专利名称：用于确定配电网络的结构的过程和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统的、具体地公用电网上的配电的领域。本发明涉及用于确定配电系统的结构的方法。本发明还涉及用于确定这样的方法的实施的设备。本发明还涉及适合于实施这样的方法的数据记录介质和计算机程序。
背景技术：
如图1所示，在电力系统1上，从MV/LV(中电压/低电压)配电站2到低电压用电设备5(具体地居民住所)以低电压(LV)执行电的终端分配。MV/LV变电站2存在几个馈电站3。每个馈电站以辐射状结构4布置，存在几个单相或三相连接6。此电力系统结构为特定数目的用电设备5提供单相或三相电力。用于向上述不同的馈电站3分配电力的LV面板位于MV/LV变电站2中。通常存在1到8个馈电站，其可以由保险丝或电路断路器保护。低电压电力系统是密集的，有时在空中，有时在地下，混合可变的设备和可变使用寿命的电缆。它们由电力公司经营，其中一些电力公司具有一百多年的历史，在此一百多年期间电力系统已经经历了变更、扩展和修复。这些电力系统技术上是简单的，很少遭受损坏，因此经常不被记录或至少极少和不详地被记录。两个因素已经将它们自己移植到此领域(landscape)上。第一，电力工业的撤销管制迫使行为者的分离。第二，配电系统属于保持垄断状态但是受国家调节机构约束的配电者。国家调节机构将服务质量的目的强加于它们的配电者上，其目的必须被测量，尤其是在所连接的用电设备的每一个看得见的断电的时间和数量方面。这些目的是限制的并且如果它们不被重视，可能引起惩罚。因此配电者需要具有关于断电数据的极大的精确度和精确的信息以更好地定位可能的故障或不良的功能。此外，仍然在撤销管制的范围内，特定数目的国家已经决定安装智能仪表，其避免工作人员必须挨个读取仪表。根据受控制的环境并且还根据配电者，已经选择不同的结构来执行远程仪表读数操作。在这些结构的某些中，某些配电者已经决定在每个MV/LV配电站中安装数据集中器。此集中器执行来自于分配给它的每个仪表的数据的收集。以规则的频率(大约半小时到一天)经由线载波电流或经由无线电气装置接收仪表数据。集中器然后将这些测量结果经由另一种通信手段发送到高层。来自于每个仪表的仪表数据因此几乎实时地在每个MV/LV变电站中可用。在安装智能仪表之前，可以几乎实时地接入每个仪表的仪表值从经济的角度看是不可行的。此外，普通的传感器技术不能在MV/LV变电站的每个LV馈电站的每个相上经济地测量电流。由上面看出，电力系统的结构有时鲜有文献记载。但是对这些结构的认识是很重要的。因此，对能够以简单、经济和高效的方式确定这些结构显得非常关注。这样的对电力系统的认识具体地可以以简单和经济的方式确定并细致地定位电力系统上的非技术性的电流损耗或差的功能。此外，它还能够在每个馈电站的级别诊断电力系统的不平衡。
在电力系统的不同的位置处使用许多的测量装置以便确定此电力系统的结构的方法从文献US 2010/0007219中可知。这样的方法代价非常高，因为它需要电力系统中的不同级别的许多测量设备。它还可以确定是否从电力系统窃取电力。用于优化由电力测量系统或监测系统提供的数据的解释的方法从文献US2007/14313 中已知。
发明内容
本发明目的是提供一种用于确定电力系统的结构的方法，其能够弥补上文引起的问题并且改进现有技术的已知方法。具体地，本发明提出一种用于确定简单、经济和高效的结构的方法。根据本发明，一种用于确定配电系统的结构的方法，该配电系统包括经由呈现一个或多个相的一个或多个馈电站为用电设备的集合供电的变电站，包括以下步骤接收关于该集合的每个用电设备的第一耗电信息，接收关于该馈电站或关于变电站的每个馈电站的相的第二耗电信息，使用包括计算阶段的第一和第二信息来在该集合内确定用电设备子集，相同子集的用电设备由相同的给定馈电站和/或由给定馈电站的相同的给定相供电。有利地，该计算阶段基于施加于第一和第二信息的能量守恒(energyconservation)的假设。优选地，该计算阶段包括说明用电设备是否连接到馈电站或连接到相的系数的计
笪弁。有利地，等于或基本上等于1的系数说明用电设备连接到馈电站或连接到相的事实，和/或等于或基本上等于0的系数说明用电设备没有连接到馈电站或连接到相的事实。有利地，计算阶段，具体地系数的计算阶段，使用最小二乘方类型的优化方法。有利地，计算阶段包括置信指数的计算。优选地，该使用步骤包括计算阶段的不同的迭代的结果的比较阶段。优选地，如果计算阶段的迭代的不同的结果基本上不同，则可断定差的功能或非技术性的电流损耗存在于电力系统上。根据本发明，其上记录计算机程序的、计算机可读的数据记录媒介包括用于实施上面定义的方法的步骤的软件装置。根据本发明，一种用于确定配电系统的结构的设备，该配电系统包括经由呈现一个或多个相的一个或多个馈电站为用电设备的集合供电的变电站，该设备包括用于实施上面定义的方法的步骤的硬件和/或软件装置。优选地，该硬件装置包括用于接收功率消耗信息的装置，具体地涉及接收关于该集合的每个用电设备的第一耗电信息和接收关于该馈电站或关于变电站的每个馈电站的相的第二耗电信息；分析或处理装置，包括用于计算的装置；和用于恢复信息的装置，具体地关于由相同的给定馈电站和/或由给定馈电站的相同的给定相供电的用电设备的子集的信息。根据本发明，一种计算机程序包括计算机程序编码装置，当在计算机上运行该程序时，该计算机程序编码装置适用于执行上面定义的方法的步骤。
附图以示例目的表示包括用于实施根据本发明的用于确定的方法的设备的电力系统的实施例和根据本发明的用于确定的方法的执行模式。图1示出了 LV配电系统的一般结构的外形图。图2示出了 LV配电系统的示例的详图。图3示出了简化的配电系统的示例的图。图4是根据本发明的用于确定的方法的执行模式的流程图。
具体实施例方式在最终用电设备的级别的智能耗电表的最近安装意味着在MV/LV配电站1中处理和通信方式的实施。这给了在MV/LV配电站1中安装高级处理功能的机会，这在之前是不可能的。根据本发明的方法可以以经济和自动的方式确定或恢复LV分配系统的布局的结构(即，确定哪一个用电设备5连接到哪一个馈电站或连接3，甚至连接到哪一个相)，具体地由在MV/LV配电站中可用的数据和测量来确定。这使得可以-量化和定位非技术性的电流损耗(具体地盗窃电力和商业数据库错误)，-准确地知道LV系统上的损耗的状态并且定位对这些损耗贡献最大的馈电站，-在每个馈电站的级别确认每相的消耗不平衡，和/或-准确地知道由给定LV馈电站3上的故障影响的客户的数目以便计算精确的每年每客户的SAIDI (系统平均断电持续时间指数)和SAIFI (系统平均断电频率指数)性能指标。每个用电设备或最终用户5具有能够将消耗信息定期发送到它连接到的变电站2的智能仪表。位于变电站中的数据库包含每个连接的仪表的连续耗电的帐户。因而可以定义表示每个用电设备的耗电的指数(有功和/或无功和/或视在能量、瞬时有功和/或无功和/或视在功率、瞬时有功和/或无功和/或视在电流等等)。耗电测量或计量系统安装在每个馈电站3的级别或每个馈电站3的每个相的级别的变电站2中，使得能够测量与由每个仪表测量的信息一致的信息，即表示耗电的指数(有功和/或无功和/或视在能量、瞬时有功和/或无功和/或视在功率、瞬时有功和/或无功和/或视在电流等等)。在优选实施例中，在每个用电设备的级别和在变电站2中在馈电站或相的级别收集的耗电数据是同步的，即在能量的情况下它们涉及相同的时段，或者如果涉及功率或电流强度，则涉及相同的时刻。无论什么类型的用电设备(三相或单相的)，用电设备通过根据本发明的方法被分配给它连接到的馈电站。根据可用的信息的类型，到对应相的分配是可能的。如果三相用电设备的仪表给出表示与每个相对应的耗电的三个指数，则每个用电设备到它连接到的相或多个相的分配是可能的。如果三相用电设备的仪表仅仅给出表示用电设备的总耗电的总指数，则每个用电设备到它连接到的相或多个相的分配可能不是可能的。然而，此分配可以通过使得能够识别连接到以用电设备的级别存在的仪表的相的另一种设备来实现。
如图2所示，在电力系统1上，从MV/LV配电站2向低电压用电设备5 (具体地居民住宅)以低电压(LV)执行终端电力分配。MV/LV配电站2是呈现几个三相线路4的电力系统结构的馈电站，每个三相线路由连线或馈电站3连接到变电站。此电力系统结构为特定数目的用电设备提供单相或三相电力(大约100)。向不同的馈电站3分配电力的LV面板位于MV/LV变电站中。通常存在可以由保险丝或断路器保护的1至8个馈电站。在图2中，每个馈电站包括四个电导体每个由图1、2、3标识的三相和由字母N标识的中线。三相用电设备连接到每个电导体，以及单相用电设备连接到一个相和中线。在图2的示例中，变电站2包括四个低电压馈电站3。每个馈电站为特定数目的单相和/或三相用电设备供电。由适合于配电者的参考标号标识的智能仪表7 (在图2中给出四个图号作为一个例子)分配给每个用电设备。如果是单相的，则每个仪表发送耗电信息项(例如有功能量信息)，以及如果是三相的，则发送三个针对每个相的耗电信息项(例如有功能量信息)。此信息通过合适的通信方式(例如通过无线电波或通过线路载波电流)被发送到例如位于变电站2中的用于确定电力供应结构的设备8。此外，测量系统9测量关于每个馈电站或关于每个馈电站的每个相的耗电信息(例如有功能量信息)，并且还将此信息发送到设备8。此测量系统可以使用无线技术以便简化在现有变电站上的实施。确定设备8包括用于接收由智能仪表7和由测量系统9发送的耗电信息的装置81，此信息的分析或处理装置82、以及可能包括用于传送分析报告的装置83 (诸如信息发送装置或通信接口，具体地视觉和/或音频)。这些装置83具体地使得电力系统的管理的负责人能够接收通过实施根据本发明的用于确定的方法接收关于电力系统的采用的结构的信息。确定设备8包括硬件和/或软件装置，使得它的操作能够根据形成本发明的主题的方法被控制。软件装置可以具体地包括计算机程序编码装置，当该程序在计算机上运行时，该计算机程序编码装置适用于执行根据本发明的方法的步骤。软件可以包括在分析或处理装置82内。从上文描述的数据出发，根据本发明的用于确定的方法将每个仪表分配到一个馈电站或一个馈电站的一个相，以形成权限分配组合。换句话说，用于确定的方法从整套用电设备中确定子集，每个子集与连接到相同的馈电站的所有用电设备或连接到相同的馈电站的相同的相的所有用电设备对应。该结果可以以数据表的形式呈现，如下面对于图2的电力系统的示例所示，列出了馈电站、相和连接的仪表。
权利要求
1.一种用于确定配电系统(1)的结构的方法，该配电系统包括经由呈现一个或多个相的一个或多个馈电站(3，Dj)为用电设备的集合(5，Ci)供电的变电站O)，其特征在于，它包括以下步骤-接收有关该集合的每个用电设备的第一耗电信息，-接收有关该馈电站或有关该变电站的每个馈电站的相的第二耗电信息，-使用包括计算阶段的第一和第二信息来在该集合内确定用电设备子集，相同子集的用电设备由相同的给定馈电站和/或由给定馈电站的相同的给定相供电。
2.根据前一权利要求所述的用于确定的方法，其特征在于，该计算阶段基于应用于第一和第二信息的能量守恒的假设。
3.根据前述权利要求中的一个所述的用于确定的方法，其特征在于，该计算阶段包括说明用电设备(Ci)是否连接到馈电站(Dp或连接到一个相的系数(au)的计算。
4.根据前一权利要求所述的用于确定的方法，其特征在于，等于或基本上等于1的系数(au)说明用电设备(Ci)连接到馈电站或连接到该相(Dp的事实，和/或等于或基本上等于0的系数(au)说明用电设备(Ci)没有连接到馈电站或连接到该相(Dp的事实。
5.根据前述权利要求中的一个所述的用于确定的方法，其特征在于，该计算阶段，具体地系数(au)的计算阶段，使用最小二乘方类型的优化方法。
6.根据前述权利要求中的一个所述的用于确定的方法，其特征在于，该计算阶段包括置信系数的计算。
7.根据前一权利要求所述的用于确定的方法，其特征在于，该使用步骤包括计算阶段的不同的迭代的结果的比较阶段。
8.根据前一权利要求所述的用于确定的方法，其特征在于，如果计算阶段的迭代的不同的结果基本上不同，则断定功能异常或非技术性的电流损耗存在于该电力系统上。
9.一种计算机可读的数据记录介质，其上记录计算机程序，包括用于实施根据前述权利要求中的一个所述的方法的步骤的软件装置。
10.一种用于确定配电系统(1)的结构的设备(8)，该配电系统包括经由呈现一个或多个相的一个或多个馈电站(3，Dj)向用电设备(5，Ci)的集合供电的变电站O)，其特征在于，它包括用于实施根据权利要求1至9中的一个所述的方法的步骤的硬件装置(81，82，83)和/或软件。
11.根据前一权利要求所述的设备，其特征在于，该硬件装置包括用于接收电力消耗信息的装置(81)，具体地涉及接收有关该集合的每个用电设备的第一耗电信息和接收有关该馈电站或有关变电站的每个馈电站的相的第二耗电信息；分析或处理装置(82)，包括用于计算的装置；和用于恢复信息的装置(83)，具体地关于由相同的给定馈电站和/或由给定馈电站的相同的给定相供电的用电设备的子集的信息。
12.—种计算机程序，包括计算机程序编码装置，当在计算机上运行该程序时，该计算机程序编码装置适用于执行根据权利要求1至9中的一个所述的方法的步骤。
全文摘要
该方法确定配电系统(1)的结构，该配电系统包括经由呈现一个或多个相的一个或多个馈电站(3，Dj)为用电设备的集合(5，Ci)供电的变电站(2)。它包括以下步骤-接收有关该集合的每个用电设备的第一耗电信息；-接收有关该馈电站或有关该变电站的每个馈电站的相的第二耗电信息；-使用包括计算阶段的第一和第二信息来在该集合内确定用电设备子集，相同子集的用电设备由相同的给定馈电站和/或由给定馈电站的相同的给定相供电。该设备实施该方法。
文档编号H02J3/12GK102570468SQ20111038059
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者M-C.阿尔瓦里兹-赫劳尔特, P.德沙姆普斯 申请人:施耐德电器工业公司