CN115201742B - 低压台区计量点误差的确定方法、装置以及电子设备 - Google Patents

低压台区计量点误差的确定方法、装置以及电子设备 Download PDF

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CN115201742B CN202211125580.8A CN202211125580A CN115201742B CN 115201742 B CN115201742 B CN 115201742B CN 202211125580 A CN202211125580 A CN 202211125580A CN 115201742 B CN115201742 B CN 115201742B
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Abstract

本发明提供一种低压台区计量点误差的确定方法，涉及电力数据分析技术领域。该方法包括：获取低压台区的多个计量点的用电功率数据，所述用电功率数据包括有功功率数据、无功功率数据及电压数据；基于所述用电功率数据和所述低压台区的功率守恒表达式，确定所述多个计量点的相对误差；其中，所述功率守恒表达式中的线路损耗功率基于线路损耗功率表达式确定，所述线路损耗功率表达式用于表征所述低压台区的网络拓扑结构中多个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系，所述末端分支与所述计量点一一对应。该方法通过引入无功功率描述线路损耗功率，提高小超差计量点的检出率。

Description

低压台区计量点误差的确定方法、装置以及电子设备
技术领域
本发明涉及电力数据分析技术领域，尤其涉及一种低压台区计量点误差的确定方法、装置以及电子设备。
背景技术
随着智能电能表数据的积累以及大数据分析技术的不断进步，基于远程在线监测与大数据分析的电能表运行状态远程分析，已成为台区电能表运行质量的重要评价手段和监测手段。
根据现场部署及电能表拆回检测等验证情况，目前用于实现电能表运行数据监测的数学模型对电能表运行的相对误差大于10%的大超差情形能够实现精准检出，但对于相对误差在10%以内的小超差情形的检出及命中情况尚不理想。
发明内容
本发明提供一种低压台区计量点误差的确定方法、装置以及电子设备，用以解决现有技术中计量点小超差情形的检出及命中率低的缺陷。
本发明提供一种低压台区计量点误差的确定方法，包括：
获取低压台区的多个计量点的用电功率数据，所述用电功率数据包括有功功率数据、无功功率数据及电压数据；
基于所述用电功率数据和所述低压台区的功率守恒表达式，确定所述多个计量点的相对误差；
其中，所述功率守恒表达式中的线路损耗功率基于线路损耗功率表达式确定，所述线路损耗功率表达式用于表征所述低压台区的网络拓扑结构中多个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系，所述末端分支与所述计量点一一对应。
根据本发明提供的一种低压台区计量点误差的确定方法，所述线路损耗功率包括所述多个末端分支各自的平方项线路损耗能量和具有共享分支的两个末端分支之间的交叉项线路损耗能量。
根据本发明提供的一种低压台区计量点误差的确定方法，所述线路损耗功率表达式为：
Figure 874063DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为线路损耗功率，表示末端分支
Figure 477082DEST_PATH_IMAGE004
的有功功率，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示所述末端分支
Figure 448449DEST_PATH_IMAGE004
的无功功率，
Figure 252457DEST_PATH_IMAGE006
表示所述末端分支
Figure 715800DEST_PATH_IMAGE004
的电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示末端分支
Figure 653669DEST_PATH_IMAGE008
的有功功率，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
表示所述末端分支
Figure 886067DEST_PATH_IMAGE008
的无功功率，
Figure 720031DEST_PATH_IMAGE010
表示所述末端分支
Figure 201828DEST_PATH_IMAGE008
的电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
表示所述低压台区的计量点个数；
Figure 553174DEST_PATH_IMAGE012
表示所述末端分支
Figure 233555DEST_PATH_IMAGE004
到所述低压台区的总表的线阻系数，在所述末端分支
Figure 176103DEST_PATH_IMAGE004
与所述末端分支
Figure 817300DEST_PATH_IMAGE008
具有共享分支的情况下，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
表示从所述共享分支到所述总表之间的线阻系数。
根据本发明提供的一种低压台区计量点误差的确定方法，所述功率守恒表达式基于所述低压台区的功率域表达式确定，所述功率域表达式基于所述低压台区的统计损耗功率、线路损耗功率、固定损耗功率和计量点误差损耗功率之间的能量守恒关系确定。
根据本发明提供的一种低压台区计量点误差的确定方法，所述功率域表达式为：
Figure 96971DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
表示所述低压台区的总表有功功率，
Figure 772803DEST_PATH_IMAGE016
表示计量点
Figure DEST_PATH_IMAGE017
的有功功率，
Figure 479728DEST_PATH_IMAGE011
表示所述低压台区的计量点个数，
Figure 670538DEST_PATH_IMAGE003
表示所述线路损耗功率，表示所述固定损耗功率，
Figure 98108DEST_PATH_IMAGE018
表示计量点
Figure DEST_PATH_IMAGE019
的相对误差。
根据本发明提供的一种低压台区计量点误差的确定方法，所述获取低压台区的多个计量点的用电功率数据，包括：
获取多个采样时间间隔的所述多个计量点的用电功率数据；
所述基于所述用电功率数据和所述低压台区的功率守恒表达式，确定所述多个计量点的相对误差，包括：
基于所述多个采样时间间隔的所述多个计量点的用电功率数据和所述功率守恒表达式，建立目标方程组；
求解所述目标方程组，确定所述多个计量点的相对误差。
本发明还提供一种低压台区计量点误差的确定装置，包括：
获取模块，用于获取低压台区的多个计量点的用电功率数据；
处理模块，用于基于所述用电功率数据和所述低压台区的功率守恒表达式，确定所述多个计量点的相对误差；
其中，所述功率守恒表达式中的线路损耗功率基于线路损耗功率表达式确定，所述线路损耗功率表达式用于表征所述低压台区的网络拓扑结构中多个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系，所述末端分支与所述计量点一一对应。
根据本发明提供的一种低压台区计量点误差的确定装置，所述线路损耗功率包括所述多个末端分支各自的平方项线路损耗能量和具有共享分支的两个末端分支之间的交叉项线路损耗能量。
根据本发明提供的一种低压台区计量点误差的确定装置，所述线路损耗功率表达式为：
Figure 18660DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 568590DEST_PATH_IMAGE003
为线路损耗功率，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
表示末端分支
Figure 184379DEST_PATH_IMAGE004
的有功功率，
Figure 540274DEST_PATH_IMAGE005
表示所述末端分支
Figure 190698DEST_PATH_IMAGE004
的无功功率，
Figure 911529DEST_PATH_IMAGE006
表示所述末端分支
Figure 811352DEST_PATH_IMAGE004
的电压，
Figure 705359DEST_PATH_IMAGE007
表示末端分支
Figure 7027DEST_PATH_IMAGE008
的有功功率，
Figure 836443DEST_PATH_IMAGE009
表示所述末端分支
Figure 223562DEST_PATH_IMAGE008
的无功功率，
Figure 186839DEST_PATH_IMAGE010
表示所述末端分支
Figure 546276DEST_PATH_IMAGE008
的电压，
Figure 608910DEST_PATH_IMAGE011
表示所述低压台区的计量点个数；
Figure 369861DEST_PATH_IMAGE012
表示所述末端分支
Figure 543353DEST_PATH_IMAGE004
到所述低压台区的总表的线阻系数，在所述末端分支
Figure 757297DEST_PATH_IMAGE004
与所述末端分支
Figure 990832DEST_PATH_IMAGE008
具有共享分支的情况下，
Figure 414860DEST_PATH_IMAGE013
表示从所述共享分支到所述总表之间的线阻系数。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述低压台区计量点误差的确定方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述低压台区计量点误差的确定方法。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述低压台区计量点误差的确定方法。
本发明提供的低压台区计量点误差的确定方法、装置以及电子设备，通过引入无功功率描述线路损耗功率，将低压台区的线路损耗功率表达式通过各个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系进行描述，根据实际采集得到的用电功率数据求解功率守恒表达式，将用电功率数据中的有功功率数据、无功功率数据及电压数据等数据代入到功率守恒表达式中的对应位置，进而对功率守恒表达式中的未知量进行求解，得到多个计量点的相对误差，判断各个计量点的超差情况，及时准确地检出大超差计量点，无功功率的引入提高了功率守恒表达式的准确性，提高小超差计量点的检出率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明提供的低压台区计量点误差的确定方法的流程示意图；
图2是本发明提供的低压台区的网络拓扑结构的示意图；
图3是本发明提供的低压台区计量点误差的确定装置的结构示意图；
图4是本发明提供的电子设备的结构示意图。
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，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
随着智能电能表数据的积累以及大数据分析技术的不断进步，基于远程在线监测与大数据分析的电能表运行状态远程分析，已成为台区电能表运行质量的重要评价手段和监测手段。
根据现场部署及电能表拆回检测等验证情况，目前用于实现电能表运行数据监测的数学模型对电能表运行的相对误差大于10%的大超差情形能够实现精准检出，但对于相对误差在10%以内的小超差情形的检出及命中情况尚不理想。
实现电能表运行数据监测的数学模型通常是基于能量守恒构建的，也即对于某一台区，在一个采样时间间隔内，总表的供电量等于台区下各用户实际用电量加上线路损耗和电能表自身损耗。
台区下线路损耗估计的准确度直接影响模型对运行误差估计的准确度，线路损耗的准确表达对实现小超差情形可靠的检出及命中至关重要。
在本发明实施例中，低压台区指的是低压配电网的变压器的供电范围或区域，低压配电网指的是0.4kV及以下的低压电网。
可以理解的是，电流在传输线缆上进行传输，从总表传输到用户电能表，以供用户使用，低压台区的网络拓扑结构指的是低压台区中进行电能传输的各个电能表设备的物理布局。
低压台区的网络拓扑结构包括多个用电分支，从总表分出来的为一级分支，从一级分支分出来的为二级分支，直接连接用户电能表的分支为末端分支。
需要说明的是，计量点是客户和电力公司或电力公司之间的关口，可以计量电量，作为电费评估的主要依据，低压台区的网络拓扑结构中计量点为用户电能表，也即计量点和末端分支是一一对应的。
电能表运行的相对误差大于10%的大超差情形，也即计量点相对误差大于10%的情况。
如图2所示，以每个电阻表示网络拓扑结构的一个分支为例，分支名以电阻名直接表示。
其中，R123和R4567为一级分支，R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7为末端分支，也即直接连接用户电能表的分支。
一些分支间具有共享分支，例如，R2和R3之间存在共享分支R23。
一些分支不与其他分支存在共享分支，这些分支可以称为独立分支，每个独立分支构成独立的子树，例如，R123和R4567为独立分支，分别构成独立的子树。
确定方法根据低压台区的供电线路和电能表的分布，可以构建出低压台区的网络拓扑结构。
基于网络拓扑结构，根据基尔霍夫定律，可以建立低压台区的线路损耗功率表达式，也可以建立线路损耗能量表达式。
基尔霍夫定律（Kirchhoff laws）是电路中电压和电流所遵循的基本规律，既可以用于直流电路的分析，也可以用于交流电路的分析。
基尔霍夫定律规定每个元件就是一条支路，串联的元件视为一条支路，在一条支路中电流处处相等。
基尔霍夫定律将节点定义为支路与支路的连接点。
基尔霍夫定律所包括的基尔霍夫电流定律是确定电路中任意节点处各支路电流之间关系的定律，又称为节点电流定律，具体为所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。
例如，如图2所示，
Figure 392043DEST_PATH_IMAGE022
代表低压台区总表出的电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
分别代表低压台区各个用户电能表处的电压和电流。
图2已经根据基尔霍夫定律标记出了各节点处的电流关系，如R23上的电流等于
Figure 991652DEST_PATH_IMAGE024
，R4567上的电流等于
Figure DEST_PATH_IMAGE025
。
在该实施例中，根据基尔霍夫定律，可以在低压台区的网络拓扑结构中确定出各个分支处的电流电压关系，根据低压台区的网络拓扑结构的整体电流电压关系，确定出描述低压台区线路损耗的线路损耗功率表达式或线路损耗能量表达式。
需要说明的是，线路损耗功率表达式用于表征网络拓扑结构中多个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系，线路损耗能量表达式则表征网络拓扑结构中多个末端分支的有功电量、无功电量及电压之间的运算关系，全面考虑有功用电和无功用电对线路损耗的贡献。
下面介绍本发明实施例提供的低压台区计量点误差的确定方法。
如图1所示，本发明实施例的低压台区计量点误差的确定方法包括步骤110和步骤120。
步骤110、获取低压台区的多个计量点的用电功率数据，用电功率数据包括有功功率数据、无功功率数据及电压数据。
步骤120、基于用电功率数据和低压台区的功率守恒表达式，确定多个计量点的相对误差。
其中，功率守恒表达式中的线路损耗功率基于线路损耗功率表达式确定，线路损耗功率表达式用于表征低压台区的网络拓扑结构中多个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系，末端分支与计量点一一对应。
可以理解的是，线路损耗功率表达式和功率守恒表达式都是预先建立的，两个表达式中的参数随低压台区的网络拓扑结构的改变而改变。
下面对线路损耗功率表达式的推导进行描述。
复功率是实部为有功功率、虚部为无功功率的复数量，是以相量法分析电流电路时常涉及到的一个辅助计算量。
在交流电路向量分析中，复功率包括如下表达式：
Figure DEST_PATH_IMAGE027
Figure DEST_PATH_IMAGE029
Figure DEST_PATH_IMAGE031
Figure DEST_PATH_IMAGE033
其中，
Figure 989564DEST_PATH_IMAGE034
为复功率，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
为电压，
Figure 900888DEST_PATH_IMAGE036
为电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
为
Figure 885025DEST_PATH_IMAGE036
的共轭复数，
Figure 135877DEST_PATH_IMAGE038
均表示复电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
为功率因数角，
Figure 39111DEST_PATH_IMAGE040
为有功功率，
Figure DEST_PATH_IMAGE041
为无功功率，
Figure 313098DEST_PATH_IMAGE042
为虚数单位。
由上述复功率的表达式对如图2所示的低压台区的网络拓扑结构的独立分支R123上的线路损耗进行描述。
分支R123复功率为：
Figure 694401DEST_PATH_IMAGE044
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
为分支R123复功率，
Figure 3022DEST_PATH_IMAGE046
为分支R123上的电阻值，
Figure DEST_PATH_IMAGE047
为分支R23上的电阻值，
Figure 77157DEST_PATH_IMAGE048
分别为分支R1、R2和R3上的电阻值，
Figure DEST_PATH_IMAGE049
分别为分支R1、分支R2和分支R3处的电流，
Figure 104019DEST_PATH_IMAGE050
分别为
Figure 961117DEST_PATH_IMAGE049
的共轭复数。
进行数学运算后得到下式：
Figure 248879DEST_PATH_IMAGE052
上式复功率
Figure 166019DEST_PATH_IMAGE045
的虚部为0，
Figure DEST_PATH_IMAGE053
是各个末端分支电流自身的影响，仅与分支电流幅值有关，
Figure 414598DEST_PATH_IMAGE054
和
Figure DEST_PATH_IMAGE055
为分支电流交叉项，除电流幅值外，分支电流交叉项对应的两个分支电流的相位差也对线路损耗有影响。
需要说明的是，分支电流交叉项针对交叉于同一分支的两个末端分支，也即具有共享分支的两个末端分支。
由复功率的表达式变换可得到如下表达式：
Figure DEST_PATH_IMAGE057
Figure DEST_PATH_IMAGE059
在末端分支
Figure 872124DEST_PATH_IMAGE008
和末端分支
Figure 14392DEST_PATH_IMAGE004
具有共享分支的情况下，由上式可推导分支电流交叉项的如下表达式：
Figure DEST_PATH_IMAGE061
其中，
Figure 305696DEST_PATH_IMAGE062
分别为末端分支
Figure 838309DEST_PATH_IMAGE008
和末端分支
Figure 365105DEST_PATH_IMAGE004
的电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE063
分别为
Figure 502825DEST_PATH_IMAGE062
的共轭复数，
Figure 761768DEST_PATH_IMAGE064
分别为末端分支
Figure 843994DEST_PATH_IMAGE008
和末端分支
Figure 112164DEST_PATH_IMAGE004
的有功功率，
Figure DEST_PATH_IMAGE065
分别为末端分支
Figure 104391DEST_PATH_IMAGE008
和末端分支
Figure 596552DEST_PATH_IMAGE004
的无功功率，
Figure 103757DEST_PATH_IMAGE066
分别为末端分支
Figure 847722DEST_PATH_IMAGE008
和末端分支
Figure 491193DEST_PATH_IMAGE004
的电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE067
分别为末端分支
Figure 685414DEST_PATH_IMAGE008
和末端分支
Figure 352019DEST_PATH_IMAGE004
的功率因数角。
对上式进行如下推算：
Figure DEST_PATH_IMAGE069
Figure 289888DEST_PATH_IMAGE070
得到如下表达式：
Figure 787865DEST_PATH_IMAGE072
在实际执行中，由于线路电阻远小于用户负载阻抗，所以不同分支电压的相位差很小，且用户无功功率也远小于有功功率，在工程应用中，上式分母的第二项
Figure DEST_PATH_IMAGE073
大小可以忽略，也即上式可以简化为如下表达式：
Figure DEST_PATH_IMAGE075
由于实际中采集不到不同分支上电压的相位差很小，模拟实验表明该相位差通常在5度之内，cos5°≈0.99619，因此工程应用中，可将上式略去相位差项，进一步简化为如下表达式：
Figure DEST_PATH_IMAGE077
根据上式，结合复功率
Figure 621829DEST_PATH_IMAGE045
的虚部为0，可以将独立分支R123上的线路损耗功率
Figure 775730DEST_PATH_IMAGE078
表示如下：
Figure 923814DEST_PATH_IMAGE080
需要说明的是，线路损耗功率包括多个末端分支各自的平方项线路损耗能量和具有共享分支的两个末端分支之间的交叉项线路损耗能量。
其中，末端分支自身的平方项线路损耗能量与末端分支对应的线阻系数相关，具有共享分支的两个末端分支之间的交叉项线路损耗能量与该共享分支对应的线阻系数相关。
在该实施例中，可以通过归纳法将上式改写成低压台区线路损耗功率的通用形式一：
Figure 604194DEST_PATH_IMAGE082
通过为每个末端分支对应的电能表计算其等效复电流，利用复电流计算出线损贡献，将低压台区的线路损耗功率表达式通过各个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系进行描述，进而得到低压台区线路损耗功率的通用形式二，也即线路损耗功率表达式，如下：
Figure 15584DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 719098DEST_PATH_IMAGE003
为线路损耗功率，
Figure 733190DEST_PATH_IMAGE021
表示末端分支
Figure 940181DEST_PATH_IMAGE004
的有功功率，
Figure 319209DEST_PATH_IMAGE005
表示末端分支
Figure 447702DEST_PATH_IMAGE004
的无功功率，
Figure 265486DEST_PATH_IMAGE006
表示末端分支
Figure 858141DEST_PATH_IMAGE004
的电压，
Figure 80175DEST_PATH_IMAGE007
表示末端分支
Figure 758281DEST_PATH_IMAGE008
的有功功率，
Figure 114176DEST_PATH_IMAGE009
表示末端分支
Figure 561338DEST_PATH_IMAGE008
的无功功率，
Figure 219852DEST_PATH_IMAGE010
表示末端分支
Figure 119675DEST_PATH_IMAGE008
的电压，
Figure 13682DEST_PATH_IMAGE011
表示低压台区的计量点个数；
Figure 580929DEST_PATH_IMAGE012
表示末端分支
Figure 410345DEST_PATH_IMAGE004
到低压台区的总表的线阻系数，在末端分支
Figure 797464DEST_PATH_IMAGE004
与末端分支
Figure 495162DEST_PATH_IMAGE008
具有共享分支的情况下，
Figure 916916DEST_PATH_IMAGE013
表示从共享分支到总表之间的线阻系数。
可以理解的是，线路损耗功率表达式右侧
Figure DEST_PATH_IMAGE083
表示多个末端分支各自的平方项线路损耗能量；
线路损耗功率表达式右侧
Figure DEST_PATH_IMAGE085
表示具有共享分支的两个末端分支之间的交叉项线路损耗能量。
需要说明的是，末端分支为直接连接用户电能表的分支，末端分支与计量点一一对应，计量点为用户电能表，末端分支包括连接在该用户电能表上的用电设备。
在该实施例中，通过复电流，引入无功功率对低压台区的线路损耗进行准确描述，根据得到的线路损耗功率表达式，可以得到低压台区的功率守恒表达式。
可以理解的是，低压台区的功率守恒表达式表征了低压台区的不同线路损耗之间的平衡关系，总功率输入来自总表，功率消耗包括各分支用电设备的消耗和线路损耗。
在该实施例中，可以根据低压台区的统计损耗功率、线路损耗功率、固定损耗功率和计量点误差损耗功率之间的能量守恒关系，建立低压台区的功率域表达式，将线路损耗功率表达式代入功率域表达式，得到低压台区的功率守恒表达式。
功率域表达式如下式：
Figure 510708DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure 385123DEST_PATH_IMAGE015
表示低压台区的总表有功功率，
Figure 496299DEST_PATH_IMAGE016
表示计量点
Figure 772559DEST_PATH_IMAGE017
的有功功率，
Figure 68411DEST_PATH_IMAGE011
表示低压台区的计量点个数，
Figure 430123DEST_PATH_IMAGE003
表示线路损耗功率，
Figure 344989DEST_PATH_IMAGE086
表示固定损耗功率，
Figure 475756DEST_PATH_IMAGE018
表示计量点
Figure 942510DEST_PATH_IMAGE019
的相对误差。
功率域表达式左侧
Figure DEST_PATH_IMAGE087
表示统计损耗功率；
功率域表达式右侧
Figure 260358DEST_PATH_IMAGE088
表示计量点误差损耗功率。
需要说明的是，功率域表达式左侧低压台区的总表有功功率减去低压台区所有计量点的有功功率，得到低压台区的统计损耗功率，统计损耗功率的具体数值可以由低压台区各个电能表的数据计算得到。
功率域表达式右侧最后一项计量点误差损耗功率是由电能表的相对误差所产生的损耗。
在该实施例中，将低压台区的统计线损功率视为线路损耗功率、固定损耗功率和低压台区下各个计量点误差损耗功率的共同贡献，通过能量守恒关系对低压台区的功率损耗情况进行准确描述。
在实际执行中，可以将引入了无功功率的线路损耗功率表达式代入到功率域表达式中，得到如下功率守恒表达式：
Figure 775653DEST_PATH_IMAGE090
通过上式的求解，可以得到低压台区的计量点的相对误差、固定损耗功率和线路损耗功率等数据。
在步骤110中，获取低压台区内多个计量点的用电功率数据，根据各个计量点的有功功率数据、无功功率数据及电压数据等用电功率数据求解功率守恒表达式。
需要说明的是，用电功率数据是低压台区的用户用电产生的实际数据，可以通过用户电能表读取获得。
在实际执行中，可以通过高频采集数据的方式获取用电功率数据，通过高密度采集的电能相关数据，可以更加准确地估计低压台区线路损耗，也可以减少数据采集时长，降低因环境变化导致的线阻变化对线路损耗估计准确度产生的影响。
在步骤120中，根据实际采集得到的用电功率数据求解功率守恒表达式，将用电功率数据中的有功功率数据、无功功率数据及电压数据等数据代入到功率守恒表达式中的对应位置，进而对功率守恒表达式中的未知量进行求解，得到多个计量点的相对误差，判断各个计量点的超差情况，及时准确地检出超差计量点。
相关技术中，一些台区误差模型通过用户电能表的有功电量对线路损耗进行表达，对电能表计量点的相对误差进行检测，实现超差情形的检出。
无功电量是电网运行中常用的降损节能技术，借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，提高电网的功率因数、降低损耗和改善电网电压质量。
作为计量点的用户电能表是电费评估的计量设备，无功电量是不收费的，由于本领域技术人员的技术偏见，相关技术中描述的线路损耗的表达式不包括无功电量对线路损耗影响的部分。
申请人对大量电能表数据进行分析，发现在低压台区中无功设备较多或功率因数较低时，无功电量会对线路损耗的估计产生严重影响，进而降低计量点的相对误差的准确率，致使小超差计量点的检出效果不佳。
在本发明实施例中，申请人创造性地考虑到了用户的无功用电对线路损耗的贡献，基于低压台区的网络拓扑结构，根据功率守恒及电荷守恒，建立起统计线损功率与线路损耗功率、固定损耗功率以及台区下各计量点误差所产生的计量点误差损耗功率的等式依赖关系，其中的线路损耗功率由计量点的有功功率、无功功率及电压共同决定，通过功率守恒方程组求解可以对计量点的相对误差进行更为准确的估计。
在实际执行中，通过网省试点台区的仿真数据及真实数据对上述的功率守恒表达式进行验证，并在小超差仿真的情况下获得了较高的命中率及检出率，可以在高频采集数据上进行使用，进一步降低超差检出边界，同时保证较高的命中率，对低压台区内电能表的相对误差进行准确计算和合理评价。
根据本发明实施例提供的低压台区计量点误差的确定方法，通过引入无功功率描述线路损耗功率，提高功率守恒表达式的准确性，提升功率守恒表达式对小超差计量点的检出效果。
在一些实施例中，上述低压台区计量点误差的确定方法还包括：
获取多个采样时间间隔的多个计量点的用电功率数据；
基于多个采样时间间隔的多个计量点的用电功率数据和功率守恒表达式，建立目标方程组；
求解目标方程组，确定多个计量点的相对误差。
在该实施例中，在多个采样时间间隔，采集多个计量点的用电功率数据，可以得到多批用电功率数据，将每批用电功率数据代入到功率守恒表达式，得到包括多批用电功率数据对应的多个功率守恒表达式，多个功率守恒表达式构成目标方程组。
可以理解的是，采集的用电功率数据批次数量越多，目标方程组中包括的功率守恒表达式的个数越多，得到的计量点的相对误差的准确度更高。
在实际执行中，可以通过设置采样时间间隔的大小，通过高频采集数据的方式获取用电功率数据，进一步提升用电功率数据求解功率守恒表达式估计低压台区线路损耗的准确性，降低因环境变化导致的线阻变化对线路损耗估计准确度产生的影响。
如图3所示，本发明实施例提供的低压台区计量点误差的确定装置，包括：
获取模块310，用于获取低压台区的多个计量点的用电功率数据；
处理模块320，用于基于用电功率数据和低压台区的功率守恒表达式，确定多个计量点的相对误差；
其中，功率守恒表达式中的线路损耗功率基于线路损耗功率表达式确定，线路损耗功率表达式用于表征低压台区的网络拓扑结构中多个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系，末端分支与计量点一一对应。
在一些实施例中，线路损耗功率包括多个末端分支各自的平方项线路损耗能量和具有共享分支的两个末端分支之间的交叉项线路损耗能量。
在一些实施例中，线路损耗功率表达式为：
Figure 88823DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 601844DEST_PATH_IMAGE003
为线路损耗功率，
Figure 938147DEST_PATH_IMAGE021
表示末端分支
Figure 319450DEST_PATH_IMAGE004
的有功功率，
Figure 424809DEST_PATH_IMAGE005
表示末端分支
Figure 108732DEST_PATH_IMAGE004
的无功功率，
Figure 932331DEST_PATH_IMAGE006
表示末端分支
Figure 851746DEST_PATH_IMAGE004
的电压，
Figure 811611DEST_PATH_IMAGE007
表示末端分支
Figure 932014DEST_PATH_IMAGE008
的有功功率，
Figure 977331DEST_PATH_IMAGE009
表示末端分支的无功功率，
Figure 700436DEST_PATH_IMAGE010
表示末端分支
Figure 780387DEST_PATH_IMAGE008
的电压，
Figure 806112DEST_PATH_IMAGE011
表示低压台区的计量点个数；
Figure 338725DEST_PATH_IMAGE012
表示末端分支
Figure 865521DEST_PATH_IMAGE004
到低压台区的总表的线阻系数，在末端分支
Figure 799979DEST_PATH_IMAGE004
与末端分支
Figure 996605DEST_PATH_IMAGE008
具有共享分支的情况下，
Figure 344410DEST_PATH_IMAGE013
表示从共享分支到总表之间的线阻系数。
在一些实施例中，功率守恒表达式基于低压台区的功率域表达式确定，功率域表达式基于低压台区的统计损耗功率、线路损耗功率、固定损耗功率和计量点误差损耗功率之间的能量守恒关系确定。
在一些实施例中，功率域表达式为：
Figure 347001DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure 73648DEST_PATH_IMAGE015
表示低压台区的总表有功功率，
Figure 769072DEST_PATH_IMAGE016
表示计量点
Figure 350312DEST_PATH_IMAGE017
的有功功率，
Figure 891015DEST_PATH_IMAGE011
表示低压台区的计量点个数，
Figure 737748DEST_PATH_IMAGE003
表示线路损耗功率，
Figure 338494DEST_PATH_IMAGE086
表示固定损耗功率，
Figure 395312DEST_PATH_IMAGE018
表示计量点
Figure 739705DEST_PATH_IMAGE019
的相对误差。
在一些实施例中，获取模块310用于获取多个采样时间间隔的多个计量点的用电功率数据；
处理模块320用于基于多个采样时间间隔的多个计量点的用电功率数据和功率守恒表达式，建立目标方程组；
求解目标方程组，确定多个计量点的相对误差。
图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行低压台区计量点误差的确定方法，该方法包括：获取低压台区的多个计量点的用电功率数据；基于用电功率数据和低压台区的功率守恒表达式，确定多个计量点的相对误差；其中，功率守恒表达式中的线路损耗功率基于线路损耗功率表达式确定，线路损耗功率表达式用于表征低压台区的网络拓扑结构中多个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系，末端分支与计量点一一对应。
此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过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，本发明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）执行本发明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（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的低压台区计量点误差的确定方法，该方法包括：获取低压台区的多个计量点的用电功率数据；基于用电功率数据和低压台区的功率守恒表达式，确定多个计量点的相对误差；其中，功率守恒表达式中的线路损耗功率基于线路损耗功率表达式确定，线路损耗功率表达式用于表征低压台区的网络拓扑结构中多个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系，末端分支与计量点一一对应。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的低压台区计量点误差的确定方法，该方法包括：获取低压台区的多个计量点的用电功率数据；基于用电功率数据和低压台区的功率守恒表达式，确定多个计量点的相对误差；其中，功率守恒表达式中的线路损耗功率基于线路损耗功率表达式确定，线路损耗功率表达式用于表征低压台区的网络拓扑结构中多个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系，末端分支与计量点一一对应。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种低压台区计量点误差的确定方法，其特征在于，包括：
获取低压台区的多个计量点的用电功率数据，所述用电功率数据包括有功功率数据、无功功率数据及电压数据；
基于所述用电功率数据和所述低压台区的功率守恒表达式，确定所述多个计量点的相对误差；
其中，所述功率守恒表达式中的线路损耗功率基于线路损耗功率表达式确定，所述线路损耗功率表达式用于表征所述低压台区的网络拓扑结构中多个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系，所述末端分支与所述计量点一一对应；
所述线路损耗功率包括所述多个末端分支各自的平方项线路损耗能量和具有共享分支的两个末端分支之间的交叉项线路损耗能量；
所述线路损耗功率表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 36190DEST_PATH_IMAGE002
为线路损耗功率，
Figure 953331DEST_PATH_IMAGE003
表示末端分支
Figure 60964DEST_PATH_IMAGE004
的有功功率，
Figure 925015DEST_PATH_IMAGE005
表示所述末端分支
Figure 739387DEST_PATH_IMAGE004
的无功功率，
Figure 388281DEST_PATH_IMAGE006
表示所述末端分支
Figure 655314DEST_PATH_IMAGE004
的电压，
Figure 447690DEST_PATH_IMAGE007
表示末端分支
Figure 319831DEST_PATH_IMAGE008
的有功功率，
Figure 313194DEST_PATH_IMAGE009
表示所述末端分支
Figure 660999DEST_PATH_IMAGE008
的无功功率，
Figure 398011DEST_PATH_IMAGE010
表示所述末端分支
Figure 249292DEST_PATH_IMAGE008
的电压，
Figure 882399DEST_PATH_IMAGE011
表示所述低压台区的计量点个数；
Figure 124024DEST_PATH_IMAGE012
表示所述末端分支
Figure 494088DEST_PATH_IMAGE004
到所述低压台区的总表的线阻系数，在所述末端分支
Figure 137559DEST_PATH_IMAGE004
与所述末端分支
Figure 800622DEST_PATH_IMAGE008
具有共享分支的情况下，
Figure 998385DEST_PATH_IMAGE013
表示从所述共享分支到所述总表之间的线阻系数。
2.根据权利要求1所述的低压台区计量点误差的确定方法，其特征在于，所述功率守恒表达式基于所述低压台区的功率域表达式确定，所述功率域表达式基于所述低压台区的统计损耗功率、线路损耗功率、固定损耗功率和计量点误差损耗功率之间的能量守恒关系确定。
3.根据权利要求2所述的低压台区计量点误差的确定方法，其特征在于，所述功率域表达式为：
Figure 77199DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure 903073DEST_PATH_IMAGE015
表示所述低压台区的总表有功功率，
Figure 674720DEST_PATH_IMAGE016
表示计量点
Figure 94200DEST_PATH_IMAGE017
的有功功率，
Figure 304601DEST_PATH_IMAGE011
表示所述低压台区的计量点个数，
Figure 657085DEST_PATH_IMAGE002
表示所述线路损耗功率，
Figure 449502DEST_PATH_IMAGE018
表示所述固定损耗功率，
Figure 887437DEST_PATH_IMAGE019
表示计量点
Figure 776895DEST_PATH_IMAGE020
的相对误差。
4.根据权利要求1所述的低压台区计量点误差的确定方法，其特征在于，所述获取低压台区的多个计量点的用电功率数据，包括：
获取多个采样时间间隔的所述多个计量点的用电功率数据；
所述基于所述用电功率数据和所述低压台区的功率守恒表达式，确定所述多个计量点的相对误差，包括：
基于所述多个采样时间间隔的所述多个计量点的用电功率数据和所述功率守恒表达式，建立目标方程组；
求解所述目标方程组，确定所述多个计量点的相对误差。
5.一种低压台区计量点误差的确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取低压台区的多个计量点的用电功率数据；
处理模块，用于基于所述用电功率数据和所述低压台区的功率守恒表达式，确定所述多个计量点的相对误差；
其中，所述功率守恒表达式中的线路损耗功率基于线路损耗功率表达式确定，所述线路损耗功率表达式用于表征所述低压台区的网络拓扑结构中多个末端分支的有功功率、无功功率及电压之间的运算关系，所述末端分支与所述计量点一一对应；
所述线路损耗功率包括所述多个末端分支各自的平方项线路损耗能量和具有共享分支的两个末端分支之间的交叉项线路损耗能量；
所述线路损耗功率表达式为：
Figure 577361DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 690811DEST_PATH_IMAGE002
为线路损耗功率，
Figure 209517DEST_PATH_IMAGE003
表示末端分支的有功功率，
Figure 637087DEST_PATH_IMAGE005
表示所述末端分支
Figure 698584DEST_PATH_IMAGE004
的无功功率，
Figure 576410DEST_PATH_IMAGE006
表示所述末端分支
Figure 818298DEST_PATH_IMAGE004
的电压，
Figure 846297DEST_PATH_IMAGE007
表示末端分支
Figure 496721DEST_PATH_IMAGE008
的有功功率，
Figure 14290DEST_PATH_IMAGE009
表示所述末端分支
Figure 242009DEST_PATH_IMAGE008
的无功功率，
Figure 276961DEST_PATH_IMAGE010
表示所述末端分支
Figure 906525DEST_PATH_IMAGE008
的电压，
Figure 267099DEST_PATH_IMAGE011
表示所述低压台区的计量点个数；
Figure 123060DEST_PATH_IMAGE012
表示所述末端分支
Figure 319293DEST_PATH_IMAGE004
到所述低压台区的总表的线阻系数，在所述末端分支
Figure 209888DEST_PATH_IMAGE004
与所述末端分支
Figure 600418DEST_PATH_IMAGE008
具有共享分支的情况下，
Figure 412517DEST_PATH_IMAGE013
表示从所述共享分支到所述总表之间的线阻系数。
6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述低压台区计量点误差的确定方法。
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