CN114609572B - 基于波动线路损耗的电流互感器变比准确性评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于波动线路损耗的电流互感器变比准确性评估方法，设置多个采集周期，分别获取每个采集周期内各供能变压器及耗能变压器对应电能表显示的电能量增量与采集周期时长；根据各变压器对应电能表显示的电能量增量、各变压器对应的电流互感器档案变比、各变压器对应的电压互感器档案变比计算所有供能变压器所提供的电能量和、耗能变压器所消耗的电能量；根据采集周期内所有耗能变压器所消耗电能量、固定线路损耗及波动线路损耗之和等于所有供能变压器所提供的电能量建立方程组，得到各耗能变压器对应电流互感器的计算变比；建立变比评估指数，根据评估指数判断对应耗能变压器对应电流互感器的变比准确性。

Description

基于波动线路损耗的电流互感器变比准确性评估方法

技术领域

本发明属于电能计量设备在线监测技术领域，具体涉及一种基于波动线路损耗的电流互感器变比准确性评估方法。

背景技术

随着我国科技不断进步和经济不断发展，电力系统规模也随之日益发展与扩大。目前，我国电力系统中有500万套以上的配电网变压器，其负责将电流信息按一定比例进行变换给电能表或其他电气测量设备。由于电压互感器的一/二次电压相对稳定，而电流互感器的一次电流会受负载变化产生波动，因此电流互感器的变比更易出现准确性下降的情况。此外，用电单位管理的供能设备不会存在窃电等行为，而客户端处的耗能设备可能存在窃电改造的风险。综上，客户端处的耗能电流互感器的变比准确与否直接关系着电能贸易结算能否正常开展。

目前对电流互感器变比的检测，主要是依据JJG 1021-2007《电力互感器》、IEC61869-2:2012《Instrument transformers-Part 2:Additional requirements forcurrent transformers》等标准与规程进行线下的现场检测或实验室检测。这些测试方法由于采用离线检测，在测量过程中不仅会导致停电损失，还会增加额外人力、物资成本。此外，电力系统中的线路损耗占比较大且并非恒定不变，波动的线路损耗将给电流互感器变比评估带来困难。

发明内容

为保证电流互感器变比实时测量数据的准确性，本发明提供了一种基于波动线路损耗的电流互感器变比准确性评估方法，建立电流互感器变比在线评估模型，减少线路损耗变化对电流互感器变比带来的影响，通过下述技术方案实现：

(A)明确线路中供能变压器的数量为n，耗能变压器的数量为m，供能变压器是指供电单位所管理的提供电能量的变压器，耗能变压器是指在客户端所消耗电能量的变压器；

(B)明确各互感器的档案变比：第i供能变压器对应电压互感器的变比为V_s,i，第i供能变压器对应电流互感器的变比为C_s,i，第i耗能变压器对应电压互感器的变比为V_c,i，第i耗能变压器对应电流互感器的变比为C_c,i；

(C)设置T个采集周期，采集每个采集周期内电能表显示的电能量增量与采集周期时长：第j个采集周期内第i供能变压器对应电能表所显示的电能量增量为ΔE_s,i(j)，第j个采集周期内第i耗能变压器对应电能表所显示的电能量增量为ΔE_c,i(j)，第j个采集周期的时长为t(j)；

(D)设置待评估其变比准确性的电流互感器为第k台耗能变压器对应的电流互感器；

(E)计算第j个采集周期内所有供能变压器所提供的电能量：

计算第j个采集周期内除第k台变压器以外的所有耗能变压器所消耗的电能量：

(F)利用前P个采集周期(0<P≤T)所采集的数据建立方程组，该方程组包含P个等式：

式(3)中有三个未知数，分别是：第k台耗能变压器对应电流互感器的计算变比C_c,k,cal(P)，固定线路损耗W_loss,con(P)，第1个采集周期内的波动线路损耗W_loss,var,1(P)；

(G)利用遗传算法求解式(3)，即可以得到利用前P个采集周期所采集的数据计算出的第k台耗能变压器对应电流互感器的计算变比C_c,k,cal(P)；

(H)令P＝1、2、……、T，重复步骤(F)和步骤(G)，求出C_c,k,cal(1)、C_c,k,cal(2)、……、C_c,k,cal(T)；

(I)计算第k台耗能变压器对应电流互感器的变比准确性评估指数：

式(4)中，C_c,k是第k台耗能变压器对应电流互感器的档案变比；

(J)评估第k台耗能变压器对应电流互感器的变比准确性是否符合使用要求：若I_k小于等于阈值ε，则第k台耗能变压器对应电流互感器的变比准确性符合使用要求；若I_k大于阈值ε，则第k台耗能变压器对应电流互感器的变比准确性不符合使用要求。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明建立了电流互感器变比在线评估模型，考虑了波动线路损耗带来的影响，极大提高了电流互感器变比在线评估的精度，可有效避免客户端处的耗能设备被窃电改造的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为本发明的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法和计算机程序产品的流程图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图中的每一流程的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述事实和方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，涉及的程序或者所述的程序可以存储于一计算机所可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：此时引出相应的方法步骤，所述的存储介质可以是ROM/RAM、磁碟、光盘等等。

实施例：

如图1所示，在本实施例中，应用于一具体供电线路，该具体供电线路具体信息如下表所示：

(A)明确线路中供能变压器的数量为1，耗能变压器的数量为2，供能变压器是指供电单位所管理的提供电能量的变压器，耗能变压器是指在客户端所消耗电能量的变压器。

(B)明确各互感器的档案变比：第1供能变压器对应电压互感器的变比为V_s,i，第i供能变压器对应电流互感器的变比为C_s,i，第i耗能变压器对应电压互感器的变比为V_c,i，第i耗能变压器对应电流互感器的变比为C_c,i。

(C)设置4个采集周期，即采集周期T＝4，采集每个采集周期内电能表显示的电能量增量与采集周期时长：第j个采集周期内第i供能变压器对应电能表所显示的电能量增量为ΔE_s,i(j)，第j个采集周期内第i耗能变压器对应电能表所显示的电能量增量为ΔE_c,i(j)，第j个采集周期的时长为t(j)。

(D)设置待评估其变比准确性的电流互感器为第1台耗能变压器对应的电流互感器，即k＝1。

(E)计算第j个采集周期内所有供能变压器所提供的电能量W_s,sum(j)：

计算第j个采集周期内除第k台耗能变压器以外的所有耗能变压器所消耗的电能量W_c,sum,e(j)：

(F)根据采集周期内所有耗能变压器所消耗电能量、固定线路损耗及波动线路损耗之和等于所有供能变压器所提供的电能量的原则，利用前P个采集周期(0<P≤T)所采集的数据建立方程组，该方程组包含P个等式：

式(3)中有三个未知数，分别是：第k台耗能变压器对应电流互感器的计算变比C_c,k,cal(P)，固定线路损耗W_loss,con(P)，第1个采集周期内的波动线路损耗W_loss,var,1(P)。

(G)利用遗传算法求解式(3)，即可以得到利用前P个采集周期所采集的数据计算出的第k台耗能变压器对应电流互感器的计算变比C_c,k,cal(P)。

(H)令P＝1、2、……、T，重复步骤(F)和步骤(G)，求出C_c,k,cal(1)、C_c,k,cal(2)、……、C_c,k,cal(T)。

(I)计算第1台耗能变压器对应电流互感器的变比评估指数：

(J)设置阈值为5，评估第1台耗能变压器对应电流互感器的变比准确性是否符合使用要求：若I_k小于等于阈值5，则第k台耗能变压器对应电流互感器的变比准确性符合使用要求；若I_k大于阈值5，则第k台耗能变压器对应电流互感器的变比准确性不符合使用要求。

计算该路线第1台耗能变压器对应电流互感器的变比评估指数为3.31，符合使用要求；计算该路线第2台耗能变压器对应电流互感器的变比评估指数为0.61，符合使用要求。

现场核验结果与上述计算结果一致，验证本发明方法的有效性。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.基于波动线路损耗的电流互感器变比准确性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

(A)明确线路中供能变压器的数量为n，耗能变压器的数量为m；

(B)明确各互感器的档案变比：第i供能变压器对应电压互感器的变比为V_s,i，第i供能变压器对应电流互感器的变比为C_s,i，第i耗能变压器对应电压互感器的变比为V_c,i，第i耗能变压器对应电流互感器的变比为C_c,i；

(C)设置T个采集周期，采集每个采集周期内电能表显示的电能量增量与采集周期时长：第j个采集周期内第i供能变压器对应电能表所显示的电能量增量为ΔE_s,i(j)，第j个采集周期内第i耗能变压器对应电能表所显示的电能量增量为ΔE_c,i(j)，第j个采集周期的时长为t(j)；

(D)设置待评估其变比准确性的电流互感器为第k台耗能变压器对应的电流互感器；

(E)计算第j个采集周期内所有供能变压器所提供的电能量：

计算第j个采集周期内除第k台变压器以外的所有耗能变压器所消耗的电能量：

(F)利用前P个采集周期(0<P≤T)所采集的数据建立方程组，该方程组包含P个等式：

式(3)中有三个未知数，分别是：第k台耗能变压器对应电流互感器的计算变比C_c,k,cal(P)，固定线路损耗W_loss,con(P)，第1个采集周期内的波动线路损耗W_loss,var,1(P)；

(G)利用遗传算法求解式(3)，即可以得到利用前P个采集周期所采集的数据计算出的第k台耗能变压器对应电流互感器的计算变比C_c,k,cal(P)；

(H)令P＝1、2、……、T，重复步骤(F)和步骤(G)，求出C_c,k,cal(1)、C_c,k,cal(2)、……、C_c,k,cal(T)；

(I)计算第k台耗能变压器对应电流互感器的变比准确性评估指数：

式(4)中，C_c,k是第k台耗能变压器对应电流互感器的档案变比；

(J)评估第k台耗能变压器对应电流互感器的变比准确性是否符合使用要求：若I_k小于等于阈值ε，则第k台耗能变压器对应电流互感器的变比准确性符合使用要求；若I_k大于阈值ε，则第k台耗能变压器对应电流互感器的变比准确性不符合使用要求。