一種基于聚類特征及網(wǎng)絡(luò)向量的低壓臺(tái)區(qū)線損計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及線損計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種基于聚類特征及網(wǎng)絡(luò)向量的低壓臺(tái)區(qū)線損計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]線損計(jì)算與分析是電力企業(yè)的一項(xiàng)重要工作內(nèi)容，理論線損率是根據(jù)輸、變、配電設(shè)備參數(shù)、負(fù)荷潮流、特性計(jì)算得出的線損率。通過(guò)幾年山西電網(wǎng)理論線損計(jì)算分析，低壓臺(tái)區(qū)的理論線損電量占到全網(wǎng)總損耗電量的15%左右，是電網(wǎng)降損的重點(diǎn)。
[0003]全網(wǎng)低壓臺(tái)區(qū)線損計(jì)算存在三個(gè)巨大的困難:一是低壓臺(tái)區(qū)數(shù)量極其龐大，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集難度、工作量及成本均相當(dāng)巨大；二是傳統(tǒng)臺(tái)區(qū)理論線損算法或線損測(cè)量?jī)x器均需要輸入臺(tái)區(qū)等值電阻，然而等值電阻的計(jì)算需要在系統(tǒng)中繪制臺(tái)區(qū)詳細(xì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，需要大量的人力物力投入；三是臺(tái)區(qū)改造或變化產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)維護(hù)工作，超過(guò)線損工作人員的承受能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何快速，簡(jiǎn)變的計(jì)算低壓臺(tái)區(qū)線損。
[0006]( 二)技術(shù)方案
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于聚類特征及網(wǎng)絡(luò)向量的低壓臺(tái)區(qū)線損計(jì)算方法，包括以下步驟:
[0008]S1、自動(dòng)獲取或輸入已有臺(tái)區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，即月供電量、最大供電半徑、主干線長(zhǎng)度、主干線段數(shù)、分支線數(shù)量、分支線長(zhǎng)度；
[0009]S2、依據(jù)已有臺(tái)區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，采用三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練計(jì)算，獲得臺(tái)區(qū)類型損耗指標(biāo)；
[0010]S3、網(wǎng)絡(luò)向量計(jì)算，采用等效電流值作為每條支路的網(wǎng)絡(luò)向量值，通過(guò)實(shí)測(cè)或依據(jù)供電量可以計(jì)算出臺(tái)區(qū)首端電流為I，則每段線路網(wǎng)絡(luò)向量為:
[0011]主干線:主干線有η段，將η段串聯(lián)，首段網(wǎng)絡(luò)向量為I，第2段網(wǎng)絡(luò)向量為(η-1)*Ι/η，依次類推，末段網(wǎng)絡(luò)向量為Ι/η ；
[0012]分支線:分支線有一個(gè)或多個(gè)分支，每個(gè)分支有m段；每個(gè)分支的多段串聯(lián)，分支之間并聯(lián)；每個(gè)分支線首段網(wǎng)絡(luò)向量為I/n，第2段網(wǎng)絡(luò)向量為(m-l)*I/(m*n)，依次類推，末段網(wǎng)絡(luò)向量為I/(m*n)；
[0013]用戶線:用戶線多段全部并聯(lián)，每段網(wǎng)絡(luò)向量為9*I/k，其中k為用戶線總段數(shù)；
[0014]S4、計(jì)算線路損耗，
[0015](1)計(jì)算所述主干線的損耗，
[0016]主干線損耗=KC*Kl*K2*Kpl*I*I*R*(n+l)*(2n+l)/(6n*n)，其中，R為主干線總電阻；KC為電流折算系數(shù)；K1形狀系數(shù)，默認(rèn)為1 ;K2臺(tái)區(qū)類型損耗指標(biāo)；Kpl線路類型損耗系數(shù)；
[0017](2)計(jì)算所述分支線的每條分支線的損耗，
[0018]每條分支線的損耗=KC*Kl*K2*Kpl*(I/n)*(I/n)*r*(m+1)*(2m+l)/(6m*m);其中r該條分支線的總電阻；
[0019](3)計(jì)算所述用戶線損耗，
[0020]用戶線損耗=KC*Kl*K2*Kpl*9*I*I/(k*k*k)；
[0021]S5、計(jì)算表?yè)p，
[0022]表?yè)p=單相機(jī)械表月均損耗*單相機(jī)械表數(shù)量/30+三相機(jī)械表月均損耗*三相機(jī)械表數(shù)量/30+單相電子表月均損耗*單相電子表數(shù)量/30+三相電子表月均損耗*三相電子表數(shù)量/30 ；
[0023]
[0024]S6、計(jì)算總損耗及線損率，
[0025]總損耗=表?yè)p+主干線損耗+分支線損耗+下戶線損耗；
[0026]線損率=總損耗/供電量*100%。
[0027]優(yōu)選地，所述主干線總電阻R和分支線的總電阻r均根據(jù)導(dǎo)線型號(hào)及長(zhǎng)度計(jì)算。
[0028]優(yōu)選地，所述臺(tái)區(qū)類型損耗指標(biāo)的取值范圍為0?3。
[0029](三)有益效果
[0030]本發(fā)明提供了一種基于聚類特征及網(wǎng)絡(luò)向量的低壓臺(tái)區(qū)線損計(jì)算方法，本發(fā)明的方法在滿足供電公司臺(tái)區(qū)理論線損計(jì)算精度要求的同時(shí)，具有極快的計(jì)算速度，每臺(tái)區(qū)理論線損計(jì)算耗時(shí)小于50毫秒；并且無(wú)需繪制網(wǎng)絡(luò)接線圖，臺(tái)區(qū)線損計(jì)算所需統(tǒng)計(jì)參數(shù)易于從供電公司現(xiàn)有系統(tǒng)中實(shí)時(shí)獲取，人工數(shù)據(jù)維護(hù)工作量小，基本免維護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0031]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發(fā)明利用的三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型圖；
[0033]圖2為本發(fā)明的一種基于聚類特征及網(wǎng)絡(luò)向量的低壓臺(tái)區(qū)線損計(jì)算方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不能用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0035]圖2為本發(fā)明的一種基于聚類特征及網(wǎng)絡(luò)向量的低壓臺(tái)區(qū)線損計(jì)算方法的流程圖；本發(fā)明的方法包括以下步驟:
[0036]S1、自動(dòng)獲取或輸入已有臺(tái)區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，即月供電量、最大供電半徑、主干線長(zhǎng)度、主干線段數(shù)、分支線數(shù)量、分支線長(zhǎng)度；
[0037]S2、依據(jù)已有臺(tái)區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，采用三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練計(jì)算，獲得臺(tái)區(qū)類型損耗指標(biāo)；所述三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；所述臺(tái)區(qū)類型損耗指標(biāo)的取值范圍為0?3 ;
[0038]上述聚的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括:輸入層共有6個(gè)輸入，月供電量、最大供電半徑、主干線長(zhǎng)度、主干線段數(shù)、分支線數(shù)量、分支線長(zhǎng)度；隱含層有6個(gè)神經(jīng)元；輸出層有1個(gè)輸出，即臺(tái)區(qū)類型損耗指標(biāo)，模型結(jié)構(gòu)圖1所示。所述三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸入層的6個(gè)輸入與隱含層的6個(gè)神經(jīng)元之間均兩兩互聯(lián)，本圖為避免畫的過(guò)于復(fù)雜，僅詳細(xì)畫出了輸入1即月供電量及輸入6即分支線長(zhǎng)度與隱含層神經(jīng)元之間的連接關(guān)系，其他4個(gè)輸入與隱含層神經(jīng)元之間的關(guān)系類同。所述三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)值共有42個(gè)參數(shù)，其中:輸入層與隱含層之間有36個(gè)參數(shù)WAij (i = 1...6, j = 1...6),分別表示輸入i與隱含層神經(jīng)元j之間的權(quán)值；隱含層與輸出層之間共有6個(gè)參數(shù)WBj(j = 1*"6)，分別表示隱含層神經(jīng)元」與輸出(臺(tái)區(qū)類型損耗指標(biāo))之間的權(quán)值。
[0039]S3、網(wǎng)絡(luò)向量計(jì)算，采用等效電流值作為每條支路的網(wǎng)絡(luò)向量值，通過(guò)實(shí)測(cè)或依據(jù)供電量可以計(jì)算出臺(tái)區(qū)首端電流為I，則每段線路網(wǎng)絡(luò)向量為:
[0040]主干線:主干線有η段，將η段串聯(lián)，首段網(wǎng)絡(luò)向量為I，第2段網(wǎng)絡(luò)向量為(η-1)*Ι/η，依次類推，末段網(wǎng)絡(luò)向量為Ι/η ；
[0041]分支線:分支線有一個(gè)或多個(gè)分支，每個(gè)分支有m段；每個(gè)分支的多段串聯(lián)，分支之間并聯(lián)；每個(gè)分支線首段網(wǎng)絡(luò)向量為I/n，第2段網(wǎng)絡(luò)向量為(m-l)*I/(m*n)，依次類推，末段網(wǎng)絡(luò)向量為I/(m*n)；
[0042]用戶線:用戶線多段全部并聯(lián)，每段網(wǎng)絡(luò)向量為9*I/k，其中k為用戶線總段數(shù)；
[0043]S4、計(jì)算線路損耗，
[0044](1)計(jì)算所述主干線的損耗，
[0045]主干線損耗=KC*Kl*K2*Kpl*I*I*R*(n+l)*(2n+l)/(6n*n),其中，R為主干線總電阻；KC為電流折算系數(shù)；K1形狀系數(shù)，默認(rèn)為1 ;K2臺(tái)區(qū)類型損耗指標(biāo)；Kpl線路類型損耗系數(shù)；
[0046](2)計(jì)算所述分支線的每條分支線的損耗，
[0047]每條分支線的損耗=KC*Kl*K2*Kpl*(I/n)*(I/n)(m+1)*(2m+l)/(6m*m);其中r該條分支線的總電阻；
[0048](3)計(jì)算所述用戶線損耗，
[0049]用戶線損耗=KC*K1 *K2*Kp 1 *9* I * I / (k*k*k)
[0050]S5、計(jì)算表?yè)p，
[0051]表?yè)p=單相機(jī)械表月均損耗*單相機(jī)械表數(shù)量/30+三相機(jī)械表月均損耗*三相機(jī)械表數(shù)量/30+單相電子表月均損耗*單相電子表數(shù)量/30+三相電子表月均損耗*三相電子表數(shù)量/30 ；
[0052]
[0053]S6、計(jì)算總損耗及線損率，
[0054]總損耗=表?yè)p+主干線損耗+分支線損耗+下戶線損耗；
[0055]線損率=總損耗/供電量*100%。
[0056]上述主干線總電阻R和分支線的總電阻r均根據(jù)導(dǎo)線型號(hào)及長(zhǎng)度計(jì)算。
[0057]本發(fā)明公開的方法在滿足供電公司臺(tái)區(qū)理論線損計(jì)算精度要求的同時(shí)，具有極快的計(jì)算速度，每臺(tái)區(qū)理論線損計(jì)算耗時(shí)小于50毫秒；并且無(wú)需繪制網(wǎng)絡(luò)接線圖，臺(tái)區(qū)線損計(jì)算所需統(tǒng)計(jì)參數(shù)易于從供電公司現(xiàn)有系統(tǒng)中實(shí)時(shí)獲取，人工數(shù)據(jù)維護(hù)工作量小，基本免維護(hù)。
[0058]以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于聚類特征及網(wǎng)絡(luò)向量的低壓臺(tái)區(qū)線損計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、自動(dòng)獲取或輸入已有臺(tái)區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，即月供電量、最大供電半徑、主干線長(zhǎng)度、主干線段數(shù)、分支線數(shù)量、分支線長(zhǎng)度； 52、依據(jù)已有臺(tái)區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，采用三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練計(jì)算，獲得臺(tái)區(qū)類型損耗指標(biāo)； 53、網(wǎng)絡(luò)向量計(jì)算，采用等效電流值作為每條支路的網(wǎng)絡(luò)向量值，通過(guò)實(shí)測(cè)或依據(jù)供電量可以計(jì)算出臺(tái)區(qū)首端電流為I，則每段線路網(wǎng)絡(luò)向量為: 主干線:主干線有η段，將η段串聯(lián)，首段網(wǎng)絡(luò)向量為I，第2段網(wǎng)絡(luò)向量為(η-1) *Ι/η，依次類推，末段網(wǎng)絡(luò)向量為Ι/η ； 分支線:分支線有一個(gè)或多個(gè)分支，每個(gè)分支有m段；每個(gè)分支的多段串聯(lián)，分支之間并聯(lián)；每個(gè)分支線首段網(wǎng)絡(luò)向量為I/n，第2段網(wǎng)絡(luò)向量為(m-l)*I/(m*n)，依次類推，末段網(wǎng)絡(luò)向量為I/(m*n)； 用戶線:用戶線多段全部并聯(lián)，每段網(wǎng)絡(luò)向量為9*I/k，其中k為用戶線總段數(shù)； 54、計(jì)算線路損耗， (1)計(jì)算所述主干線的損耗， 主干線損耗=KC*Kl*K2*Kpl*I*I*R*(n+l)*(2n+l)/(6n*n)，其中，R 為主干線總電阻；KC為電流折算系數(shù)；K1形狀系數(shù)，默認(rèn)為1 ;K2為臺(tái)區(qū)類型損耗指標(biāo)；Kpl為線路類型損耗系數(shù)； (2)計(jì)算所述分支線的每條分支線的損耗， 每條分支線的損耗=KC*Kl*K2*Kpl* (I/n) * (I/n) (m+1) * (2m+l) / (6m*m);其中 r 該條分支線的總電阻； (3)計(jì)算所述用戶線損耗， 用戶線損耗=KC*Kl*K2*Kpl*9*I*I/(k*k*k)； 55、計(jì)算表?yè)p， 表?yè)p=單相機(jī)械表月均損耗*單相機(jī)械表數(shù)量/30+三相機(jī)械表月均損耗*三相機(jī)械表數(shù)量/30+單相電子表月均損耗*單相電子表數(shù)量/30+三相電子表月均損耗*三相電子表數(shù)量/30 ； 56、計(jì)算總損耗及線損率， 總損耗=表?yè)p+主干線損耗+分支線損耗+下戶線損耗； 線損率=總損耗/供電量*100%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述主干線總電阻R和分支線的總電阻r均根據(jù)導(dǎo)線型號(hào)及長(zhǎng)度計(jì)算。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述臺(tái)區(qū)類型損耗指標(biāo)的取值范圍為0? 30
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于聚類特征及網(wǎng)絡(luò)向量的低壓臺(tái)區(qū)線損計(jì)算方法，該方法采用多年積累的典型臺(tái)區(qū)線損理論計(jì)算結(jié)果，依據(jù)供電量、最大供電半徑等參數(shù)采用聚類分析方法計(jì)算臺(tái)區(qū)類型損耗指標(biāo)；通過(guò)臺(tái)區(qū)供電量、主線、支線、電表等統(tǒng)計(jì)參數(shù)快速計(jì)算臺(tái)區(qū)理論線損。本發(fā)明的方法在滿足供電公司臺(tái)區(qū)理論線損計(jì)算精度要求的同時(shí)，具有極快的計(jì)算速度，每臺(tái)區(qū)理論線損計(jì)算耗時(shí)小于50毫秒；并且無(wú)需繪制網(wǎng)絡(luò)接線圖，臺(tái)區(qū)線損計(jì)算所需統(tǒng)計(jì)參數(shù)易于從供電公司現(xiàn)有系統(tǒng)中實(shí)時(shí)獲取，人工數(shù)據(jù)維護(hù)工作量小，基本免維護(hù)。
【IPC分類】G06F19/00, G06N3/02
【公開號(hào)】CN105279353
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410269508
【發(fā)明人】李蒙贊, 鄭雅軒, 霍成軍, 郝俊博, 段偉文
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2014年6月17日