一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法：首先输入负荷终端在同一时间断面下采集的三相电压、三相电流、有功功率数据及无功功率数据和低压配电网台区结构数据，并初始化状态估计参数信息；然进行低压配电网三相状态估计；后进行低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率和无功功率估计；接着计算低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率和无功功率遥测估计误差；最后通过比较负荷端点的各相电力用户的有功功率和无功功率遥测估计误差与状态估计合格率指标值大小，来判断有无可疑窃电用户。
【专利说明】-种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于配电系统用电监测与分析【技术领域】，具体涉及一种基于低压配电网三 相状态估计的台区用电监测方法。
【背景技术】
[0002] 随着电力工业的发展和电网的建设，电力系统运行监视与控制手段也变得愈加灵 活和成熟。但目前我国低压配电网台区的管理线损仍长期居高不下，给供电企业带来巨大 的电能量损耗和经济损失，其中窃电或者异常用电现象是造成管理线损异常的主要原因之 一。由于窃电方式多样化和反窃电技术水平低等原因，偷漏电问题一直困扰着各级供电部 门。窃电或异常用电行为不仅严重扰乱了供用电秩序，还严重影响低压配电网台区的供电 可靠性和电能质量。因此，为了保障供电企业的经济效益和电力用户的正当权益，深入研究 低压配电网台区用电监测方法，以便及时发现和有效遏制窃电或异常用电用户，具有重要 的研究价值和现实意义。
[0003] 长期以来，我国的用电监测主要依靠人力稽查，防反窃电主要立足于用户电能表 的"防窃电"设计，例如，采用专用计量箱或计量专用锁，对电表加装防撬铅封及引线套管， 采用逆止式电表。人力现场稽查的主要缺点是工作效率低，且受主观因素影响大，难以准 确、及时发现异常用电现象；另外，电能表的"防窃电"设计主要适用于常见的窃电手法，如 失压法窃电和欠流法窃电，而无法防范表前接线或埋线等隐蔽窃电行为。
[0004] 近年来，随着远程负荷集抄系统的发展与应用，出现了基于表计数据分析的用电 监测方法。如中国专利"一种用电监测方法"（专利号CN101477163)，公开的方法是首先通 过用电监测终端采集电压、电流和功率冻结数据传送至主站，在主站计算管理线损率并与 设定阀值比较来判断有无异常用电现象，如果发现用电异常，则利用非线性规划方法计算 各用户功率，通过比较该计算功率和冻结功率的大小来定位可疑窃电用户。该方法的主要 缺点是：①要求主站根据采集数据正确计算管理线损率，若线损率计算错误则严重影响用 电监测结果，工程实用性差；②由线损率与经验阀值比较大小，判断有无异常用电现象，人 为主观性太强，且不同台区的线损率经验阀值也一般不同；③非线性规划方法不能避免坏 量测数据的不良影响，导致用户功率的计算结果错误，无法准备定位可疑窃电用户。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有用电监测方法的不足，提供一种基于配网三相状态估计 的台区用电监测方法。本方法根据负荷终端采集的电压、电流和功率数据，通过配网三相状 态估计，利用状态估计合格率指标能够有效辨识定位可疑窃电用户，具有辨识效果好、工程 实用性强、易于推广应用的特点。
[0006] 为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种基于低压配电网三相状态估计的台 区用电监测方法：
[0007] 步骤一：输入负荷终端在同一时间断面下采集的三相电压、三相电流、有功功率数 据及无功功率数据和低压配电网台区结构数据，并初始化状态估计参数信息；
[0008] 步骤二：进行低压配电网三相状态估计；
[0009] 步骤三：进行低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率和无功功率估计；
[0010] 步骤四：计算低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率遥测估计误差和无功 功率遥测估计误差；
[0011] 步骤五：最后通过比较负荷端点的各相电力用户的有功功率和无功功率遥测估计 误差与状态估计合格率指标值大小，来判断有无可疑窃电用户。
[0012] 在一较佳实施例中：所述三相电压、三相电流和有功功率数据及无功功率数据包 括低压配电网台区公共变压器在任一时间断面下的总有功功率和总无功功率数据以及三 相电压幅值和三相电流幅值，以及低压配电网台区所有负荷用户终端在同一时间断面下的 各相有功功率和各相无功功率数据、三相电压幅值和相电流幅值。
[0013] 在一较佳实施例中：所述低压配电网台区结构数据包括：网络线路电阻、电抗和 导纳参数、线路的额定电压、基准功率。
[0014] 在一较佳实施例中：所述初始化状态估计参数信息具体是指：设置低压配电网台 区所有端点的三相节点电压幅值均为1. 〇pu，且a相电压相位均为零，b、c两相电压相位较 a相电压分别滞后120°和240° ;设定状态估计量测权重矩阵IT1为n阶单位矩阵，即n阶 单位矩阵IT1的对角线元素全为1，非对角线元素全为0,n为状态估计中实际的测量个数； 初始化最大迭代次数Tmax为40?60 ;收敛精度e为1(T3?1(T5,并设置迭代次数time= 1〇
[0015] 在一较佳实施例中：所述低压配电网三相状态估计具体包括以下步骤：
[0016] 1)计算网络节点导纳矩阵；
[0017] 根据所述电网结构参数，计算网络节点导纳矩阵，计算公式为：
【权利要求】
1. 一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法： 步骤一：首先输入负荷终端在同一时间断面下采集的三相电压、三相电流、有功功率数 据及无功功率数据和低压配电网台区结构数据，并初始化状态估计参数信息； 步骤二：进行低压配电网三相状态估计； 步骤三：进行低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率和无功功率估计； 步骤四：计算低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率功率遥测估计误差和无功 功率遥测估计误差； 步骤五：最后通过比较负荷端点的各相电力用户的有功功率和无功功率遥测估计误差 与状态估计合格率指标值大小，来判断有无可疑窃电用户。
2. 根据权利要求1所述的一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法，其 特征在于：所述三相电压、三相电流和有功功率数据及无功功率数据包括低压配电网台区 公共变压器在任一时间断面下的总有功功率和总无功功率数据以及三相电压幅值和三相 电流幅值，以及低压配电网台区所有负荷用户终端在同一时间断面下的各相有功功率和各 相无功功率数据、三相电压幅值和相电流幅值。
3. 根据权利要求2所述的一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法，其 特征在于：所述低压配电网台区结构数据包括：网络线路电阻、电抗和导纳参数、线路的额 定电压、基准功率。
4. 根据权利要求3所述的一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法，其 特征在于：所述初始化状态估计参数信息具体是指：设置低压配电网台区所有端点的三相 节点电压幅值均为1. Opu，且a相电压相位均为零，b、c两相电压相位较a相电压分别滞后 120°和240° ;设定状态估计量测权重矩阵IT1为n阶单位矩阵，即n阶单位矩阵IT1的对 角线元素全为1，非对角线元素全为〇，n为状态估计中实际的测量个数；初始化最大迭代次 数Tmax为40?60 ;收敛精度e为10_3?10_5,并设置迭代次数time = 1。
5. 根据权利要求4所述的一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法，其 特征在于：所述低压配电网三相状态估计具体包括以下步骤： 1) 计算网络节点导纳矩阵； 2) 计算低压配电网台区公共变压器端点s的各相节点注入电流幅值不平衡量和总有 功功率不平衡量及总无功功率不平衡量； 3) 计算低压配电网台区负荷用户端点i的三相节点的各相有功功率不平衡量及无功 功率不平衡量； 4) 计算低压配电网台区负荷用户端点i的中性点的有功功率不平衡量及无功功率不 平衡量； 5) 计算低压配电网台区负荷用户端点i的三相节点电压的不平衡量； 6) 计算联络零端点m中三相节点的电流不平衡量及中性点的电流不平衡量； 7) 计算量测雅克比矩阵； 8) 状态变量更新：计算状态变量的修正量Ax(tinre)，然后更新状态变量，得到状态变量 新值； 9) 状态估计收敛性判断：如果状态变量的修正量Ax(tiM)满足max(| Ax(tiM) |)〈 e，则 结束迭代计算，转至步骤三；如果max(| Ax(tine)|) > e且迭代次数time彡Tmax，则返回步 骤二，继续迭代进行状态估计；当max(| Ax(tine)|)彡e且迭代次数time>TmaX，则直接停止 迭代，输出"状态估计不收敛"。
【文档编号】G01R31/00GK104330678SQ201410669704
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】段磊 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司漳州供电公司