本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電表數(shù)據(jù)的用戶電壓暫降事故檢測方法。

背景技術(shù)：

電壓暫降是指供電電壓有效值快速下降到額定值的90％～10％，持續(xù)時(shí)間在0.01s～1min之間的情況。作為目前最突出的電能質(zhì)量問題之一，電壓暫降會導(dǎo)致微機(jī)數(shù)字控制器、交流接觸器、低壓脫扣器等敏感設(shè)備不正常工作、重啟甚至停運(yùn)，造成產(chǎn)品報(bào)廢生產(chǎn)中斷，給用戶帶來巨大損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在歐美地區(qū)由于電壓暫降問題引起的投訴占電能質(zhì)量問題投訴量的80％以上，每年由于電壓暫降所引起的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)百億美元。在國內(nèi)，電壓暫降問題也是工業(yè)用戶，尤其是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)用戶的關(guān)注重點(diǎn)。因此，對用戶側(cè)的電壓暫降問題進(jìn)行監(jiān)測和治理能夠幫助供電企業(yè)提高供電質(zhì)量，爭取工業(yè)大用戶。

電壓暫降事件持續(xù)時(shí)間短，殘壓不為零，對監(jiān)測設(shè)備的精度要求較高，用戶側(cè)計(jì)量電表或普通監(jiān)測裝置無法全面監(jiān)測電壓暫降。而電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備成本較高，經(jīng)濟(jì)性差，用戶裝設(shè)比例低，短時(shí)間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)大范圍推廣?？梢?，現(xiàn)有的電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)和電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備都暫時(shí)無法完成對大量用戶進(jìn)行用戶側(cè)電壓暫降事故監(jiān)測的任務(wù)，用戶側(cè)電壓暫降事故的發(fā)現(xiàn)和治理往往只能靠用戶投訴驅(qū)動，不便于供電企業(yè)開展電能質(zhì)量提升治理工作，存在局限性。另外，智能電表的大范圍普及提供了大量的用戶數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)尚未有效利用。為此，亟須提出一種利用現(xiàn)有設(shè)備水平和用戶數(shù)據(jù)資源實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)電壓暫降問題檢測的方法，以指導(dǎo)配電網(wǎng)可靠性提升和電能質(zhì)量治理工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有監(jiān)測設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)大量用戶進(jìn)行電壓暫降事故監(jiān)測，本發(fā)明提供一種基于電表數(shù)據(jù)的用戶電壓暫降事故檢測方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于電表數(shù)據(jù)的用戶電壓暫降事故檢測方法，包括如下步驟：

s1：以3min為間隔，通過用戶側(cè)電能表采集并記錄配電網(wǎng)中每個(gè)用戶的電量數(shù)據(jù)，計(jì)算用戶每個(gè)時(shí)段的用電量,間隔時(shí)間也可以取1min或2min；

s2：對用戶用電量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，得出標(biāo)準(zhǔn)化的用戶日用電量曲線；

s3：基于歷史數(shù)據(jù)選取各用戶的典型日用電量曲線，并根據(jù)用戶行業(yè)特點(diǎn)制定特殊用電場景庫；

s4：基于與典型日用電量曲線的比對，考慮特殊用電場景的辨別需求建立場景檢測指標(biāo)體系；

s5：根據(jù)電表數(shù)據(jù)特征和檢測指標(biāo)的差異，形成特殊用電場景庫的場景區(qū)分判斷標(biāo)準(zhǔn)；

s6：基于用戶電表數(shù)據(jù)，通過場景判斷標(biāo)準(zhǔn)檢測用戶發(fā)生用電量意外驟降情況是否由電壓暫降引起。

所述步驟s1提及的用戶每個(gè)時(shí)段的用電量，具體計(jì)算方法為：設(shè)定電量數(shù)據(jù)采集間隔為3min，配電網(wǎng)中第i個(gè)用戶在第j(j＝1,2,…,480)個(gè)采集時(shí)間點(diǎn)的電量為qij，則該用戶在第j個(gè)時(shí)段的用電量qij是指用戶第j個(gè)時(shí)間點(diǎn)與第j-1個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電量差，計(jì)算公式為：qij＝qij-qij-1。

所述步驟s2提及的用電量數(shù)據(jù)歸一化處理，具體計(jì)算公式為：

式中：qij’表示第i個(gè)用戶歸一化處理后的用電量，max{qij}表示第i個(gè)用戶在一天所有時(shí)段中的最大用電量。

所述步驟s2提及的標(biāo)準(zhǔn)化的用戶日用電量曲線，具體是指：以時(shí)間為橫坐標(biāo)，用電量為縱坐標(biāo)，根據(jù)一天內(nèi)用戶的歸一化用電量數(shù)據(jù)得出的折線。

所述步驟s3提及的選取用戶的典型日用電量曲線，具體是指：選擇統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)的最大日累積用電量所對應(yīng)的日負(fù)荷曲線作為該用戶的典型日用電量曲線，所選取的典型日應(yīng)不包含特殊用電場景，另外當(dāng)用戶在不同季度或月份的用電特性差異較大時(shí)，可以選取多個(gè)典型日負(fù)荷曲線與之對應(yīng)。

所述步驟s3提及的特殊用電場景庫，具體包括：持續(xù)停電、短時(shí)停電、電壓暫降、用戶停產(chǎn)、部分設(shè)備停產(chǎn)等可能導(dǎo)致用電量發(fā)生驟變的場景，其中：

持續(xù)停電場景是指停電持續(xù)時(shí)間不少于3min的停電事件，屬于電網(wǎng)客觀場景；

短時(shí)停電場景是指停電持續(xù)時(shí)間在3min以內(nèi)的停電事件，屬于電網(wǎng)客觀場景；

電壓暫降場景是指用戶供電電壓跌落至90％～10％額定電壓，并造成用戶敏感用電設(shè)備重啟或停運(yùn)的情況，屬于電網(wǎng)客觀場景；

用戶停產(chǎn)場景是指用戶在一段時(shí)間內(nèi)主動關(guān)停全部或主要用電設(shè)備的情況，屬于用戶主觀場景；

部分設(shè)備停運(yùn)是指用戶主動停運(yùn)某些用電設(shè)備的情況，屬于用戶主觀場景。

所述步驟s4提及的場景檢測指標(biāo)體系，具體是指：用于反映發(fā)生用電量驟變的特殊用電場景后用戶用電量變化特征的指標(biāo)參數(shù)，具體包括：同比用電量跌幅δb、驟降起始時(shí)刻t1、殘余電量a0，指標(biāo)的定義如下：

同比用電量跌幅δb：同一時(shí)段用電量與正常工作日的典型日電量曲線相比，最大的跌落幅值定義為同比最大電量跌幅δb；

驟降起始時(shí)刻t1：同一時(shí)段用電量與正常工作日的典型日電量曲線相比，出現(xiàn)同比用電量跌幅δb超過20％的時(shí)刻定義為驟降起始時(shí)刻t1；

殘余電量a0：驟降起始時(shí)刻對應(yīng)的用電量定義為殘余電量a0。

所述步驟s5提及的特殊用電場景庫的場景判斷標(biāo)準(zhǔn)，具體包括基于單個(gè)用戶電表數(shù)據(jù)的場景判斷標(biāo)準(zhǔn)和基于臺區(qū)多用戶的場景判斷標(biāo)準(zhǔn)，其中：

基于單個(gè)用戶電表數(shù)據(jù)的場景判斷標(biāo)準(zhǔn)是指：以單個(gè)用戶電表獲得的電量數(shù)據(jù)和停電記錄為基礎(chǔ)，通過場景檢測指標(biāo)的差異來對所述特殊場景進(jìn)行區(qū)分的判斷標(biāo)準(zhǔn)；

基于臺區(qū)多用戶的場景判斷標(biāo)準(zhǔn)是指：以臺區(qū)所有用戶電表數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過判斷是否存在多個(gè)用戶在同一時(shí)刻發(fā)生用電量驟變來區(qū)分電網(wǎng)客觀場景和用戶主觀場景的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

所述步驟s6具體包含以下內(nèi)容：

s601，計(jì)算并判斷用戶的同比用電量跌幅δb是否大于20％，若δb大于20％，則認(rèn)為用戶發(fā)生用電量意外驟降情況，記錄驟降起始時(shí)刻t1和殘余用電量a0，并進(jìn)入特殊用電場景檢測判別過程；否則繼續(xù)計(jì)算下一時(shí)刻的同比用電量跌幅δb；

s602，判斷用戶電表在此時(shí)段(即驟降起始時(shí)刻t1之前的3min)是否出現(xiàn)停電記錄，若有停電記錄，則判斷t1+1時(shí)刻的同比用電量跌幅是否開始減小，如果開始減小，就將此次用電量意外驟降原因判斷為用戶經(jīng)歷短時(shí)停電，如果沒有減小，就判斷為用戶經(jīng)歷持續(xù)停電；若沒有停電記錄，則繼續(xù)下一步判斷；

s603，根據(jù)基于臺區(qū)多用戶的場景判斷標(biāo)準(zhǔn)，判斷臺區(qū)中是否存在多個(gè)其他用戶也在t1時(shí)刻發(fā)此類情況，即在t1時(shí)刻發(fā)生用電量驟降，而殘余電量不為0，電表沒有停電記錄，用電量在驟降起始時(shí)刻的下一時(shí)刻開始恢復(fù)，若存在多個(gè)用戶同時(shí)在t1時(shí)刻發(fā)生此類情況，則將此次用電量意外驟降原因判斷為用戶經(jīng)歷電壓暫降；否則將此次用電量意外驟降原因判斷為用戶備份設(shè)備停運(yùn)。

本發(fā)明的有益效果:

(1)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的用戶電壓暫降事故檢測方法是利用用戶側(cè)電表數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測篩選的，無需新增監(jiān)測設(shè)備，簡單方便，經(jīng)濟(jì)性好，易于推廣。

(2)本發(fā)明設(shè)計(jì)的電壓暫降事故檢測方法是以用戶用電量發(fā)生驟降為起始判斷條件，可以過濾掉沒有對用戶正常用電產(chǎn)生明顯影響的電壓暫降情況，更能切實(shí)反映用戶用電體驗(yàn)，指導(dǎo)供電企業(yè)有針對性的開展電壓暫降治理工作。

(3)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的場景區(qū)分判斷標(biāo)準(zhǔn)和判斷流程，同時(shí)考慮了單個(gè)用戶的用電量變化特征和臺區(qū)多用戶的整體關(guān)聯(lián)，使判斷結(jié)果具有更高準(zhǔn)確率和可信度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種基于電表數(shù)據(jù)的用戶電壓暫降事故檢測方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明步驟六的具體判斷流程圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的用戶標(biāo)準(zhǔn)化典型日用電量曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

如圖1中s10-s60所示，基于電表數(shù)據(jù)的用戶電壓暫降事故檢測方法流程圖，包括如下步驟：以3min為間隔，通過用戶側(cè)電能表采集并記錄配電網(wǎng)中每個(gè)用戶的電量數(shù)據(jù)，計(jì)算用戶每個(gè)時(shí)段的用電量；對用戶用電量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，得出標(biāo)準(zhǔn)化的用戶日用電量曲線；基于歷史數(shù)據(jù)選取各用戶的典型日用電量曲線，并根據(jù)用戶行業(yè)特點(diǎn)制定特殊用電場景庫；基于與典型日用電量曲線的比對，考慮特殊用電場景的辨別需求建立場景檢測指標(biāo)體系；根據(jù)電表數(shù)據(jù)特征和檢測指標(biāo)的差異，形成特殊用電場景庫的場景區(qū)分判斷標(biāo)準(zhǔn)；基于用戶電表數(shù)據(jù)，通過場景判斷標(biāo)準(zhǔn)檢測用戶發(fā)生用電量意外驟降情況是否由電壓暫降引起。

參考圖2，所述步驟s6的具體電壓暫降場景檢測判斷流程先后包括基于單個(gè)用戶電表數(shù)據(jù)的場景判斷過程和基于臺區(qū)多用戶的場景判斷過程。

1)計(jì)算并判斷用戶的同比用電量跌幅δb是否大于20％，若δb大于20％，則認(rèn)為用戶發(fā)生用電量意外驟降情況，記錄驟降起始時(shí)刻t1和殘余用電量a0，并進(jìn)入特殊用電場景檢測判別過程；否則繼續(xù)計(jì)算下一時(shí)刻的同比用電量跌幅δb；

2)判斷用戶電表在此時(shí)段(即驟降起始時(shí)刻t1之前的3min)是否出現(xiàn)停電記錄，若有停電記錄，則判斷t1+1時(shí)刻的同比用電量跌幅是否開始減小，如果開始減小，就將此次用電量意外驟降原因判斷為用戶經(jīng)歷短時(shí)停電，如果沒有減小，就判斷為用戶經(jīng)歷持續(xù)停電；若沒有停電記錄，則繼續(xù)下一步判斷；

3)上述基于單個(gè)用戶的電表數(shù)據(jù)的場景判斷過程仍無法區(qū)分電壓暫降和部分設(shè)備停運(yùn)，需要根據(jù)基于臺區(qū)多用戶的場景判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)一步判斷。判斷臺區(qū)中是否存在多個(gè)其他用戶也在t1時(shí)刻發(fā)此類情況，即在t1時(shí)刻發(fā)生用電量驟降，而殘余電量不為0，電表沒有停電記錄，用電量在驟降起始時(shí)刻的下一時(shí)刻開始恢復(fù)，若存在多個(gè)用戶同時(shí)在t1時(shí)刻發(fā)生此類情況，則將此次用電量意外驟降原因判斷為用戶經(jīng)歷電壓暫降；否則將此次用電量意外驟降原因判斷為用戶備份設(shè)備停運(yùn)。

下面結(jié)合具體應(yīng)用實(shí)例闡述本發(fā)明提供的基于電表數(shù)據(jù)的用戶電壓暫降事故檢測方法。

在本實(shí)施例中對工業(yè)園臺區(qū)10個(gè)用戶進(jìn)行用戶電壓暫降事故檢測，檢測時(shí)段為一個(gè)月。利用計(jì)量自動化系統(tǒng)以3min為間隔采集并記錄每個(gè)用戶的用戶側(cè)電能表電量讀數(shù)qij，計(jì)算用戶每個(gè)時(shí)段的用電量qij。

對10個(gè)用戶每天每時(shí)段的用電量進(jìn)行歸一化處理，根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)畫出所有用戶每天的標(biāo)準(zhǔn)化日用電量曲線。

選擇本月內(nèi)的最大日累積用電量所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化日負(fù)荷曲線作為典型日用電量曲線，由此獲得10個(gè)用戶的典型日用電量曲線，圖3為臺區(qū)1號用戶的標(biāo)準(zhǔn)化典型日用電量曲線。

本實(shí)施例中，根據(jù)這些工業(yè)用戶的行業(yè)用電習(xí)慣制定特殊用電場景庫，包括：持續(xù)停電、短時(shí)停電、電壓暫降、用戶停產(chǎn)、部分設(shè)備停產(chǎn)。在其他實(shí)例應(yīng)用中，可根據(jù)用戶實(shí)際用電習(xí)慣對特殊用電場景進(jìn)行增減。

基于與典型日用電量曲線的比對，考慮特殊用電場景的辨別需求建立場景檢測指標(biāo)體系，具體包括：同比用電量跌幅δb、驟降起始時(shí)刻t1、殘余電量a0。

根據(jù)電表數(shù)據(jù)特征和檢測指標(biāo)的差異，形成特殊用電場景庫的場景區(qū)分判斷標(biāo)準(zhǔn)，包括基于單個(gè)用戶電表數(shù)據(jù)的場景判斷標(biāo)準(zhǔn)和基于臺區(qū)多用戶的場景判斷標(biāo)準(zhǔn)，在本實(shí)施例中場景判斷標(biāo)準(zhǔn)具體為：

基于單個(gè)用戶電表數(shù)據(jù)的場景判斷標(biāo)準(zhǔn)：

持續(xù)停電場景判斷標(biāo)準(zhǔn)為：殘余電量為0，電表出現(xiàn)停電記錄，用電量在驟降起始時(shí)刻的下一時(shí)刻并未出現(xiàn)恢復(fù)；

短時(shí)停電場景判斷標(biāo)準(zhǔn)為：殘余電量不為0，電表出現(xiàn)停電記錄，用電量在驟降起始時(shí)刻的下一時(shí)刻開始恢復(fù)；

電壓暫降場景判斷標(biāo)準(zhǔn)為：殘余電量不為0，電表沒有停電記錄，用電量在驟降起始時(shí)刻的下一時(shí)刻開始恢復(fù)；

用戶停產(chǎn)場景判斷標(biāo)準(zhǔn)為：自驟降起始時(shí)刻后，用電量為0或者持續(xù)穩(wěn)定維持在一個(gè)較低水平，電表沒有停電記錄；

部分設(shè)備停運(yùn)判斷標(biāo)準(zhǔn)為：殘余電量不為0，電表沒有停電記錄，用電量在驟降起始時(shí)刻的下一時(shí)刻開始恢復(fù)；

基于臺區(qū)多用戶的場景判斷標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)臺區(qū)存在多個(gè)用戶在同一時(shí)刻發(fā)生用電量驟變，則認(rèn)為屬于電網(wǎng)客觀場景，即持續(xù)停電、短時(shí)停電或電壓暫降，否則認(rèn)為屬于用戶主觀場景，即用戶停產(chǎn)或部分設(shè)備停運(yùn)。

根據(jù)步驟s6對10個(gè)用戶進(jìn)行電壓暫降事故檢測判斷，發(fā)現(xiàn)臺區(qū)1至5號用戶在本月13日第180個(gè)監(jiān)測時(shí)間節(jié)點(diǎn)同時(shí)出現(xiàn)同比用電量跌幅δb大于20％的情況，殘余用電量沒有跌至0，且臺區(qū)及用戶智能電表均未發(fā)現(xiàn)供電電壓過零點(diǎn)，沒有停電記錄，從第181個(gè)監(jiān)測時(shí)間節(jié)點(diǎn)開始用戶用電量開始回升，隨后恢復(fù)至接近典型日用電量曲線水平。因此依據(jù)步驟s6的場景判斷邏輯可檢測出本月13日8:57至9:00期間臺區(qū)1至5號用戶經(jīng)歷了一次電壓暫降事故，并且此次電壓暫降事故對這5個(gè)用戶的正常用電產(chǎn)生了明顯影響。

本實(shí)施例進(jìn)一步表明了：本發(fā)明所述的基于電表數(shù)據(jù)的用戶電壓暫降事故檢測方法能夠在現(xiàn)有設(shè)備水平上，利用用戶側(cè)電表的電量數(shù)據(jù)和停電記錄檢測篩選對用戶正常用電產(chǎn)生明顯影響的電壓暫降事故，簡單易行，能夠幫助供電企業(yè)對大量為裝設(shè)電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備的用戶進(jìn)行電壓暫降事故檢測，指導(dǎo)開展電能質(zhì)量提升工作。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。