基于电压损失的含光伏电源低压配电网线损率计算方法与流程

本发明涉及配电网线损计算，并且更具体地，涉及一种基于电压损失的含光伏电源低压配电网线损率计算方法。

背景技术：

1、配电网中的线路、变压器和串联电抗器因电阻的存在，当电流经过时会产生功率损失和电能损耗，理论线损值的准确计算有利于降损节能，增加线损管理精细程度，助力企业保证经济效益。

2、目前对台区线损计算主要分为传统方法和基于机器学习的方法。传统方法包括台区损耗率法、等值电阻法、潮流法等方法，存在计算精度不高或数据质量要求较高的问题，无法满足现阶段大规模台区精益化管理要求。机器学习的方法有基于支持向量机的计算方法、基于传统bp神经网络的算法、基于改进k-means聚类和bp神经网络的计算方法等，但存在算法计算开销大、收敛速度慢或聚类随机设定中心的问题，导致计算的线损值不是相对最优解，无法支撑线损精益化管理。

3、电压损失法因其所需数据种类少，程序简单，计算精度较高等优点而广泛应用于低压配电网线损率计算。电压损失法(简称压降法)计算理论线损原理：基于台区每一个用户每一时刻的电压损失百分比与功率损失百分比之间存在的比例关系，通过易于测量的电压损失百分比来计算台区线损。针对非光伏台区(单电源供电)，该方法基于总表有功功率曲线、无功功率曲线、用户相序、电压曲线、电流曲线、功率因数曲线进行计算，计算较为准确。

4、但随着清洁型分布式光伏电源接入配电网数量的增加，对配电网潮流分布产生影响，导致线路节点电压的变化，传统电压损失法计算线路损耗误差较大，不能准确反映线路损耗的变化。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种基于电压损失的含光伏电源低压配电网线损率计算方法。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种基于电压损失的含光伏电源低压配电网线损率计算方法，包括：

3、光伏电源接入配电网线路后，收集用电数据，其中用电数据包括：台区线损统计表、用户日用电量明细、电压曲线数据、电流曲线数据、功率因数曲线和功率曲线数据；

4、利用电压降落法和光伏出力时刻分析法，根据电压曲线数据，确定光伏邻近用户；

5、根据预先设定的线性约束条件、用电数据以及光伏邻近用户，利用遗传算法确定消纳用户以及消纳用户对应的光伏消纳区域；

6、根据光伏消纳范围以及线损计算公式，计算光伏电源接入配电网后的配电网线损。

7、可选地，还包括：

8、采用箱线图分析方法对用电数据中的异常值进行剔除；

9、对用电数据中的缺失值采用各户各个时刻的曲线均值进行填充。

10、可选地，利用电压降落法和光伏出力时刻分析法，根据电压曲线数据，确定光伏邻近用户，包括：

11、利用电压降落法，根据电压曲线数据，确定各用户与考核表的电气距离，确定第一光伏邻近用户；

12、利用光伏用户的电流曲线数据确定光伏出力时刻，并计算光伏用户和普通用户在光伏出力时刻的电压曲线相关性，确定第二光伏邻近用户；

13、通过综合相关性分析法对第一光伏邻近用户和第二光伏邻近用户进行综合相关性计算，确定光伏邻近用户。

14、可选地，利用电压降落法，根据电压曲线数据，确定各用户与考核表的电气距离，确定第一光伏邻近用户，包括：

15、计算出所有用户的7天的电压均值，根据电压均值进行降序排列，确定各用户的距离台区上电表的相对位置，确定第一光伏邻近用户。

16、可选地，利用光伏用户的电流曲线数据确定光伏出力时刻，并计算光伏用户和普通用户在光伏出力时刻的电压曲线相关性，确定第二光伏邻近用户，包括：

17、对台区上网表和普通用户表在光伏出力时刻的7天电压曲线进行分析，采用皮尔逊相关系数方法与余弦距离相结合的方法，对台区下用户的电压曲线与台区上网表的电压曲线分别进行相关性和距离计算；

18、将相关性和距离计算结果进行综合加权并排序，根据最终相关性排名确定第二光伏邻近用户。

19、可选地，线性规划的目标函数表达式如下：

20、

21、

22、dgi＝1-ci

23、其中，xi是0-1变量；dgi表示光伏用户和普通用户i的距离；n为光伏用户邻近普通用户数的集合；ii为普通用户i的电流值；ci为普通用户i的相关性系数；ui为普通用户i的电压值；ug为光伏用户的电压值；

24、目标函数的约束条件为：1)保证光伏的上网电量被邻近用户完全消纳，偏差在一个预设的极小值范围；2)消纳用户数量小于等于邻近用户数；

25、约束条件的表达式为：

26、

27、其中，pg表示光伏上网功率；pi为普通用户i的用电功率；ξ为极小数，取0.5。

28、可选地，根据预先设定的线性约束条件、用电数据以及光伏邻近用户，利用遗传算法确定消纳用户以及消纳用户对应的光伏消纳区域，包括：

29、光伏邻近用户作为遗传算法问题的所有候选解，根据遗传算法的计算步骤计算满足线性规划约束的最优用户为最终的消纳用户；

30、根据消纳用户，确定光伏消纳区域。

31、根据本发明的另一个方面，提供了一种基于电压损失的含光伏电源低压配电网线损率计算装置，包括：

32、收集模块，用于光伏电源接入配电网线路后，收集用电数据，其中用电数据包括：台区线损统计表、用户日用电量明细、电压曲线数据、电流曲线数据、功率因数曲线和功率曲线数据；

33、第一确定模块，用于利用电压降落法和光伏出力时刻分析法，根据电压曲线数据，确定光伏邻近用户；

34、第二确定模块，用于根据预先设定的线性约束条件、用电数据以及光伏邻近用户，利用遗传算法确定消纳用户以及消纳用户对应的光伏消纳区域；

35、计算模块，用于根据光伏消纳范围以及线损计算公式，计算光伏电源接入配电网后的配电网线损。

36、根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。

37、根据本发明的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。

38、从而，本发明提供的一种基于电压损失法的含光伏电源低压配电网线损计算方法，首先给出光伏电源接入后，根据电压降落法和光伏出力时刻的电压相关性综合确定光伏上网表的邻近用户，然后基于电压、电流和功率等数据将消纳范围划分转化为多约束条件下的线性规划问题，利用遗传算法确定消纳用户，最终确定光伏消纳范围，最后给出划定光伏台区消纳范围后低压配电网线损计算方法，实现光伏台区线损的精益化管理。

技术特征：

1.一种基于电压损失的含光伏电源低压配电网线损率计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用电压降落法和光伏出力时刻分析法，根据所述电压曲线数据，确定光伏邻近用户，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用电压降落法，根据所述电压曲线数据，确定各用户与考核表的电气距离，确定第一光伏邻近用户，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用光伏用户的所述电流曲线数据确定光伏出力时刻，并计算所述光伏用户和所述普通用户在光伏出力时刻的电压曲线相关性，确定第二光伏邻近用户，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线性规划的目标函数表达式如下：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预先设定的线性约束条件、所述用电数据以及所述光伏邻近用户，利用遗传算法确定消纳用户以及所述消纳用户对应的光伏消纳区域，包括：

8.一种基于电压损失的含光伏电源低压配电网线损率计算装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-7任一所述的方法。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

技术总结
本发明公开了一种基于电压损失的含光伏电源低压配电网线损率计算方法，包括：光伏电源接入配电网线路后，收集用电数据，其中用电数据包括：台区线损统计表、用户日用电量明细、电压曲线数据、电流曲线数据、功率因数曲线和功率曲线数据；利用电压降落法和光伏出力时刻分析法，根据电压曲线数据，确定光伏邻近用户；根据预先设定的线性约束条件、用电数据以及光伏邻近用户，利用遗传算法确定消纳用户以及消纳用户对应的光伏消纳区域；根据光伏消纳范围以及线损计算公式，计算光伏电源接入配电网后的配电网线损。

技术研发人员：谭煌,于海波,陈天阳,陈昊,乔文俞,刘婧,李媛,刁新平,李亚杰,谷凯,田成明
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14