基于聚类算法的低压台区线损计算方法及系统与流程

本申请涉及电力领域，尤其涉及一种基于聚类算法的低压台区线损计算方法及系统。

背景技术：

1、在电力系统中，电力损耗是指在输电、变电和配电过程中，所有的电能设备和器件经过转换或传递电能所损失的电力。低压台区是指电力系统中的最后一级主变压器(即台区变压器)变压之后的低压配电网区域，再将电力输送至用户的用电终端。

2、低压线路相对较短，电流较大，电能损失也相对较大，因此，低压台区线路损耗率是电网损耗率的重要组成部分。低压台区线损的升高会增加用户额外用电量、降低用电质量。为了提高用电质量，需要对低压台区进行线损计算，但是，传统的低压台区线损计算方法准确率低。

技术实现思路

1、本申请提供一种基于聚类算法的低压台区线损计算方法及系统，以解决低压台区线损计算方法准确率低的问题。

2、本申请第一方面提供一种基于聚类算法的低压台区线损计算方法，包括：

3、获取聚类特征数据样本，以生成样本集；

4、利用聚类算法对样本集聚类分析，并生成相关簇；

5、对相关簇对应的数据样本进行均值向量分析，以得到聚类结果；

6、根据聚类结果获取低压台区电压值、电流值以及总负荷；

7、建立支路阻抗模型，支路阻抗模型包括每一支路的电阻、电感和电容；

8、通过支路阻抗模型计算每一支路的等效阻抗以及每一节点的电压值；

9、计算等效阻抗与负荷的乘积，以得到每一支路的电流值；

10、通过每一支路的电流值与每一支路的电阻计算每一支路的损耗功率

11、计算低压台区的总损耗功率，低压台区的总损耗功率为每一支路的损耗功率之和；

12、通过低压台区总负荷以及低压台区的总损耗功率，计算低压台区的线路损耗率。

13、可选的，支路阻抗模型作为一个复数，复数包括实部和虚部，实部为电阻值，虚部为电感值；

14、方法还包括：

15、通过每一支路的电阻值加权求和得到每一支路的等效阻抗。

16、可选的，方法还包括：

17、设置初始电压值，初始电压值为第一节点的电压值；

18、通过初始电压值以及所支路阻抗模型计算第二节点的电压值；

19、通第二节点的电压值，对低压台区进行迭代计算；

20、在迭代计算结果获得的电压值收敛时，输出每一节点的电压值。

21、可选的，利用聚类算法对样本集聚类分析，并生成相关簇，包括：

22、获取聚类特征值，聚类特征值包括三相不平衡度和功率因数；

23、通过轮廓系数构建评价标准，以确定最佳聚类中心数；

24、将样本集分为第一簇和第二簇，第一簇用于表征三相不平衡度，第二簇用于表征功率因数；

25、基于最佳聚类中心数，用k-means算法对所述第一簇和第二簇进行聚类，以得到聚类结果。

26、可选的，聚类结果将低压台区划分为第一类低压台区以及第二类低压台区。

27、可选的，方法包括：

28、对特征数据样本进行预处理。

29、可选的，方法包括：

30、对聚类特征数据样本清洗，得到正常样本和异常样本；

31、对异常样本进行平滑处理与错误修正，得到修正后的样本；

32、将修正后的样本和正常样本利用三次样条插值法进行缺失值填充，得到填充样本；

33、对填充样本归一化，以得到归一化样本。

34、可选的，聚类特征数据样本包括线路负载数据样本、温度数据样本、湿度数据样本、日时段数据样本、电压数据样本、电流数据样本、三相不平衡数据样本以及功率因数数据样本。

35、可选的，方法还包括：

36、通过支路阻抗模型计算每一支路的等效阻抗以及每一节点的电压值；

37、计算等效阻抗与负荷的乘积，以得到每一支路的电流值；

38、通过每一支路的电流值与每一支路的电阻计算每一支路的损耗功率；

39、计算低压台区的总损耗功率，低压台区的总损耗功率为每一支路的损耗功率之和。

40、本申请第二方面提供一种基于聚类算法的低压台区线损计算系统，应用于第一方面基于聚类算法的低压台区线损计算方法，系统包括：特征数据模块、聚类模块和线损判断模块；

41、特征数据模块用于获取聚类特征数据样本，以生成样本集；

42、聚类模块用于利用聚类算法对样本集聚类分析，并生成相关簇；对相关簇对应的数据样本进行均值向量分析，以得到聚类结果；

43、线损判断模块用于根据聚类结果获取低压台区电压值、电流值以及总负荷；建立支路阻抗模型，支路阻抗模型包括每一支路的电阻、电感和电容；通过低压台区总负荷以及低压台区的总损耗功率，计算低压台区的线路损耗率。

44、由以上技术方案可知，本申请提供一种基于聚类算法的低压台区线损计算方法及系统，方法包括：获取聚类特征数据样本，以生成样本集；再利用聚类算法对样本集聚类分析，并生成相关簇；对相关簇对应的数据样本进行均值向量分析，以得到聚类结果；根据聚类结果获取低压台区电压值、电流值以及总负荷；建立支路阻抗模型，支路阻抗模型包括每一支路的电阻、电感和电容；通过低压台区总负荷以及低压台区的总损耗功率，计算低压台区的线路损耗率，通过线路损耗率可了解线路损耗原因，以解决低压台区线损计算方法准确率低的问题。

技术特征：

1.一种基于聚类算法的低压台区线损计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的低压台区线损计算方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的低压台区线损计算方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的低压台区线损计算方法，其特征在于，利用聚类算法对所述样本集聚类分析，并生成相关簇，包括：

5.根据权利要求4所述的低压台区线损计算方法，其特征在于，所述聚类结果将低压台区划分为第一类低压台区以及第二类低压台区。

6.根据权利要求1所述的低压台区线损计算方法，其特征在于，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的低压台区线损计算方法，其特征在于，所述方法包括：

8.根据权利要求1所述的低压台区线损计算方法，其特征在于，所述聚类特征数据样本包括线路负载数据样本、温度数据样本、湿度数据样本、日时段数据样本、电压数据样本、电流数据样本、三相不平衡数据样本以及功率因数数据样本。

9.根据权利要求1所述的低压台区线损计算方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.一种基于聚类算法的低压台区线损计算系统，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述基于聚类算法的低压台区线损计算方法，所述系统包括：特征数据模块、聚类模块和线损判断模块；

技术总结
本申请提供一种基于聚类算法的低压台区线损计算方法及系统，所述方法包括：获取聚类特征数据样本，以生成样本集；再利用聚类算法对样本集聚类分析，并生成相关簇；对相关簇对应的数据样本进行均值向量分析，以得到聚类结果；根据聚类结果获取低压台区电压值、电流值以及总负荷；建立支路阻抗模型，再通过低压台区总负荷以及低压台区的总损耗功率，计算低压台区的线路损耗率，以解决低压台区线损计算方法准确率低的问题。

技术研发人员：周善善,陈虓,杨文呈,兰景,李光明
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司临沧供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25