本发明涉及一种电网客户端运行状态分析告警方法，特别是一种基于智能电表的需求侧运行状态分析告警方法。
背景技术：
电网需要对运行状态进行评估，从而获得电网运行的各种宏观参数、总结运行特点、发现运行问题，并定量描述问题的严重程度与具体位置，从而作为电网调整策略的基础，提高电网企业的快速应对能力，使得配电网能够更高效更安全地运行。现有技术中，对于电网运行状态的评估主要是中压配电网部分，配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络，在城市配电网系统中，主网是指110kv及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压(220kv及以上)电网的作用。例如中国专利zl201410330934.1，一种基于实时运行状态评价的配电网运行风险预警系统。
然而，低压用户需求侧的评估预警的参数难以收集，这是由于低压用户侧不能提供实时电流、电压数据采集，而且低压用户需求侧的数据量多，线路复杂，因此在进行评估优化设计时，只能根据电价、可中断负载等便于采集的因素来评估低压用户需求侧的情况，所以本领域中对低压用户需求侧运行状态分析的研究尚处于起步阶段，对低压用户需求侧的故障问题、抢修、告警等方面尚无明确的解决方式。
技术实现要素：
本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种能够及时有效发现故障、支撑抢修，避免线路老化、提高系统运行安全性和可靠性的基于智能电表的需求侧运行状态分析告警方法。
本发明所述目的是通过以下途径来实现的：
基于智能电表的需求侧运行状态分析告警方法，其要点在于，包括如下步骤：
1)提供一种智能电表，其安装在用户需求侧的电路上，能够采集并获得用户需求侧的电压和电流数据，并通过通信传输方式将数据传送给上位分析告警系统；
2)提供上位分析告警系统，其接收来自低压用户需求侧的各个智能电表所提供的电压和电流数据，并进行处理和分析；
3)根据智能电表采集的用户需求侧电压和电流历史数据生成需求侧电压历史数据表和需求侧电流历史数据表；建立需求侧电压历史数据表fvhd和需求侧电流历史数据表fihd，记录用户侧智能电表采集的每日电压和电流的量测数据，智能电表每5分钟采集一个数据点，每天24小时，从0:00分到23：55分，共采集288点，具体描述如下：
fvhd＝[vh1,vh2,vh3,…,vhi,…vh288]；fihd＝[ih1,ih2,ih3,…,ihi,…ih288]；
其中，i＝1,2,3,…,288，vhi为第i个数据点的需求侧电压值，ihi为第i个数据点的需求侧电流值；
4)根据智能电表采集的需求侧实时电压和电流数据生成需求侧电压实时数据表和需求侧电流实时数据表：建立需求侧电压实时数据表fvsd和需求侧电流实时数据表fisd，记录用户侧智能电表采集的当日0:00分到当前时刻x的电压和电流量测数据，智能电表每5分钟采集一个数据点，具体描述如下：
fvsd＝[vs1,vs2,vs3,…,vsj,…vsn]；fisd＝[is1,is2,is3,…,isj,…isn]；
其中，j＝1,2,3,…,n，n为当前时刻的量测数据编号，vsj为当日第j个数据点的需求侧电压值，isj为当日第j个数据点的需求侧电流值；
5)根据需求侧电压历史数据表和需求侧电流历史数据表生成需求侧阻抗历史状态表：建立需求侧阻抗历史状态表fzhd，记录每日各时刻用户侧配变阻抗、馈线阻抗及用户负荷阻抗的和，具体描述如下：
fzhd＝[zh1,zh2,zh3,…,zhk,…zh287]；
其中，k＝1,2,3,…,287，为阻抗量测数据编号，zhk为第k个数据点的需求侧阻抗值；此处的ihk、ihk+1、vhk、vhk+1均与上述的fvhd和fihd的i数据点对应。
6)根据需求侧电压实时数据表和需求侧电流实时数据表生成需求侧阻抗实时状态表：建立需求侧阻抗实时状态表fzsd，记录当日各时刻用户侧配变阻抗、馈线阻抗及用户负荷阻抗的和，具体描述如下：
fzsd＝[zs1,zs2,zs3,…,zsp,…zsn-1]；
其中，p＝1,2,3,…,n-1，为阻抗量测数据编号，zsp为第p个数据点的需求侧阻抗值，此处的ihp、ihp+1、vhp、vhp+1均与上述的fvsd和fisd的n数据点对应；
7)根据需求侧阻抗历史状态表和需求侧阻抗实时状态表分析需求侧运行状态：对于需求侧阻抗历史状态表fzhd和需求侧阻抗实时状态表fzsd中，元素值为-1时，表示该用户侧上游发生断线事故；元素值为-2时，表示该用户侧未启动任何负荷设备；进一步将fzhd和fzsd中的元素剔除-1和-2后，按照时间序列进行组合，生成需求侧阻抗趋势变化表fzcd，描述为：
fzcd＝[zc1,zc2,zc3,…,zcq,…zch]；
其中，q＝1,2,3,…,h，h为组合后按时间序列的阻抗编号总数，其取值可以根据1年或1月等不同时间确定，间隔时间为5分钟，故此h可以取值为287×30～287×30×365；
8)设置需求侧阻抗报警限值av，需求侧阻抗故障限值fv，则需求侧阻抗报警越限数an和需求侧阻抗故障越限数fn，具体为：
其中，x＝1,2,3,…,h；
设置需求侧阻抗报警越限数限值and，需求侧阻抗故障越限数限值fnd，若an大于and表示用户侧上游阻抗老化，需要及时检修；若fn大于fnd表示用户侧上游阻抗已经严重老化，随时将会导致故障，需要及时更换设备，系统根据上述诊断发出告警信号。
本发明根据用户需求侧电表采集的大量实时数据和历史数据分析低压电网的运行状态，对故障问题及时研判、支撑抢修,对线路老化问题提供报警及时支撑运维人员检修等等，针对低压需求侧运行状态分析具有较好的适应性，可依靠智能电表采集数据对低压用户需求侧运行状态进行分析评估，发现问题和隐患及时处理，皆具有重要的现实意义。另外智能电表在用户需求侧配置，为实时采集大量用户的电流、电压数据提供了保障；大量智能电表数据为分析低压用户需求侧的运行状态，为提高供电可靠性提供了分析基础。
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
具体实施方式
最佳实施例：
一种基于智能电表的需求侧运行状态分析告警方法，该方法包括如下步骤：
(1)首先，根据智能电表采集的用户需求侧电压和电流历史数据生成需求侧电压历史数据表和需求侧电流历史数据表；
(2)其次，根据智能电表采集的需求侧实时电压和电流数据生成需求侧电压实时数据表和需求侧电流实时数据表；
(3)然后，根据需求侧电压历史数据表和需求侧电流历史数据表生成需求侧阻抗历史状态表；
(4)再次，根据需求侧电压实时数据表和需求侧电流实时数据表生成需求侧阻抗实时状态表。
(5)最后，根据需求侧阻抗历史状态表和需求侧阻抗实时状态表分析需求侧运行状态。
建立需求侧电压历史数据表fvhd记录用户侧智能电表采集的每日电压量测数据，智能电表每5分钟采集一个数据点，每天24小时，从0:00分到23：55分，共采集288点。具体描述如下：
fvhd＝[vh1,vh2,vh3,…,vhi,…vh288]
其中，i＝1,2,3,…,288，vhi为第i个数据点的需求侧电压值。
建立需求侧电流历史数据表fihd记录用户侧智能电表采集的每日电流量测数据，智能电表每5分钟采集一个数据点，每天24小时，从0:00分到23：55分，共采集288点。具体描述如下：
fihd＝[ih1,ih2,ih3,…,ihi,…ih288]
其中，i＝1,2,3,…,288，ihi为第i个数据点的需求侧电流值。
建立需求侧电压实时数据表fvsd记录用户侧智能电表采集的当日0:00分到当前时刻x的电压量测数据，智能电表每5分钟采集一个数据点。具体描述如下：
fvsd＝[vs1,vs2,vs3,…,vsj,…vsn]
其中，j＝1,2,3,…,n，n为当前时刻的量测数据编号，vsj为当日第j个数据点的需求侧电压值。
建立需求侧电流实时数据表fisd记录用户侧智能电表采集的当日0:00分到当前时刻x的电流量测数据，智能电表每5分钟采集一个数据点。具体描述如下：
fisd＝[is1,is2,is3,…,isj,…isn]
其中，j＝1,2,3,…,n，n为当前时刻的量测数据编号，isj为当日第j个数据点的需求侧电流值。
建立需求侧阻抗历史状态表fzhd记录每日各时刻用户侧配变阻抗、馈线阻抗及用户负荷阻抗的和。具体描述如下：
fzhd＝[zh1,zh2,zh3,…,zhk,…zh287]
其中，k＝1,2,3,…,287，为阻抗量测数据编号，zhk为第k个数据点的需求侧阻抗值,m＝k,k+1；
建立需求侧阻抗实时状态表fzsd记录当日各时刻用户侧配变阻抗、馈线阻抗及用户负荷阻抗的和。具体描述如下：
fzsd＝[zs1,zs2,zs3,…,zsp,…zsn-1]
其中，p＝1,2,3,…,n-1，为阻抗量测数据编号，zsp为第p个数据点的需求侧阻抗值,w＝p,p+1；
对于需求侧阻抗历史状态表fzhd和需求侧阻抗实时状态表fzsd中元素值为-1，表示该用户侧上游发生断线事故；其值为-2，表示该用户侧未启动任何负荷设备；将fzhd和fzsd中的元素剔除-1和-2后，按照时间序列进行组合，生成需求侧阻抗趋势变化表fzcd，具体为：
fzcd＝[zc1,zc2,zc3,…,zcq,…zch]
其中，q＝1,2,3,…,h，h为组合后按时间序列的阻抗编号总数，其取值可以根据1年或1月等不同时间确定，间隔时间为5分钟，故此h可以取值为287×30～287×30×365。
设置需求侧阻抗报警限值av，需求侧阻抗故障限值fv，则需求侧阻抗报警越限数an和需求侧阻抗故障越限数fn，具体为：
其中，x＝1,2,3,…,h。
设置需求侧阻抗报警越限数限值and，需求侧阻抗故障越限数限值fnd，若an大于and表示用户侧上游阻抗老化，需要及时检修。若fn大于fnd表示用户侧上游阻抗已经严重老化，随时将会导致故障，需要及时更换设备。
本发明未述部分与现有技术相同。