数据代入到三相安装换相器数量计算公式中，得到治理台区的各相需要安装的换相器数量。
进一步地，本申请实施例中还提供了一种智能的负荷调节设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述方法实施例所述的智能的负荷调节方法。
进一步地，本申请实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述方法实施例所述的智能的负荷调节方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种智能的负荷调节方法，其特征在于，包括：
获取待筛选的N个台区的电气数据，N为正整数；
将各台区的电气数据与S条预设筛选标准进行比较，根据比较结果构建得到S个矩阵，S为正整数，其中，S条预设筛选标准包括：
标准1：是否为三相四线到用户表箱的台区；
标准2：负荷单相表占比不低于预设值的台区；
标准3：台区负载率不低于预设值的台区；
标准4：不平衡度不小于预设值的台区；
标准5：由于中性线电流大于预设值，导致线路损耗大于预设值的台区；
标准6：由于中性点偏移，导致供电电压不稳定，造成末端电压低于预设值的台区；
标准7：由于单相过载，导致跳闸面积大于预设值的停电台区；
根据地市局调节需求设置各矩阵的权重，将S个矩阵生成台区治理优先级矩阵，其中，所述台区治理优先级矩阵为A：
Figure QLYQS_1
；
式中，
Figure QLYQS_2
为根据标准1生成的矩阵，/>
Figure QLYQS_3
为根据标准2-7生成的矩阵，/>
Figure QLYQS_4
为各矩阵的权重，m=2，3，4，5，6，7；
基于所述台区治理优先级矩阵，根据台区预设调节数量的需求选择优先级最高的x个台区，得到目标治理台区，x为正整数；
根据所述电气数据对所述目标治理台区的负荷特性进行分析，确定所述目标治理台区中各治理台区需要安装的换相器基数。
2.根据权利要求1所述的智能的负荷调节方法，其特征在于，所述根据所述电气数据对所述目标治理台区的负荷特性进行分析，确定所述目标治理台区中各治理台区需要安装的换相器基数，之后还包括：
获取所述治理台区的三相历史负荷数据，将所述历史负荷数据代入到三相安装换相器数量计算公式中，得到所述治理台区的各相需要安装的换相器数量。
3.根据权利要求2所述的智能的负荷调节方法，其特征在于，所述三相安装换相器数量计算公式为：
Figure QLYQS_5
；
式中，a、b、c分别表示A相、B相、C相，Ia、Ib、Ic分别为同一特定时间点的A相、B相、C相的电流，y为选取y个特定时间点，G为所述换相器基数。
4.根据权利要求1所述的智能的负荷调节方法，其特征在于，所述S条预设筛选标准，具体包括：
是否为三相四线到用户表箱的台区、负荷单相表占比、台区负载率、台区不平衡度、台区中性线电流、台区低电压用户占比、台区单相跳闸次数。
5.根据权利要求4所述的智能的负荷调节方法，其特征在于，还包括：
将所述是否为三相四线到用户表箱的台区设置为必要条件，将所述负荷单相表占比、所述台区负载率、所述台区不平衡度、所述台区中性线电流、所述台区低电压用户占比、所述台区单相跳闸次数均设置为充分条件。
6.一种智能的负荷调节系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取待筛选的N个台区的电气数据，N为正整数；
构建单元，用于将各台区的电气数据与S条预设筛选标准进行比较，根据比较结果构建得到S个矩阵，S为正整数，其中，S条预设筛选标准包括：
标准1：是否为三相四线到用户表箱的台区；
标准2：负荷单相表占比不低于预设值的台区；
标准3：台区负载率不低于预设值的台区；
标准4：不平衡度不小于预设值的台区；
标准5：由于中性线电流大于预设值，导致线路损耗大于预设值的台区；
标准6：由于中性点偏移，导致供电电压不稳定，造成末端电压低于预设值的台区；
标准7：由于单相过载，导致跳闸面积大于预设值的停电台区；
生成单元，用于根据地市局调节需求设置各矩阵的权重，将S个矩阵生成台区治理优先级矩阵，其中，所述台区治理优先级矩阵为A：
Figure QLYQS_6
；
式中，
Figure QLYQS_7
为根据标准1生成的矩阵，/>
Figure QLYQS_8
为根据标准2-7生成的矩阵，/>
Figure QLYQS_9
为各矩阵的权重，m=2，3，4，5，6，7；
选取单元，用于基于所述台区治理优先级矩阵，根据台区预设调节数量的需求选择优先级最高的x个台区，得到目标治理台区，x为正整数；
第一计算单元，根据所述电气数据对所述目标治理台区的负荷特性进行分析，确定所述目标治理台区中各治理台区需要安装的换相器基数。
7.根据权利要求6所述的智能的负荷调节系统，其特征在于，还包括：
第二计算单元，用于获取所述治理台区的三相历史负荷数据，将所述历史负荷数据代入到三相安装换相器数量计算公式中，得到所述治理台区的各相需要安装的换相器数量。
8.一种智能的负荷调节设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-5任一项所述的智能的负荷调节方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-5任一项所述的智能的负荷调节方法。
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