RU2809081C1 - Method for monitoring low-voltage power grid based on accems - Google Patents

Method for monitoring low-voltage power grid based on accems Download PDF

Info

Publication number
RU2809081C1
RU2809081C1 RU2023102450A RU2023102450A RU2809081C1 RU 2809081 C1 RU2809081 C1 RU 2809081C1 RU 2023102450 A RU2023102450 A RU 2023102450A RU 2023102450 A RU2023102450 A RU 2023102450A RU 2809081 C1 RU2809081 C1 RU 2809081C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
network
losses
power
current
imbalance
Prior art date
Application number
RU2023102450A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Владимирович Алымов
Игорь Анатольевич Жданов
Original Assignee
Иван Владимирович Алымов
Filing date
Publication date
Application filed by Иван Владимирович Алымов filed Critical Иван Владимирович Алымов
Application granted granted Critical
Publication of RU2809081C1 publication Critical patent/RU2809081C1/en

Links

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering and can be used for operational monitoring of 0.4 kV power grids. The technical result is an expansion of the functionality of the current automated commercial electricity metering system (ACCEMS) with the ultimate goal of reducing electricity losses, in particular, identifying and localizing points of uncontrolled consumption (UC) of electricity on the circuit, identifying consumer phases, accurate control of technically justified losses taking into account the temperature dependence of the resistance of wires, monitoring currents and voltages of all network elements. It is achieved by creating a network model based on a priori information about its circuit, lengths and parameters of wires. On entry into the network the average voltage and ambient temperature are measured at the metering interval synchronized with the system time of the ACCEMS. Based on the readings of the ACCEMS, the averages are calculated at the interval of accounting for consumer power and at the network input. The actual power imbalance is calculated as the difference between the input power and the sum of the consumer capacities. According to the readings of power and voltage at the network input, the current of the head section is calculated. The consumer currents are determined numerically and technically justified losses in the network are calculated, taking into account the dependence of the resistance of the wires on the ambient temperature and the flowing current. Calculate the discrepancy of the power imbalance of the network as the difference in the actual unbalance and technically justified losses. The detection of the fact of UC is fixed on the basis of the current imbalance. In order to localize UC points and identify consumer phases, measurements and calculations are repeated at multiple time intervals. The current imbalance is alternately added to each node of the network model and the corresponding power imbalance residuals are calculated. The desired UC point will correspond to a network node for which the power imbalance discrepancy in the entire statistical sample is minimal. The identification of consumer phases is performed on the basis of calculating the correlation coefficients of time series of phase capacities at the input and at consumers. After eliminating the UC and identifying the phases of consumers, current control of technically justified losses, average currents, voltages and temperatures of wires is carried out.
EFFECT: expansion of the functionality of the current automated commercial electricity metering system (ACCEMS).
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для оперативного мониторинга и выявления неконтролируемого потребления (НП) электроэнергии в электрических сетях 0,4 кВ. Заявляемый способ позволяет реализовать следующие функции оперативного мониторинга сети:The invention relates to the field of electrical engineering and can be used for operational monitoring and detection of uncontrolled consumption (UC) of electricity in 0.4 kV electrical networks. The inventive method makes it possible to implement the following functions of operational network monitoring:

- Обнаружить факт и локализовать место неконтролируемого потребления на схеме;- Detect the fact and localize the place of uncontrolled consumption on the diagram;

- Идентифицировать фазы потребителей;- Identify consumer phases;

- Определить технически-обоснованные потери для текущих метеоусловий и нагрузки сети;- Determine technically justified losses for current weather conditions and network load;

- Контролировать отношение температур и токов проводов к их длительно-допустимым значениям во всех участках сети;- Monitor the ratio of temperatures and wire currents to their long-term permissible values in all sections of the network;

- Контролировать средние на интервале учёта напряжения и токи всех сетевых элементов.- Monitor the average voltages and currents of all network elements over the metering interval.

Основной целью изобретения является построение полнофункциональной и эффективной системы мониторинга сети на основе действующей АСКУЭ, без необходимости существенного расширения состава технических средств (применения дополнительных устройств). При этом:The main purpose of the invention is to build a fully functional and effective network monitoring system based on the current automated control system, without the need to significantly expand the composition of technical means (use of additional devices). Wherein:

- мониторинг сети производится в темпе обновления данных АСКУЭ, например, каждый час;- network monitoring is carried out at the rate at which ASKUE data is updated, for example, every hour;

- из измерений АСКУЭ используются только данные о нарастающих итогах электроэнергии с метками времени (без необходимости организации сложного процесса синхронных измерений токов и напряжений).- from AMR measurements, only data on cumulative totals of electricity with time stamps are used (without the need to organize a complex process of synchronous measurements of currents and voltages).

1. Прототипы (уровень техники)1. Prototypes (state of the art)

Известен способ выявления и мониторинга нетехнических потерь в распределительных сетях 0,4 кВ (Патент RU 2 757 655 С1; G01R 11/24, H02J 13/00; 2021.08), заключающийся в том, что производят измерение векторов тока и напряжения головным прибором учета и приборами учета всех абонентов. На основе выполненных измерений рассчитываются комплексные значения токов в фазах магистральных участков распределительной сети, питающих ее последних абонентов. При этом факт и величина неконтролируемого потребления электроэнергии определяется в результате сравнения рассчитанных токов в фазах магистральных участков распределительной сети с фактическими комплексными значениями токов, измеряемыми приборами учета последних абонентов контролируемого участка сети. Для мониторинга нетехнических потерь электроэнергии организуется оперативный расчет комплексных сопротивлений межабонентских участков сети при отсутствии токов неконтролируемого потребления электроэнергии на основе данных двух различных режимов работы. Неконтролируемое потребление электроэнергии выявляется посредством анализа комплексных сопротивлений межабонентских участков сети, которые будут отличаться от фактических, найденных ранее при отсутствии неконтролируемого потребления. There is a known method for identifying and monitoring non-technical losses in 0.4 kV distribution networks (Patent RU 2 757 655 C1; G01R 11/24, H02J 13/00; 2021.08), which consists in measuring the current and voltage vectors with the main metering device and metering devices for all subscribers. Based on the measurements performed, complex values of currents in the phases of the main sections of the distribution network that supply its last subscribers are calculated. In this case, the fact and magnitude of uncontrolled electricity consumption is determined by comparing the calculated currents in the phases of the main sections of the distribution network with the actual complex current values measured by the metering devices of the last subscribers of the controlled section of the network. To monitor non-technical losses of electricity, a prompt calculation of the complex resistance of inter-subscriber sections of the network is organized in the absence of currents of uncontrolled electricity consumption based on data from two different operating modes. Uncontrolled electricity consumption is detected by analyzing the complex resistances of inter-subscriber network sections, which will differ from the actual ones found previously in the absence of uncontrolled consumption.

Недостатками указанного способа являются:The disadvantages of this method are:

- Проблема синхронизации времени по каналам связи с пакетными протоколами передачи данных (промежуточным накоплением и неконтролируемой задержкой);- The problem of time synchronization over communication channels with packet data transfer protocols (intermediate accumulation and uncontrolled delay);

- Необходимость предварительной идентификации фаз абонентов, которая априори-неизвестна;- The need for preliminary identification of subscriber phases, which is a priori unknown;

- Проблема получения измеренных векторов токов и напряжений в случае, когда в качестве абонентских устройств используются стандартные цифровые счётчики электроэнергии с интерфейсом связи;- The problem of obtaining measured current and voltage vectors in the case when standard digital electricity meters with a communication interface are used as subscriber devices;

- Необходимость постоянного мониторинга сети, поскольку в периоды отсутствия неконтролируемого потребления, выявление его места в сети указанным способом невозможно;- The need for constant monitoring of the network, since during periods of absence of uncontrolled consumption, identifying its place in the network in this way is impossible;

- Проблема высокого трафика при использовании платных или низкоскоростных каналов.- The problem of high traffic when using paid or low-speed channels.

Известен способ анализа точек учёта в целях выявления неучтенных объёмов и поиска потерь электроэнергии, основанный на экспертной алгоритмической оценке профилей нагрузок с применением искусственного интеллекта (ИИ). There is a known method for analyzing metering points in order to identify unaccounted for volumes and search for electricity losses, based on expert algorithmic assessment of load profiles using artificial intelligence (AI).

Указанный подход пока не обеспечивает приемлемой достоверности целеуказания (ЦУ) на точку НП (менее 30%), а также требует значительных вычислительных затрат и длительного времени на обучение нейросети.This approach does not yet provide acceptable reliability of target designation (TD) to the NP point (less than 30%), and also requires significant computational costs and a long time for training the neural network.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных недостатков способов-прототипов.The main task to be solved by the claimed invention is to eliminate the indicated disadvantages of the prototype methods.

2. Техническое обеспечение способа2. Technical support of the method

В качестве абонентских контролирующих устройств используются стандартные цифровые счётчики электроэнергии с интерфейсом связи, без необходимости расширения их функционала и применения иных инструментальных средств измерений (СИ).Standard digital electricity meters with a communication interface are used as subscriber monitoring devices, without the need to expand their functionality and use other measuring instruments (MI).

По любым доступным каналам и стандартным протоколам связи счётчики передают информацию на верхний уровень АСКУЭ, в состав которой входит система обеспечения единого системного времени (СОЕВ).Using any available channels and standard communication protocols, the meters transmit information to the upper level of ASKUE, which includes a system for providing a unified system time (SOEV).

На вводе сети устанавливают балансовый счётчик и синхронизируют его с системным временем АСКУЭ.A balance meter is installed at the network input and synchronized with the ASKUE system time.

Измерение напряжения необходимо только в одном узле сети: на её вводе. Эту операцию может выполнять либо отдельный измеритель, либо балансовый счётчик с указанной функцией. При этом измеряется не мгновенное или действующее значение напряжения, а его среднее значение на интервале учёта энергии АСКУЭ. В случае отсутствия возможности измерения среднего напряжения, его замещают номинальным значением. При этом оценки всех параметров оказываются несколько смещёнными, но это не приводит к отказу работоспособности способа.Voltage measurement is necessary only at one network node: at its input. This operation can be performed either by a separate meter or by a balance meter with the specified function. In this case, it is not the instantaneous or effective voltage value that is measured, but its average value over the energy metering interval of the ASKUE. If it is not possible to measure the average voltage, it is replaced by the nominal value. In this case, the estimates of all parameters turn out to be somewhat biased, but this does not lead to a failure of the method.

В качестве измерителя температуры может быть соответствующая информационная система, например, «Гисметео», или отдельный цифровой термометр. Для кабельных линий, проложенных в земле, температуру окружающей среды берут из таблиц среднемесячных температур грунта для соответствующих географических координат местности и даты.The temperature meter can be a corresponding information system, for example, Gismeteo, or a separate digital thermometer. For cable lines laid in the ground, the ambient temperature is taken from tables of average monthly soil temperatures for the corresponding geographic coordinates of the area and date.

В диспетчерском центре устанавливают ЭВМ с прикладным ПО и связывают её по стандартным протоколам связи: с верхним уровнем АСКУЭ, балансовым счётчиком, измерителями среднего напряжения и температуры окружающей среды. Все указанные технические средства измерений синхронизируют с системным временем АСКУЭ. Допускается рассинхронизация собственного времени счётчиков, которая на практике может достигать нескольких минут.In the dispatch center, a computer with application software is installed and connected using standard communication protocols: with the upper level of the ASKUE, balance meter, medium voltage and ambient temperature meters. All specified technical measuring instruments are synchronized with the AMR system time. De-synchronization of the meters' own time is allowed, which in practice can reach several minutes.

В отличие от методов на основе ИИ, требования к вычислительной мощности относительно невелики. Одноплатная ЭВМ, АРМ (ПК), ПЛК - вполне справятся с одновременным мониторингом нескольких десятков контролируемых сетей 0,4 кВ. ПО может быть установлено и непосредственно на сервере АСКУЭ.Unlike AI-based methods, the computing power requirements are relatively small. A single-board computer, workstation (PC), PLC can cope with the simultaneous monitoring of several dozen controlled 0.4 kV networks. The software can also be installed directly on the ASKUE server.

Структурная схема технических средств представлена на фиг. 1.The block diagram of technical means is presented in Fig. 1.

3. Математическое и программное обеспечение способа3. Mathematical and software method

Состав программного комплекса Composition of the software package

Состав программного комплекса представлен на фиг. 2.The composition of the software package is shown in Fig. 2.

Эмулятор сети Network emulator

Эмулятор 3-фазной сети, основан на строгих законах электротехники, с учётом реактивностей сопротивлений проводов и нагрузок (расчёты в поле комплексных чисел) и зависимости активных сопротивлений линий от протекающего тока и температуры окружающей среды. Назначение модуля:A 3-phase network emulator is based on the strict laws of electrical engineering, taking into account the reactivity of the resistance of wires and loads (calculations in the field of complex numbers) and the dependence of the active resistance of the lines on the flowing current and ambient temperature. Module purpose:

- Моделирование режимов и расчёт параметров сети, введённой в редактор электрических схем;- Modeling of modes and calculation of network parameters entered into the electrical diagram editor;

- Тестирования и исследования модулей, работающих с реальными данными;- Testing and research of modules working with real data;

- Генерация недостающих или замена недостоверных данных.- Generation of missing or replacement of invalid data.

Расчётный модуль Calculation module

Для числа нагрузок больше двух, записать в аналитической форме выражения для токов, как явной функции мощностей нагрузок, напряжения на вводе в сеть и сопротивлений проводов - невозможно. Поэтому, расчёт токов выполняется их подбором численными методами. Минимизируемую целевую функцию составляют любым известным расчётным методом из теории электрических цепей: метод узловых потенциалов, контурных токов и т.д.For the number of loads greater than two, it is impossible to write expressions for currents in analytical form as an explicit function of load power, voltage at the network input and wire resistance. Therefore, current calculations are performed by selecting them using numerical methods. The minimized objective function is composed by any known calculation method from the theory of electrical circuits: the method of nodal potentials, loop currents, etc.

Учёт зависимости сопротивлений проводов от метеоусловий и протекающего тока Taking into account the dependence of wire resistance on weather conditions and flowing current

Сопротивление провода в рабочих условиях эксплуатации, относительно среднего значения 25°, может меняться в пределах:The wire resistance under operating conditions, relative to the average value of 25°, can vary within the following limits:

где:Where:

- температурный коэффициент сопротивления (0,0043 1/°С для алюминия);- temperature coefficient of resistance (0.0043 1/°C for aluminum); - диапазон рабочих температур провода (-40°…+90°).- operating temperature range of the wire (-40°…+90°).

Игнорирование зависимости сопротивлений проводов от метеоусловий и протекающего тока может привести к неприемлемым погрешностям как параметров мониторинга, так и к ошибкам обнаружения факта неконтролируемого потребления и целеуказания на его координаты в сети.Ignoring the dependence of wire resistance on weather conditions and flowing current can lead to unacceptable errors in both monitoring parameters and errors in detecting the fact of uncontrolled consumption and targeting its coordinates in the network.

Записать аналитическую формулу явной зависимости температуры провода от протекающего тока не представляется возможным.It is not possible to write down an analytical formula for the explicit dependence of the wire temperature on the flowing current.

Упрощенная методика основана на линеаризации нелинейной и неявной зависимости температуры провода от протекающего тока и температуры окружающей среды (фиг. 3)A simplified technique is based on the linearization of the nonlinear and implicit dependence of the wire temperature on the flowing current and ambient temperature (Fig. 3)

Как показывают расчёты, максимальное отклонение ΔТ° линеаризации не превышает 7°С, что приводит к приемлемой дополнительной погрешности расчёта сопротивления алюминиевого провода - не более 2,8% в диапазоне рабочих условий эксплуатации.As calculations show, the maximum deviation ΔT° of linearization does not exceed 7°C, which leads to an acceptable additional error in calculating the resistance of an aluminum wire - no more than 2.8% in the range of operating conditions.

Теперь, зная ток, температуру окружающей среды, длительно-допустимые значения температуры и тока провода, по явному уравнению прямой можно легко и достаточно точно вычислить температуру провода и его текущее сопротивление.Now, knowing the current, ambient temperature, long-term permissible values of temperature and current of the wire, using an explicit straight line equation, you can easily and quite accurately calculate the temperature of the wire and its current resistance.

Модуль обнаружения и локализации неконтролируемого потребления Uncontrolled consumption detection and localization module

Основной проблемой инструментальных методов обнаружения НП являются очень низкие сопротивления проводов, что приводит к малозаметным падениям напряжений на межузловых участках сети, которые оказываются меньше погрешности измерения напряжения. Эта проблема решается с помощью избыточности измерительной информации - переходом к статистическому анализу измерительного массива.The main problem of instrumental methods for detecting IR is the very low resistance of the wires, which leads to subtle voltage drops at the internode sections of the network, which turn out to be less than the voltage measurement error. This problem is solved with the help of redundancy of measuring information - by moving to statistical analysis of the measuring array.

Другой проблемой является неизвестное распределение потребителей по фазам сети. На практике, в подавляющем большинстве паспортов сетей и их поопорных схем, эта информация отсутствует. Поэтому, сначала принимается модель полностью симметричной сети, в которой ток нейтрали равен нулю. В этом случае производится переход к однофазному эквиваленту (однолинейной схеме) сети.Another problem is the unknown distribution of consumers across network phases. In practice, the vast majority of network passports and their support circuits do not contain this information. Therefore, first a completely symmetrical network model is adopted, in which the neutral current is zero. In this case, a transition is made to a single-phase equivalent (single-line diagram) of the network.

Введём следующие обозначения для каждого интервала времени t=1,…,T:Let us introduce the following notation for each time interval t=1,…,T :

- средняя мощность на вводе сети (n=0) и легальных потребителей ();- average power at the network input (n=0) and legal consumers ( ); - средняя мощность НП;- average power of NP; - среднее напряжение на вводе в сеть;- average voltage at the network input; - ток головного участка (n=0);- current of the head section (n=0); - численная оценка токов потребителей ();- numerical assessment of consumer currents ( ); - ток в участке сети ; рассчитывается по 1-закону Кирхгофа по известным токам легальных нагрузок и схеме сети;- current in the network section ; calculated according to Kirchhoff's 1-law based on known currents of legal loads and network diagram; - сопротивление участка сети с учётом температуры провода , зависящей от температуры окружающей среды и протекающего тока;- resistance of the network section taking into account the wire temperature , depending on the ambient temperature and flowing current; NN - число легальных потребителей в сети.- the number of legal consumers on the network. LL - число участков сети (магистральных, ответвлений и отпаек)- number of network sections (main, branches and taps)

Основные контролируемые параметры сети рассчитываются по формулам:The main controlled network parameters are calculated using the formulas:

Токовый небаланс:Current imbalance: (1)(1) Небаланс мощности:Power imbalance: (2)(2) Технически-обоснованные (легальные) потери:Technically justified (legal) losses: (3)(3) Невязка небаланса мощности:Power imbalance discrepancy: (4)(4)

Уравнение баланса мощностей в сети имеет вид:The power balance equation in the network has the form:

(5)(5)

где - ток НП в участке сети .Where - NP current in the network section .

Второе слагаемое в правой части (5) определяет величину дополнительных потерь из-за НП в участках сети. Из (4) и (5) нетрудно видеть, что при нулевых токе и мощности НП, невязка небаланса также равна нулю. Третье слагаемое в правой части (5) - величина мощности НП, которую можно вычислить на основе законов Кирхгофа и Джоуля-Ленца для каждого узла сети, в который добавлен токовый небаланс. Результаты расчёта небаланса по формулам (4) и (5) для простейшей схемы представлены на фиг. 4.The second term on the right side of (5) determines the amount of additional losses due to accidents in sections of the network. From (4) and (5) it is easy to see that at zero current and power of the NP, the unbalance discrepancy is also equal to zero. The third term on the right side of (5) is the value of the NP power, which can be calculated based on the Kirchhoff and Joule-Lenz laws for each network node to which a current imbalance is added. The results of calculating the unbalance using formulas (4) and (5) for the simplest circuit are presented in Fig. 4.

Таким образом, (при условии разности сопротивлений линий для всех нагрузок), совокупности известных значений - легальных токов, тока НП и невязки небаланса - соответствует одна и только одна точка на схеме, при добавлении в которую токового небаланса, обеспечивается нулевая невязка небаланса мощности.Thus, (subject to the difference in line resistance for all loads), the set of known values - legal currents, NP current and unbalance mismatch - corresponds to one and only one point on the diagram, when adding a current unbalance to which, a zero power unbalance mismatch is ensured.

Однако, по одному отсчёту вычислить достоверно её нельзя, поскольку из-за: погрешностей измерений, неточности задания длин проводов, неравенства фактических параметров проводов их паспортным значениям, несимметрии фаз, наличия НП, - оценки токов окажутся смещёнными. Получить достоверное (в вероятностном смысле) ЦУ можно на основе многократности измерений и последующей статистической обработки избыточной измерительной информации.However, it is impossible to reliably calculate it from one reading, since due to: measurement errors, inaccuracy in specifying wire lengths, inequality of actual wire parameters to their rated values, phase asymmetry, the presence of NPs, the current estimates will be shifted. It is possible to obtain a reliable (in a probabilistic sense) control center based on multiple measurements and subsequent statistical processing of redundant measurement information.

Оптимальной глубиной выборки T можно считать массив часовых интервалов за неделю, который формирует повторяющийся паттерн профилей нагрузок.The optimal sampling depth T can be considered an array of hourly intervals over a week, which forms a repeating pattern of load profiles.

Таким образом, целеуказанием (ЦУ) является такая точка на схеме, для которой:Thus, the target designation (TS) is such a point on the diagram for which:

(6)(6)

Идентификация фаз потребителей Identification of consumer phases

Оптимальное распределение нагрузок по фазам питающего фидера является необходимым условием для улучшения симметрии 3-фазной сети и снижения потерь в нейтрали. Строгий, пофазный расчёт потерь и режимных параметров сети предполагает точное знание того, к какой фазе ЛЭП подключен конкретный абонент. Априорная информация о соответствии входов (L1, L2, L3) абонентских 3-фазных и однофазных счётчиков конкретной фазе (A, B, C) распределительной сети 0,4 кВ, как правило, отсутствует.Optimal distribution of loads across the phases of the supply feeder is a necessary condition for improving the symmetry of the 3-phase network and reducing losses in the neutral. A strict, phase-by-phase calculation of losses and operating parameters of the network requires precise knowledge of which phase of the power line a specific subscriber is connected to. A priori information about the correspondence of the inputs (L1, L2, L3) of subscriber 3-phase and single-phase meters to a specific phase (A, B, C) of the 0.4 kV distribution network is, as a rule, absent.

Для решения этой задачи также используют результаты многократных измерений - числовые ряды профилей мощностей нагрузок и на вводе сети.To solve this problem, the results of multiple measurements are also used - numerical series of load power profiles and at the network input.

Фазу сети, к которой подключена нагрузка, предварительно можно определить по наибольшему коэффициенту корреляции (Пирсона) между числовыми рядами фазных показаний счетчиков нагрузок и балансового счётчика. При этом, для 3-фазных нагрузок выбирают сначала наиболее нагруженную фазу, а остальные две - определяют по известному чередованию фаз, которое доступно для любого современного счётчика. Далее производятся проверки контрольных сумм, и, при необходимости, перестановки фаз до выполнения условия останова перебора:The phase of the network to which the load is connected can be preliminarily determined by the highest correlation coefficient (Pearson) between the numerical series of phase readings of the load meters and the balance meter. At the same time, for 3-phase loads, the most loaded phase is selected first, and the remaining two are determined by the known phase rotation, which is available for any modern meter. Next, checksums are checked and, if necessary, phases are rearranged until the search stop condition is met:

(7)(7)

Где:Where:

- Общая мощность фазы сети; ();- Total power of the network phase; ( ); - Мощность потребителя по входу L, в текущей расстановке приписанная к фазе Ф ().- Consumer power at input L, in the current arrangement assigned to phase Ф ( ).

Важно отметить, что точность идентификации фаз нагрузок существенно зависит от наличия в сети неконтролируемого потребления, поэтому её производят после устранения нелегальных нагрузок сети.It is important to note that the accuracy of load phase identification significantly depends on the presence of uncontrolled consumption in the network, so it is performed after eliminating illegal network loads.

4. Проверка работоспособности способа4. Checking the functionality of the method

Заявляемый способ был апробирован как на синтетических данных, так и в реальных электросетях 0,4 кВ. Способ показал высокую достоверность ЦУ-НП и чувствительность: в одной из реальных сетей был обнаружен неучтённый уличный светильник и получено точное целеуказание на его местоположение.The inventive method was tested both on synthetic data and in real 0.4 kV power networks. The method showed high reliability of the CC-NP and sensitivity: in one of the real networks an unaccounted for street lamp was detected and an accurate target indication of its location was obtained.

Claims (1)

Способ мониторинга электросети 0,4 кВ на основе автоматизированной системы контроля учета электроэнергии (АСКУЭ), заключающийся в том, что по априорной информации составляют цифровую модель сети, на идентичных интервалах времени измеряют приращения электроэнергии на вводе в сеть и у потребителей; отличающийся тем, что в целях обнаружения и целеуказания на место неконтролируемого потребления в сети, идентификации фаз нагрузок и увеличения точности расчёта технически обоснованных потерь на идентичных интервалах времени: измеряют среднее напряжение на входе в сеть, измеряют температуру окружающей среды; вычисляют средние мощности на вводе в сеть и у потребителей, численными методами подбирают средние значения токов потребителей, сравнивают сумму этих токов со значением, рассчитанным как отношение средней мощности к среднему напряжению на вводе в сеть, в случае существенной разницы небаланса токов фиксируют факт неконтролируемого потребления; вычисляют среднюю мощность технически обоснованных потерь в сети с учётом сетевой модели и зависимости сопротивления проводов от протекающего тока и температуры окружающей среды, рассчитывают разницу мощности на вводе в сеть и суммой мощностей потребителей (небаланс средней мощности), вычисляют разницу между фактическим небалансом мощности и рассчитанными потерями (невязку небаланса); указанные операции повторяют для достаточного количества интервалов времени, поочерёдно добавляют токовый небаланс в каждый узел модели сети и рассчитывают соответствующие им невязки небаланса мощности, производят математическую обработку временного массива измерительной информации, полученной в предыдущих операциях, в результате которой формируют целеуказание на точки схемы сети с безучётным потреблением; устраняют безучётное потребление; повторяют вышеперечисленные операции и, при отсутствии неконтролируемого потребления, производят математическую обработку временного массива измерительной информации, в результате которой идентифицируют фазы нагрузок; рассчитывают технически обоснованные потери во всех элементах сети и её режимные параметры для всех интервалов времени.A method for monitoring a 0.4 kV electrical network based on an automated electricity metering control system (ASCAE), which consists in creating a digital model of the network using a priori information and measuring the increments of electricity at the input to the network and at consumers at identical time intervals; characterized in that in order to detect and target the location of uncontrolled consumption in the network, identify load phases and increase the accuracy of calculating technically justified losses at identical time intervals: measure the average voltage at the input to the network, measure the ambient temperature; calculate the average power at the input to the network and at consumers, select the average values of consumer currents using numerical methods, compare the sum of these currents with the value calculated as the ratio of the average power to the average voltage at the input to the network, in the case of a significant difference in the imbalance of currents, record the fact of uncontrolled consumption; calculate the average power of technically justified losses in the network, taking into account the network model and the dependence of wire resistance on the flowing current and ambient temperature, calculate the difference between the power input into the network and the sum of consumer powers (average power imbalance), calculate the difference between the actual power imbalance and the calculated losses (imbalance discrepancy); These operations are repeated for a sufficient number of time intervals, the current unbalance is alternately added to each node of the network model and the corresponding power imbalance residuals are calculated, mathematical processing of the temporary array of measurement information obtained in previous operations is performed, as a result of which target designation is formed for points in the network diagram with unaccounted consumption; eliminate unaccounted consumption; repeat the above operations and, in the absence of uncontrolled consumption, perform mathematical processing of a temporary array of measurement information, as a result of which load phases are identified; calculate technically justified losses in all network elements and its operating parameters for all time intervals.
RU2023102450A 2023-02-03 Method for monitoring low-voltage power grid based on accems RU2809081C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2809081C1 true RU2809081C1 (en) 2023-12-06

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1638642A1 (en) * 1988-11-01 1991-03-30 Туркменский политехнический институт Device for automatic accounting and monitoring power consumption modes
US5627759A (en) * 1995-05-31 1997-05-06 Process Systems, Inc. Electrical energy meters having real-time power quality measurement and reporting capability
RU2265858C2 (en) * 2003-07-10 2005-12-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фипма "Электронные информационные системы" Method of revealing non-controlled consumption of electric energy in 0,4 kv power network
WO2007039780A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-12 Antal Gasparics Electric meter supplied with control device
US9151818B2 (en) * 2011-11-08 2015-10-06 Analog Devices Global Voltage measurement
RU2651610C1 (en) * 2016-12-27 2018-04-23 Акционерное Общество "Электротехнические заводы "Энергомера" Method for revealing the places of origin and magnitude of non-technical losses of energy in electrical networks by data of synchronous measurements
RU2757655C1 (en) * 2021-03-03 2021-10-19 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Method for detecting and monitoring non-technical losses in 0.4 kv distribution networks

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1638642A1 (en) * 1988-11-01 1991-03-30 Туркменский политехнический институт Device for automatic accounting and monitoring power consumption modes
US5627759A (en) * 1995-05-31 1997-05-06 Process Systems, Inc. Electrical energy meters having real-time power quality measurement and reporting capability
RU2265858C2 (en) * 2003-07-10 2005-12-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фипма "Электронные информационные системы" Method of revealing non-controlled consumption of electric energy in 0,4 kv power network
WO2007039780A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-12 Antal Gasparics Electric meter supplied with control device
US9151818B2 (en) * 2011-11-08 2015-10-06 Analog Devices Global Voltage measurement
RU2651610C1 (en) * 2016-12-27 2018-04-23 Акционерное Общество "Электротехнические заводы "Энергомера" Method for revealing the places of origin and magnitude of non-technical losses of energy in electrical networks by data of synchronous measurements
RU2757655C1 (en) * 2021-03-03 2021-10-19 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Method for detecting and monitoring non-technical losses in 0.4 kv distribution networks

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lave et al. Distribution system parameter and topology estimation applied to resolve low-voltage circuits on three real distribution feeders
Arghandeh et al. Topology detection in microgrids with micro-synchrophasors
DK1955088T3 (en) METHOD AND SYSTEM FOR THE CALIBRATION OF METERS
Chakrabarti et al. PMU measurement uncertainty considerations in WLS state estimation
US10598736B2 (en) Method for identifying a system anomaly in a power distribution system
US9279847B2 (en) Method for locating faults in ungrounded power distribution systems
Dwyer et al. Load to voltage dependency tests at BC Hydro
CN113078630B (en) Low-voltage distribution network topology identification method based on real-time measurement data
US11016134B2 (en) Determination of power transmission line parameters using asynchronous measurements
US11360137B2 (en) Parameter free identification of fault location in multi-terminal power transmission lines
CN106054023B (en) The method of two sides system impedance is estimated in a kind of transmission line of electricity single end distance measurement
CN111999691B (en) Error calibration method and error calibration device for metering sensor device
Mutanen et al. Development and testing of a branch current based distribution system state estimator
Claeys et al. Line parameter estimation in multi-phase distribution networks without voltage angle measurements
Singh et al. Line parameters estimation in presence of uncalibrated instrument transformers
Costa et al. Identification and correction of transmission line parameter errors using SCADA and synchrophasor measurements
RU2809081C1 (en) Method for monitoring low-voltage power grid based on accems
Pazderin et al. Bad data validation on the basis of a posteriori analysis
Pazderin et al. Solution of energy flow problem using state estimation technique
Poon et al. External data exchange issues for state estimation in power systems
US11860213B2 (en) Method, system and software product to identify installations likely to exhibit an electrical non-conformity
KR101664010B1 (en) An Estimation Method of Line Parameter based on Synchrophasor Measurements in Power System
US11366149B2 (en) Electrical network impedance determination
Ashok et al. Secondary network parameter estimation for distribution transformers
RU2734319C1 (en) Method of evaluating power system parameters using equations of power or energy balances