一種基于聚類特征及網絡向量的低壓臺區線損計算方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及線損計算技術領域，更具體涉及一種基于聚類特征及網絡向量的低壓臺區線損計算方法。
【背景技術】
[0002]線損計算與分析是電力企業的一項重要工作內容，理論線損率是根據輸、變、配電設備參數、負荷潮流、特性計算得出的線損率。通過幾年山西電網理論線損計算分析，低壓臺區的理論線損電量占到全網總損耗電量的15%左右，是電網降損的重點。
[0003]全網低壓臺區線損計算存在三個巨大的困難:一是低壓臺區數量極其龐大，實時數據收集難度、工作量及成本均相當巨大；二是傳統臺區理論線損算法或線損測量儀器均需要輸入臺區等值電阻，然而等值電阻的計算需要在系統中繪制臺區詳細網絡拓撲結構，需要大量的人力物力投入；三是臺區改造或變化產生大量的數據維護工作，超過線損工作人員的承受能力。
【發明內容】
[0004](一)要解決的技術問題
[0005]本發明要解決的技術問題是如何快速，簡變的計算低壓臺區線損。
[0006]( 二)技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于聚類特征及網絡向量的低壓臺區線損計算方法，包括以下步驟:
[0008]S1、自動獲取或輸入已有臺區的基礎數據，即月供電量、最大供電半徑、主干線長度、主干線段數、分支線數量、分支線長度；
[0009]S2、依據已有臺區基礎數據，采用三層BP神經網絡模型訓練計算，獲得臺區類型損耗指標；
[0010]S3、網絡向量計算，采用等效電流值作為每條支路的網絡向量值，通過實測或依據供電量可以計算出臺區首端電流為I，則每段線路網絡向量為:
[0011]主干線:主干線有η段，將η段串聯，首段網絡向量為I，第2段網絡向量為(η-1)*Ι/η，依次類推，末段網絡向量為Ι/η ；
[0012]分支線:分支線有一個或多個分支，每個分支有m段；每個分支的多段串聯，分支之間并聯；每個分支線首段網絡向量為I/n，第2段網絡向量為(m-l)*I/(m*n)，依次類推，末段網絡向量為I/(m*n)；
[0013]用戶線:用戶線多段全部并聯，每段網絡向量為9*I/k，其中k為用戶線總段數；
[0014]S4、計算線路損耗，
[0015](1)計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；K1形狀系數，默認為1 ;K2臺區類型損耗指標；Kpl線路類型損耗系數；
[0017](2)計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、計算表損，
[0022]表損=單相機械表月均損耗*單相機械表數量/30+三相機械表月均損耗*三相機械表數量/30+單相電子表月均損耗*單相電子表數量/30+三相電子表月均損耗*三相電子表數量/30 ；
[0023]
[0024]S6、計算總損耗及線損率，
[0025]總損耗=表損+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]優選地，所述主干線總電阻R和分支線的總電阻r均根據導線型號及長度計算。
[0028]優選地，所述臺區類型損耗指標的取值范圍為0?3。
[0029](三)有益效果
[0030]本發明提供了一種基于聚類特征及網絡向量的低壓臺區線損計算方法，本發明的方法在滿足供電公司臺區理論線損計算精度要求的同時，具有極快的計算速度，每臺區理論線損計算耗時小于50毫秒；并且無需繪制網絡接線圖，臺區線損計算所需統計參數易于從供電公司現有系統中實時獲取，人工數據維護工作量小，基本免維護。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發明利用的三層BP神經網絡模型圖；
[0033]圖2為本發明的一種基于聚類特征及網絡向量的低壓臺區線損計算方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不能用來限制本發明的范圍。
[0035]圖2為本發明的一種基于聚類特征及網絡向量的低壓臺區線損計算方法的流程圖；本發明的方法包括以下步驟:
[0036]S1、自動獲取或輸入已有臺區的基礎數據，即月供電量、最大供電半徑、主干線長度、主干線段數、分支線數量、分支線長度；
[0037]S2、依據已有臺區基礎數據，采用三層神經網絡模型訓練計算，獲得臺區類型損耗指標；所述三層神經網絡模型為BP神經網絡模型；所述臺區類型損耗指標的取值范圍為0?3 ;
[0038]上述聚的三層神經網絡模型包括:輸入層共有6個輸入，月供電量、最大供電半徑、主干線長度、主干線段數、分支線數量、分支線長度；隱含層有6個神經元；輸出層有1個輸出，即臺區類型損耗指標，模型結構圖1所示。所述三層神經網絡模型輸入層的6個輸入與隱含層的6個神經元之間均兩兩互聯，本圖為避免畫的過于復雜，僅詳細畫出了輸入1即月供電量及輸入6即分支線長度與隱含層神經元之間的連接關系，其他4個輸入與隱含層神經元之間的關系類同。所述三層神經網絡模型的權值共有42個參數，其中:輸入層與隱含層之間有36個參數WAij (i = 1...6, j = 1...6),分別表示輸入i與隱含層神經元j之間的權值；隱含層與輸出層之間共有6個參數WBj(j = 1*"6)，分別表示隱含層神經元」與輸出(臺區類型損耗指標)之間的權值。
[0039]S3、網絡向量計算，采用等效電流值作為每條支路的網絡向量值，通過實測或依據供電量可以計算出臺區首端電流為I，則每段線路網絡向量為:
[0040]主干線:主干線有η段，將η段串聯，首段網絡向量為I，第2段網絡向量為(η-1)*Ι/η，依次類推，末段網絡向量為Ι/η ；
[0041]分支線:分支線有一個或多個分支，每個分支有m段；每個分支的多段串聯，分支之間并聯；每個分支線首段網絡向量為I/n，第2段網絡向量為(m-l)*I/(m*n)，依次類推，末段網絡向量為I/(m*n)；
[0042]用戶線:用戶線多段全部并聯，每段網絡向量為9*I/k，其中k為用戶線總段數；
[0043]S4、計算線路損耗，
[0044](1)計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；K1形狀系數，默認為1 ;K2臺區類型損耗指標；Kpl線路類型損耗系數；
[0046](2)計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、計算表損，
[0051]表損=單相機械表月均損耗*單相機械表數量/30+三相機械表月均損耗*三相機械表數量/30+單相電子表月均損耗*單相電子表數量/30+三相電子表月均損耗*三相電子表數量/30 ；
[0052]
[0053]S6、計算總損耗及線損率，
[0054]總損耗=表損+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均根據導線型號及長度計算。
[0057]本發明公開的方法在滿足供電公司臺區理論線損計算精度要求的同時，具有極快的計算速度，每臺區理論線損計算耗時小于50毫秒；并且無需繪制網絡接線圖，臺區線損計算所需統計參數易于從供電公司現有系統中實時獲取，人工數據維護工作量小，基本免維護。
[0058]以上實施方式僅用于說明本發明，而非對本發明的限制。盡管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種基于聚類特征及網絡向量的低壓臺區線損計算方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、自動獲取或輸入已有臺區的基礎數據，即月供電量、最大供電半徑、主干線長度、主干線段數、分支線數量、分支線長度； 52、依據已有臺區基礎數據，采用三層BP神經網絡模型訓練計算，獲得臺區類型損耗指標； 53、網絡向量計算，采用等效電流值作為每條支路的網絡向量值，通過實測或依據供電量可以計算出臺區首端電流為I，則每段線路網絡向量為: 主干線:主干線有η段，將η段串聯，首段網絡向量為I，第2段網絡向量為(η-1) *Ι/η，依次類推，末段網絡向量為Ι/η ； 分支線:分支線有一個或多個分支，每個分支有m段；每個分支的多段串聯，分支之間并聯；每個分支線首段網絡向量為I/n，第2段網絡向量為(m-l)*I/(m*n)，依次類推，末段網絡向量為I/(m*n)； 用戶線:用戶線多段全部并聯，每段網絡向量為9*I/k，其中k為用戶線總段數； 54、計算線路損耗， (1)計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；K1形狀系數，默認為1 ;K2為臺區類型損耗指標；Kpl為線路類型損耗系數； (2)計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、計算表損， 表損=單相機械表月均損耗*單相機械表數量/30+三相機械表月均損耗*三相機械表數量/30+單相電子表月均損耗*單相電子表數量/30+三相電子表月均損耗*三相電子表數量/30 ； 56、計算總損耗及線損率， 總損耗=表損+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.根據權利要求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均根據導線型號及長度計算。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述臺區類型損耗指標的取值范圍為0? 30
【專利摘要】本發明提供了一種基于聚類特征及網絡向量的低壓臺區線損計算方法，該方法采用多年積累的典型臺區線損理論計算結果，依據供電量、最大供電半徑等參數采用聚類分析方法計算臺區類型損耗指標；通過臺區供電量、主線、支線、電表等統計參數快速計算臺區理論線損。本發明的方法在滿足供電公司臺區理論線損計算精度要求的同時，具有極快的計算速度，每臺區理論線損計算耗時小于50毫秒；并且無需繪制網絡接線圖，臺區線損計算所需統計參數易于從供電公司現有系統中實時獲取，人工數據維護工作量小，基本免維護。
【IPC分類】G06F19/00, G06N3/02
【公開號】CN105279353
【申請號】CN201410269508
【發明人】李蒙贊, 鄭雅軒, 霍成軍, 郝俊博, 段偉文
【申請人】國網山西省電力公司電力科學研究院
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年6月17日