一种基于台区GIS拓扑信息的供电末端低电压运行预警方法与流程

本发明涉及电力计量，具体涉及一种基于台区gis拓扑信息的供电末端低电压运行预警方法。

背景技术：

1、随着经济、社会的发展，用户对供电质量的要求不断提高。低电压直接影响用电设备的正常运行以及产品质量，并且会增大电网的损耗，提高供电成本。近年来随着电力用户用电负荷不断增加，使得配电网供电低电压现象时有发生，尤其在用电高峰时段，一些老旧线路、老旧台区由于受到线路老化、线径较细、三相不平衡、供电结构不合理等技术因素影响，低电压运行现象较为突出，导致电能质量下降，严重者已影响到用户正常用电。

2、如何有效对低电压运行现象进行精准预判，做好事先处理，避免造成不必要供电问题发生，有利于电网企业提升客户优质服务、优化营商环境，是当前刻不容缓亟需解决的问题。

3、低电压预警基于当前电压监测情况以及负荷增长引起的新的电压降落。现有技术中，通常利用现有监控设施实现对低电压问题的实时监控阶段，电力行业现有针对台区低电压运行现象的监测诊断方法，大多基于经验进行判断，或利用加装硬件设施的方法实现目标，而目前的监控手段仅能用于监控，对于台区低电压问题的发生和处理属于事后处理过程，这使得电网对于台区低电压问题的处理相当的被动，无法较好的实现供电末端低电压运行预警，存在滞后性。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种基于台区gis拓扑信息的供电末端低电压运行预警方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、本发明提出了一种基于台区gis拓扑信息的供电末端低电压运行预警方法，包括：

4、s1：低压出线供电路径分段：用电信息采集系统对用户用电信息进行采集，并传递相应的信息给数据中心，数据中心根据用电信息初筛得到低压出线与用户的供电关系，之后将低压出线的供电路径分段，获取台区gis拓扑数据，供电路径基本信息依据供电路径距离，设置各台区分支分段分组；

5、s2：分段分相电压水准计算：基于分段分相归属关系，根据台区总表运行负荷大小选取电压样本数据，计算各分段分相电压值；

6、s3：分段分相电压渐变趋势分析：依据各分段分相电压计算结果，构建分段分相电压与时间间隔的线性回归方程，根据分段分相电压与时间的映射函数式，以此求解指定时间内各分段分相电压预测值；

7、s4：供电末端低电压运行风险预警：根据电压运行历史数据，筛选出指定的分段分相电压告警参考值，将该参考值与电压预测结果进行比较，对供电末端低电压运行进行风险预警。

8、优选的，s1中，低压出线的供电路径分段方法，包括以下步骤：

9、s11：基于低压gis系统和用电信息采集系统，获取台区信息、户变关系信息、台区低压供电拓扑数据、供电线路基本信息、台区总表与台区用户运行曲线数据、表计相位信息；

10、s12：选定某一条低压出线，结合供电线路基本信息，计算每一户至供电源端的供电路径长度li，按最长供电路径距离等分三段，供电用户根据各自距离供电源端的供电路径长度，划分到具体的分段组；

11、s13：重复步骤s12操作，实现所有低压出线的用户分段操作。

12、优选的，s12中，最长供电路径距离等分为：近源段l首、中间段l中、末端段l末，具体分为：

13、近源段包含：的所有用户，中间段包含：的所有用户，末端段包含：的所有用户。

14、优选的，s12中，最长供电路径距离等分为：近源段l首、中间段l中、末端段l末，具体分为：

15、近源段包含：的所有用户，中间段包含：的所有用户，末端段包含：的所有用户。

16、优选的，s2中，分段分相电压水准计算，包括以下步骤：

17、s21：以日为单位，根据台区总表若干个点功率曲线数据，将功率数据由大到小进行排序，筛选出前10个功率数据，再按时间点进行排序，去掉零星不连续点，保留连续时间最长的区间段，作为当日电压分析数据选取的范围；

18、s22：基于每日选取的分析范围，各户表计所属相位信息，各段用户电压数值，计算每段每相的平均电压值，以近源段l首为例，a相电压平均值：

19、

20、其中，i为对应的时间范围某时刻，n为连续时间点个数，j为a相位范围内某用户，n为近源段l首中a相位相关表计个数；

21、s23：重复s22的求解步骤，计算获取其它分段各相位的平均电压值，记录t日各分段分相电压水准：

22、

23、优选的，s3中，分段分相电压渐变趋势分析，包括以下步骤：

24、s31：依据各日分段电压计算结果，选取近10日内某分支各分段分相电压数据，以时间间隔为自变量，各分段分相电压为变量，转化为电压随时间变化的映射关系；

25、s32：以步骤s31选出的样本数据，推导线性回归方程函数，关系式如下：

26、y(x)＝ax+b (3)

27、用最小二乘法估计参数a，可得方程组：

28、

29、其中：为样本数据中变量平均值，为样本数据中时间变量平均值，求解可到a，b的值；

30、s33：根据分段分相电压与时间的映射函数式，进行短期内电压数据的预测，根据时间间隔与排序的转化关系，得到后一日电压数据为：

31、y(11)＝a*11+b     (5)

32、s34：重复步骤s32-s33，实现对分支内各分段分相电压的预测值计算，得到如下关系式：

33、

34、优选的，s4中，供电末端低电压运行风险预警，包括以下步骤：

35、s41：依据低电压定义标准，遍历台区电压运行历史数据，以台区为单位，筛选出发生过低电压运行现象对应日的数据，设低电压预警阀值为u‘；

36、s42：根据筛选出的低电压运行数据，计算各台区各分支下分段分相电压，当相同分段分相电压有多个计算结果时，取其中最大者，历史运行数据中未发生过低电压运行的台区，各分支分段分相预警参考值取相同负荷容量、用户数相仿台区计算结果的平均值；

37、s43：用预测值电压ut+1与低电压预警阀值u‘进行比较，当uδ中某相三个元素中存在大于等于0的数值时，认为该相存在低电压风险，若多相存在大于等于0的数值时，认为对应相同时存在低电压风险；

38、s44：重复步骤s42-s43的分析，对选定台区下所有分支进行低电压运行风险预测，最终给出台区分支分相供电末端低电压运行风险预警信息。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

40、1.本发明以供电路径不同区间段电压水平变化，预测代替台区供电末端户电压值预测，无论从适用范围、数据质量兼容性以及准确性方面都有较大提升，可实现台区运行电压短期变化趋势精准预测，有效提升供电末端低电压运行风险预警准确性，可支撑台区供电低电压现象的识别与风险预估。

41、2.本发明基于台区gis拓扑信息计算供电分支供电路径距离，设置各台区分支分段分组，基于分组归属关系，根据台区总表运行负荷大小选取电压样本数据，计算各分段分相电压值，依据各分段分相电压计算结果，构建分段分相电压与时间间隔的线性回归方程，以此求解近期内各分段分相电压预测值，根据电压运行历史数据筛选合适的分段分相电压告警参考值，并与电压预测结果进行比较，实现供电末端低电压运行风险预警，具有简单可靠等优点，对电压曲线数据采集较差的台区兼容性更强，可有效提升台区低电压运行风险预警的适用范围、准确性与时效性。

42、3.本发明所述的方法计算过程简单可靠，适用区间段电压水平预测替代末端具体用户运行电压预测的方式，最大程度降低了对台区用户电压数据采集质量的依赖，对电压曲线数据采集较差的台区，预测兼容性更强，可为台区供电质量提升、台区供电结构优化、配网台区改造建设等业务应用提供技术支持。此分析方法可有效提升台区低电压运行风险预警的适用范围、准确性与时效性，有效确保台区供电末端发生低电压运行风险的准确性，提升台区低电压风险预测能力，为客户优质服务、优化营商环境、配电网改造提供基础依据。