CN117559407A - 一种适用于新能源配网的异常用电行为定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于新能源配网的异常用电行为定位方法，具体步骤如下：选择异常用电检查区域，标记感知测量节点；建立新能源配网拓扑结构矩阵T；建立新能源配网异常用电矩阵E；构建新能源配网异常行为定位矩阵P＝T+E；计算子区域异常值Sab；判断异常行为点。本发明既适用于大量节点计算机进行异常用电行为定位，也适用于小范围内人工定位；同时充分利用现有设备，对现有数据进行有效利用，基于现有线损数据和台区用户侧装设的小型化异常用电稽查装置，实现对新能源配网的异常用电行为定位。在满足主站在线定位要求的同时，适用于末端采集数据未接入主站或采集接入效果较差的新能源配网，具有良好的环境自适应能力。
Description
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，具体涉及到一种适用于新能源配网的异常用电行为定位方法。
背景技术
新能源渗透率的提升带来配网拓扑结构的日益复杂，传统的巡线排查定位异常用电行为点效率低，已无法适应新能源配网异常用电检查的需要。人工智能算法实现精确定位需要所有节点数据接入统一主站，但由于新能源配网发展速度过快，采集主站的更新速度相对于其较为滞后。目前小型化的异常用电稽查装置技术较为成熟，其具有独立的计算处理功能，可作为本地异常特征计算节点，能同时面向主站与人工核查提供特征信号，基于该项硬件基础设计一种可以同时兼顾主站计算与人工计算的异常用电定位方法，有助于克服部分节点与主站未建立通信的缺陷，解决当前新能源配网异常用电行为点定位难的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种适用于新能源配网的异常用电行为定位方法，该方法适用于10kV及以下新能源配网的异常用电行为定位。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下方式来实现：
一种适用于新能源配网的异常用电行为定位方法，具体步骤如下：
1)选择异常用电检查区域，标记感知测量节点；
2)建立新能源配网拓扑结构矩阵T；
3)建立新能源配网异常用电矩阵E；
4)构建新能源配网异常行为定位矩阵P＝T+E；
5)计算子区域异常值Sab；
6)判断异常行为点。
进一步的，所述步骤1)中标记感知测量节点的方法具体分步骤如下：
11)标记降压变电站10kV出线侧计量点为一级节点，异常用电检查区域中有且仅有一个一级节点；
12)一级节点所在出线下属台区变低压侧计量点为二级节点，根据二级节点与一级节点之间的电气距离由近至远，依次连接一级节点后继续标记；
13)台区用户的本地异常特征计算节点为三级节点，根据其对应的二级节点顺序依次连接二级节点后继续标记；
14)配网末端为四级节点，根据其对应的三级节点顺序依次连接三级节点后继续标记。进一步的，所述步骤2)中建立新能源配网拓扑结构矩阵T的方法具体分步骤如下：
21)新能源配网拓扑结构矩阵T为n×n的方阵，其为上三角阵列，矩阵左下元素均为空，n表示感知测量节点个数，tij为拓扑结构矩阵T的元素，表示第i节点与第j节点的拓扑关系；
22)节点等级由上至下依次为一至四级，从上级节点指向下级节点的方向作为参考方向，若第i节点与第j节点之间无直接关联，则tij＝0，若第i节点指向第j节点的方向与参考方向相同，则tij＝1，若第i节点指向第j节点的方向与参考方向相反，则tij＝-1。
进一步的，所述步骤3)中建立新能源配网异常用电矩阵E的方法具体分步骤如下：
31)新能源配网异常用电矩阵E为n×n的对角阵，eii为异常用电矩阵E的元素，表示第i个节点的异常状态；
32)若一级节点的月线损高于理论线损或为负时，则eii＝1，若一级节点的月线损正常时，则eii＝-1；
33)若二级节点的月线损高于一台区一指标线损值或为负时，则Eii＝1，若二级节点的月线损正常时，则Eii＝-1；
34)若三级节点检测到异常事件，则Eii＝1，若三级节点未检测到异常事件，则Eii＝-1；
其中所述异常事件分别包括如下：
失压：96点采集日平均电压小于0.7倍额定电压；
反流：日累计正向有功电量为负或出现反向过流；
中性点偏移：一个月内三相不平衡度PVUR连续10天超标30％及以上，或累计15天超标30％及以上，且中性线电流大于额定相电流25％的配变台区，
35)四级节点的Eii＝0。
进一步的，所述步骤5)中计算子区域异常值Sab的方法具体分步骤如下：
51)根据步骤1)进行子区域划分，所述子区域为上级节点和下一级节点中包含除去节点外的区域，所有子区域总和为异常用电检查区域；
52)子区域异常值Sab的表达式如下：
bij表示区域内的支路异常值，其表达式如下：
bij＝tii+tij×tjj(3)
进一步的，所述步骤6)中判断异常行为点的方法具体如下：
在步骤5)计算子区域异常值，所有子区域异常值非负区域中异常值最小的区域为用电行为异常区域。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明算法结构简单易操作，适用性广泛，既适用于大量节点计算机进行异常用电行为定位，也适用于小范围内人工进行定位；同时充分利用现有设备，对现有数据进行有效利用，基于现有线损数据和台区用户侧装设的小型化异常用电稽查装置，实现对新能源配网的异常用电行为定位。
附图说明
图1是本发明异常用电行为定位方法的流程示意图；
图2是本发明的一种拓扑结构和区域感知测量节点标识示意图。
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明白，下面结合附图和具体实施例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。
如图1～2所示，一种适用于新能源配网的异常用电行为定位方法，具体步骤如下：
1)选择异常用电检查区域，标记感知测量节点，在新能源配网中依次标记降压变电站10kV侧出线侧计量点、出线下属各台区变低压侧计量点、台区用户的本地异常特征计算节点(小型化的异常用电稽查装置安装点)、配网末端；
11)标记降压变电站10kV出线侧计量点为一级节点，异常用电检查区域中有且仅有一个一级节点；
12)一级节点所在出线下属台区变低压侧计量点为二级节点，根据二级节点与一级节点之间的电气距离由近至远，依次连接一级节点后继续标记；
13)台区用户的本地异常特征计算节点为三级节点，根据其对应的二级节点顺序依次连接二级节点后继续标记；
14)配网末端为四级节点，根据其对应的三级节点顺序依次连接三级节点后继续标记。
2)建立新能源配网拓扑结构矩阵T
21)新能源配网拓扑结构矩阵T为n×n的方阵，其为上三角阵列，矩阵左下元素均为空，n表示感知测量节点个数，tij为拓扑结构矩阵T的元素，表示第i节点与第j节点的拓扑关系；
22)节点等级由上至下依次为一至四级，从上级节点指向下级节点的方向作为参考方向，若第i节点与第j节点之间无直接关联，则tij＝0，若第i节点指向第j节点的方向与参考方向相同，则tij＝1，若第i节点指向第j节点的方向与参考方向相反，则tij＝-1。
3)建立新能源配网异常用电矩阵E
31)新能源配网异常用电矩阵E为n×n的对角阵，eii为异常用电矩阵E的元素，表示第i个节点的异常状态；
32)若一级节点的月线损高于理论线损或为负时，则eii＝1，若一级节点的月线损正常时，则eii＝-1；
33)若二级节点的月线损高于一台区一指标线损值或为负时，则Eii＝1，若二级节点的月线损正常时，则Eii＝-1；
34)若三级节点检测到异常事件，则Eii＝1，若三级节点未检测到异常事件，则Eii＝-1；
其中所述异常事件分别包括如下：
失压：96点采集日平均电压小于0.7倍额定电压；
反流：日累计正向有功电量为负或出现反向过流；
中性点偏移：一个月内三相不平衡度PVUR连续10天超标30％及以上，或累计15天超标30％及以上，且中性线电流大于额定相电流25％的配变台区，
35)四级节点的Eii＝0。
4)构建新能源配网异常行为定位矩阵P＝T+E；
5)计算子区域异常值Sab
51)根据步骤1)进行子区域划分，所述子区域为上级节点和下一级节点中包含除去节点外的区域，所有子区域总和为异常用电检查区域；
52)子区域异常值Sab的表达式如下：
bij表示区域内的支路异常值，其表达式如下：
bij＝tii+tij×tjj(3)
6)判断异常行为点
在步骤5)计算子区域异常值，所有子区域异常值非负区域中异常值最小的区域为用电行为异常区域。
实施例
2020年6月X日，四川某新能源配网查处一起充电桩用户失压，其所属片区拓扑结构如图2所示，其异常点位于子区域Ⅴ，以该事件为例，用本发明方法进行异常用电行为定位，具体过程如下：
S1：标记感知测量节点
图2中共有9个节点，其中一级节点为某110kV变电站的10kV电压侧出线计量点，编号为①；二级节点为10kV下属两台区低压侧计量点，专变台区低压侧计量点编号为②，公变台区低压侧计量点编号为③；三级节点为两台区的本地异常特征计算节点，专变台区下属本地异常特征计算节点编号为④，公变台区下属电动汽车充电桩本地异常特征计算节点编号为⑤，公变台区下属居民用电本地异常特征计算节点编号为⑥；四级节点为配网末端，专变台区配网末端编号为⑦，公变台区电动汽车充电桩分支配网末端编号⑧，公变台区居民用电分支配网末端编号⑨。
S2：建立新能源配网拓扑结构矩阵T
根据步骤S2中方法根据节点等级及参考方向建立新能源配网拓扑结构矩阵T：
S3：建立新能源配网异常用电矩阵E
待异常用电检查区域的一、二、三级节点线损与小型化的异常用电稽查装置的异常检测数据如表1所示：
表1节点线损与异常检测数据表
其中节点③线损超限，节点⑤出现欠压与中性点偏移，异常用电矩阵E为：
E＝diag[-1-11-11-1000]
S4：构建新能源配网异常行为定位矩阵P：
S5：计算子区域异常值Sab；
如图2所示，待检测区域分为6个子区域，各子区域包含支路及异常值如表2所示：
表2子区域包含支路及异常值表
S6：判断异常行为点；
根据步骤6)中所规定方法，区域异常值非负区域为Ⅲ、Ⅴ，其中Ⅴ区域值最小，确定为异常用电点所在区域，与实际用电检查结果一致。
以上所述仅是本发明的实施方式，再次声明，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进，这些改进也列入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种适用于新能源配网的异常用电行为定位方法，其特征在于：具体步骤如下：
1)选择异常用电检查区域，标记感知测量节点；
2)建立新能源配网拓扑结构矩阵T；
3)建立新能源配网异常用电矩阵E；
4)构建新能源配网异常行为定位矩阵P＝T+E；
5)计算子区域异常值Sab；
6)判断异常行为点。
2.根据权利要求1所述的一种适用于新能源配网的异常用电行为定位方法，其特征在于：所述步骤1)中标记感知测量节点的方法具体分步骤如下：
11)标记降压变电站10kV出线侧计量点为一级节点，异常用电检查区域中有且仅有一个一级节点；
12)一级节点所在出线下属台区变低压侧计量点为二级节点，根据二级节点与一级节点之间的电气距离由近至远，依次连接一级节点后继续标记；
13)台区用户的本地异常特征计算节点为三级节点，根据其对应的二级节点顺序依次连接二级节点后继续标记；
14)配网末端为四级节点，根据其对应的三级节点顺序依次连接三级节点后继续标记。
3.根据权利要求1所述的一种适用于新能源配网的异常用电行为定位方法，其特征在于：
所述步骤2)中建立新能源配网拓扑结构矩阵T的方法具体分步骤如下：
21)新能源配网拓扑结构矩阵T为n×n的方阵，其为上三角阵列，矩阵左下元素均为空，n表示感知测量节点个数，tij为拓扑结构矩阵T的元素，表示第i节点与第j节点的拓扑关系；
22)节点等级由上至下依次为一至四级，从上级节点指向下级节点的方向作为参考方向，若第i节点与第j节点之间无直接关联，则tij＝0，若第i节点指向第j节点的方向与参考方向相同，则tij＝1，若第i节点指向第j节点的方向与参考方向相反，则tij＝-1。
4.根据权利要求1所述的一种适用于新能源配网的异常用电行为定位方法，其特征在于：
所述步骤3)中建立新能源配网异常用电矩阵E的方法具体分步骤如下：
31)新能源配网异常用电矩阵E为n×n的对角阵，eii为异常用电矩阵E的元素，表示第i个节点的异常状态；
32)若一级节点的月线损高于理论线损或为负时，则eii＝1，若一级节点的月线损正常时，则eii＝-1；
33)若二级节点的月线损高于一台区一指标线损值或为负时，则Eii＝1，若二级节点的月线损正常时，则Eii＝-1；
34)若三级节点检测到异常事件，则Eii＝1，若三级节点未检测到异常事件，则Eii＝-1；
其中所述异常事件分别包括如下：
失压：96点采集日平均电压小于0.7倍额定电压；
反流：日累计正向有功电量为负或出现反向过流；
中性点偏移：一个月内三相不平衡度PVUR连续10天超标30％及以上，或累计15天超标30％及以上，且中性线电流大于额定相电流25％的配变台区，
35)四级节点的Eii＝0。
5.根据权利要求1所述的一种适用于新能源配网的异常用电行为定位方法，其特征在于：
所述步骤5)中计算子区域异常值Sab的方法具体分步骤如下：
51)根据步骤1)进行子区域划分，所述子区域为上级节点和下一级节点中包含除去节点外的区域，所有子区域总和为异常用电检查区域；
52)子区域异常值Sab的表达式如下：
bij表示区域内的支路异常值，其表达式如下：
bij＝tii+tij×tjj (3)
6.根据权利要求1所述的一种适用于新能源配网的异常用电行为定位方法，其特征在于：
所述步骤6)中判断异常行为点的方法具体如下：
在步骤5)计算子区域异常值，所有子区域异常值非负区域中异常值最小的区域为用电行为异常区域。
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| PB01 | Publication | ||
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