背靠背配电变压器的户变关系识别方法与装置与流程

本发明属于电力系统监测技术领域，具体涉及背靠背配电变压器的户变关系识别方法与装置。

背景技术：

国家电网公司从2009年提出用电信息采集系统的概念，经过多年摸索和建设，具备费控功能的智能电表覆盖率已经达到95％以上。2018年，结合大云物移新技术提出新一代用电信息采集系统，新一代用采要求具有更高的采集频率和更快的数据处理能力。其中，配电变压器低压侧的线损分析、远程费控、远程充值、时钟校时等应用均需要清晰明确智能电能表的配电变压器归属，即用户侧电能表和配电变压器之间的户变关系。

由于电力线载波在电力线上传输数据，而电力线本身有清晰的配电变压器归属，即配电变压器的供电路径与电力线载波的通信路径是一致的，因此，通过电力线载波识别户变关系的方法具有天然优势。但是并不适用于背靠背配电变压器的户变关系的识别，在现实布局上，存在两个或两个以上配电变压器安装在一起或附近，组成背靠背配电变压器，背靠背配电变压器的区域即为“背靠背”台区。

以两个配电变压器组成背靠背配电变压器为例，由于两个配电变压器的低压侧共用零线，载波信号通过地线将信号传输到相邻配电变压器，导致“共零线串扰”。因此，“背靠背”台区的特点是台区供电域与载波的通信域不一致，不能直接利用载波通信判定负荷的台区归属。现有台区识别技术通常是电力线载波与台区用户识别仪相结合，台区用户识别仪原理即是基于脉冲电流的相序识别方法，该方法弊端在于台区识别仪成本较高，需要安装调试，工作量大，使用时产生的电流高达一百多安，可能造成一些难以估计的安全问题，可靠性低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供背靠背配电变压器的户变关系识别方法与装置，用于解决现有技术对户变关系的识别可靠性低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种背靠背配电变压器的户变关系识别方法，包括以下步骤：

1)根据背靠背配电变压器的历史数据，背靠背配电变压器包括第一配电变压器和第二配电变压器，提取所述历史数据中的第一配电变压器电压及其所属电能表电压的数据，所述历史数据中的第二配电变压器电压及其所属电能表电压的数据，计算第一配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降，计算第二配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降；

2)获取待测电能表的电能表电压，假设待测电能表所属第一配电变压器，将第一配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降，与待测电能表的电能表电压相加，得到第一配电变压器的计算电压；

3)将第一配电变压器的计算电压分别与历史数据中第一配电变压器电压和第二配电变压器电压进行比较，当第一配电变压器的计算电压与第一配电变压器电压更接近时，确认待测电能表所属第一配电变压器。

为解决上述技术问题，本发明还同时提出一种背靠背配电变压器的户变关系识别装置，包括存储器和处理器，以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，存储器和处理器连接，存储器用于存储各配电变压器的历史数据，处理器执行所述计算机程序时实现以上步骤1)、步骤2)和步骤3)。

本发明通过整理背靠背配电变压器的历史数据，计算第一配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降，计算第二配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降；获取待测电能表的电能表电压，假设待测电能表所属背靠背配电变压器的其中一个配电变压器，例如第一配电变压器，将第一配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降，与待测电能表的电能表电压相加，得到第一配电变压器的计算电压，将该计算电压分别与第一配电变压器电压和第二配电变压器电压比较，当该计算电压与第一配电变压器电压更接近时，确认待测电能表所属第一配电变压器。本发明的电户变关系的识别方法和装置的电户变关系识别准确度高，提高了识别户变关系的可靠性。

当第一配电变压器的计算电压与第二配电变压器电压更接近时，为确认待测电能表所属的是第二配电变压器，将第二配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降，与待测电能表的电能表电压相加，得到第二配电变压器的计算电压；

将第二配电变压器的计算电压分别与历史数据中第一配电变压器电压和第二配电变压器电压进行比较，当第二配电变压器的计算电压与第二配电变压器电压更接近时，确认待测电能表所属第二配电变压器。

为提高户变关系识别的可靠性，步骤1)中，根据历史数据的记录时刻，计算相同时刻下第一配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降，计算相同时刻下第二配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降；

步骤2)中，还包括获取待测电能表的电能表电压的检测时刻，当假设待测电能表所属第一配电变压器时，查询得到所述检测时刻对应的记录时刻下第一配电变压器及其所属电能表电压之间的电压降，并与待测电能表电压相加，得到所述检测时刻下第一配电变压器的计算电压；

步骤3)中，将所述检测时刻下第一配电变压器的计算电压分别与历史数据中对应记录时刻下第一配电变压器电压和第二配电变压器电压进行比较，当所述检测时刻下第一配电变压器的计算电压与对应记录时刻下第一配电变压器电压更接近时，确认待测电能表所属第一配电变压器。

当所述检测时刻下的第一配电变压器的计算电压与对应记录时刻下第二配电变压器电压更接近时，假设待测电能表所属第二配电变压器，查询得到所述检测时刻对应记录时刻下第二配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降，并与待测电能表的电能表电压相加，得到所述检测时刻下第二配电变压器的计算电压；

将所述检测时刻下第二配电变压器的计算电压分别与历史数据中对应记录时刻下第一配电变压器电压和第二配电变压器电压进行比较，当所述检测时刻下第二配电变压器的计算电压与对应记录时刻下第二配电变压器电压更接近时，确认待测电能表所属第二配电变压器。

为提高待测电能表所属配电变压器在各个时刻的配电变压器电压与相同时刻下各配电变压器电压进行比较的可靠性，采用待测电能表所属配电变压器在各个时刻的配电变压器电压与相同时刻下各配电变压器求方差进行比较的方式，选取方差最小的配电变压器作为待测电能表所属的配电变压器，从而得到待测电能表的归属台区。其中，进行比较的计算式如下：

s²＝(u1+bx1-ui1)²+(u2+bx2-ui2)²+(u3+bx3-ui3)²+...+(un+bxn-uin)²

式中，s²表示求得的方差，u1、u2、u3、…、un分别表示待测电能表分别在时刻采样点1、2、…、n下的电能表电压，b1、b2、b3、…、bn分别表示待测电能表分别在时刻采样点1、2、…、n下的电压降，ui1、ui2、ui3、…、uin分别表示编号为i的配电变压器分别在时刻采样点1、2、…、n下的配电变压器电压，编号i＝1的配电变压器表示第一配电变压器，编号i＝2的配电变压器表示第二配电变压器；

当i＝1、且所述求得的方差最小时，判定所述检测时刻下第一配电变压器的计算电压与对应记录时刻下第一配电变压器电压更接近；当i＝2、且所述求得的方差最小时，判定所述检测时刻下第二配电变压器的计算电压与对应记录时刻下第二配电变压器电压更接近。

附图说明

图1是本发明的背靠背配电变压器的户变关系识别方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

本发明的一种背靠背配电变压器的户变关系识别方法，如图1所示，包括以下步骤：

根据配电变压器的历史数据，背靠背配电变压器包括第一配电变压器和第二配电变压器，提取历史数据中的第一配电变压器电压及其所属电能表电压的数据，历史数据中的第二配电变压器电压及其所属电能表电压的数据。

根据历史数据的记录时刻，计算相同时刻下第一配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降，计算相同时刻下第二配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降。

获取待测电能表的电能表电压，以及待测电能表的电能表电压的检测时刻，假设待测电能表所属第一配电变压器，查询得到检测时刻对应的记录时刻下第一配电变压器及其所属电能表电压之间的电压降，并与待测电能表电压相加，得到检测时刻下第一配电变压器的计算电压。

将检测时刻下第一配电变压器的计算电压分别与历史数据中对应记录时刻下第一配电变压器电压和第二配电变压器电压进行比较，当检测时刻下第一配电变压器的计算电压与对应记录时刻下第一配电变压器电压更接近时，确认待测电能表所属第一配电变压器。

当检测时刻下的第一配电变压器的计算电压与对应记录时刻下第二配电变压器电压更接近时，判定待测电能表所属第二配电变压器，为确认该结论，假设待测电能表所属第二配电变压器，查询得到检测时刻对应记录时刻下第二配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降，并与待测电能表的电能表电压相加，得到检测时刻下第二配电变压器的计算电压。

将检测时刻下第二配电变压器的计算电压分别与历史数据中对应记录时刻下第一配电变压器电压和第二配电变压器电压进行比较，当检测时刻下第二配电变压器的计算电压与对应记录时刻下第二配电变压器电压更接近时，确认待测电能表所属第二配电变压器。

具体的，进行比较的计算式如下：

s²＝(u1+b1-ui1)²+(u2+b2-ui2)²+(u3+b3-ui3)²+...+(un+bn-uin)²

式中，s²表示求得的方差，u1、u2、u3、…、un分别表示待测电能表分别在检测时刻的采样点1、2、…、n下的电能表电压，b1、b2、b3、…、bn分别表示待测电能表分别在对应记录时刻的采样点1、2、…、n下的电压降，ui1、ui2、ui3、…、uin分别表示编号为i的配电变压器分别在对应记录时刻的采样点1、2、…、n下的配电变压器电压，编号i＝1的配电变压器表示第一配电变压器，编号i＝2的配电变压器表示第二配电变压器。

当i＝1、且求得的方差最小时，判定检测时刻下第一配电变压器的计算电压与对应记录时刻下第一配电变压器电压更接近；当i＝2、且求得的方差最小时，判定检测时刻下第二配电变压器的计算电压与对应记录时刻下第二配电变压器电压更接近。

以上是采用求方差进行比较的方式，作为其他实施方式，还可以将待测电能表所属配电变压器在各个时刻的配电变压器电压与相同时刻下编号为i的配电变压器电压求差，得到各个时刻的差值，再将各个时刻的差值相加，得到与编号为i的配电变压器进行比较的比较值，然后同样选取比较值最小的配电变压器作为待测电能表所属的配电变压器。

上述是户变关系识别方法最佳实施方式，作为其他实施方式，在整理背靠背配电变压器的历史数据时，无需获取各个时刻的第一配电变压器电压及其所属电能表电压的数据，以及各个时刻的第二配电变压器电压及其所属电能表电压的数据，至少获取一个第一配电变压器电压及其所属电能表电压的数据，对应的，至少获取一个第二配电变压器电压及其所属电能表电压的数据，在计算电压降时仅得到一个电压降。

例如，获取待测电能表的电能表电压、并假设待测电能表所属一个配电变压器后，如第一配电变压器，将第一配电变压器电压及其所属电能表电压之间的一个电压降，与待测电能表的电能表电压相加，得到第一配电变压器的计算电压。将第一配电变压器的计算电压分别与历史数据中第一配电变压器电压和第二配电变压器电压进行比较，当第一配电变压器的计算电压与第一配电变压器电压更接近时，确认待测电能表所属第一配电变压器。

当第一配电变压器的计算电压与第二配电变压器电压更接近时，同样，假设待测电能表所属第二配电变压器，将第二配电变压器电压及其所属电能表电压之间的一个电压降，与待测电能表的电能表电压相加，得到第二配电变压器的计算电压，再分别与第一配电变压器电压和第二配电变压器电压进行比较，确认待测电能表所属第二配电变压器。

以上是以两个配电变压器组成背靠背配电变压器为例的户变关系识别方法，当两个以上的配电变压器组成背靠背配电变压器时，其户变关系识别方法同上述两个配电变压器组成背靠背配电变压器的户变关系识别原理相同，这里不再赘述。

本发明还同时提出一种背靠背配电变压器的户变关系识别装置，包括存储器和处理器，以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，存储器和处理器连接，存储器用于存储各配电变压器的历史数据，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

1)根据背靠背配电变压器的历史数据，背靠背配电变压器包括第一配电变压器和第二配电变压器，提取历史数据中的第一配电变压器电压及其所属电能表电压的数据，历史数据中的第二配电变压器电压及其所属电能表电压的数据，计算第一配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降，计算第二配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降；

2)获取待测电能表的电能表电压，假设待测电能表所属第一配电变压器，将第一配电变压器电压及其所属电能表电压之间的电压降，与待测电能表的电能表电压相加，得到第一配电变压器的计算电压；

3)将第一配电变压器的计算电压分别与历史数据中第一配电变压器电压和第二配电变压器电压进行比较，当第一配电变压器的计算电压与第一配电变压器电压更接近时，确认待测电能表所属第一配电变压器。

上述实施例中所指的户变关系识别装置，实际上是基于本发明方法流程的一种计算机解决方案，即一种软件构架，可以应用到计算机中，上述装置即为与方法流程相对应的处理进程。由于对上述方法的介绍已经足够清楚完整，故不再详细进行描述。