一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法与流程

专利2026-05-04  5


本发明属于电能计量与采集,尤其涉及一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法。


背景技术:

1、电能表失准是长期困扰供电企业,造成供电企业与用户经济损失的问题,同时,可能会引发计量纠纷、影响电力系统管理、设备损坏和安全隐患等问题。供电企业需投入大量资源进行电能表的校准和维护,增加管理与运营成本。现有的电能表校准方法通常分为两类:

2、第一类为硬件校准法,此种方法可分别通过外接设备、加装校准模块两种方法,加装校准模块是用电能表自检分析模块、电能表失准复检模块、失准原因判断模块等硬件设备对各电能表进行自检,由此筛选各故障智能电表,同时对故障智能电表进行失准原因判断。

3、第二类为数据分析法,通过智能电表和主站系统,收集大量电能表的参数数据,利用大数据分析技术,检测出潜在的失准问题与异常情况。当前,存在一种基于零火线电流异常定位失准电能表的方法,该种方法通过采集电能表同一时刻的零线电流与火线电流,根据采集到的零火线电流,计算对应的零火线电流相关系统,根据相关系数判断电能表的零火线是否存在异常。

4、现有的失准电能表定位方法存在以下缺陷:

5、一是使用硬件校准的方法,若是使用外接设备进行校准,需要定期前往现场进行核查,实时性差,覆盖面过大,人工成本过高。若是使用校准模块方法的话,则需要维护相关校准模块,同时需要投入大量的硬件成本与硬件维护成本。

6、二是使用数据分析的方法,现有的方法通常通过基于多个电能表的数据,构建初始失准模型后再基于台区拓扑数据确认失准模型参数,该种方法需基于海量数据,对数据的准确性要求较高,同时对失准量较小的电能表定位不敏感。同时,通过电能表的零火线电流判断电能表是否失准的方法无法直接定位为零线失准还是火线失准。


技术实现思路

1、为了解决现有电能表失准定位技术的盲点,本发明提出了一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表方法,通过用电信息采集系统采集电能表末端的电流与电压(曲线)情况,通过计算电能表的火线电流与零线电流的线性回归系数,判断电能表是否失准,进一步地,通过判断电压误差,判定电能表是否电压失准,进一步地,通过计算利用电能表的火线电流与零线电流测量值计算出的系统阻抗测量误差判定电能表零线电流失准、电能表火线电流失准、电能表零线电流与火线电流均失准。可直接定位电能表电压失准、电能表火线电流失准、电能表零线电流失准、电能表火线与零线电流失准。

2、其具体采用以下技术方案:

3、一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法,包括以下步骤:

4、在所有电能表时钟同步的基础上,为台区的每一只电能表配置采集任务,采集电能表的零线电流与火线电流,其中为整个台区的第i只电能表的零线电流,为整个台区的第i只电能表的火线电流;

5、记录每一只电能表的零线电流与火线电流,计算零线电流与火线电流的线性回归系数ki,根据线性回归系数ki判断电能表的零线与火线是否失准;

6、针对每一只零线与火线失准的电能表,计算与同相别的每一只电能表的电气距离d12,并计算与变压器的电气距离d01,选取d01>>d12,且d12最小的未失准电能表为参考电能表;

7、针对每一只零线与火线失准的电能表,计算与参考电能表的电压测量误差,筛选电压测量误差大于设定阈值的电能表为电压失准电能表,筛选电压测量误差小于设定阈值的电能表为电压未失准电能表;

8、针对每一只电压未失准电能表,分别计算利用电能表的火线电流测量值计算出系统阻抗值rl,以及利用电能表的零线电流测量值计算出的系统阻抗值rn;

9、针对每一只电压未失准电能表,分别计算利用电能表的火线电流测量值计算出的系统阻抗测量误差,以及利用电能表的零线电流测量值计算出的系统阻抗测量误差:

10、若与均大于设定的阈值,则判断电能表火线电流与零线电流均失准;

11、若大于设定的阈值,正常,则判断电能表零线电流失准;

12、若大于设定的阈值,正常,则判断电能表火线电流失准。

13、进一步地,将所有电能表时钟同步的方法具体为:通过用电信息采集主站对电能表下发对时任务,电能表执行对时任务,以保证所有电能表时钟同步,控制数据对比的参考时间变量一致性。

14、进一步地,根据线性回归系数ki判断选择零线与火线是否失准的具体方法为:

15、所述线性回归系数ki计算公式如下:

16、(1)

17、如果,代表电能表零线与火线电流存在测量误差,测量误差表示为:

18、(2)

19、筛选零线与火线测量误差小于设定阈值的电能表作为零线与火线未失准电能表,反之,则判断为零线与火线存在失准的电能表。

20、进一步地,选取参考电能表的具体方法为:

21、针对每一只零线与火线失准的电能表,计算与同相别的每一只电能表的电压的皮尔逊相关系数ρ;

22、根据电压的皮尔逊相关系数ρ计算每一只零线与火线失准的电能表与其同相别的每一只电能表的电气距离d12,其中,电气距离d的计算公式如下:

23、(3)

24、计算每一只零线与火线失准的电能表与变压器的电气距离d01,选取d01远大于d12,且d12最小的未失准电能表作为参考电能表。

25、进一步地,筛选电压未失准电能表的具体方法为:

26、记录每一只电能表对应的电压值ui与电流值ii;

27、计算每一只零线与火线失准电能表的电压测量值与参考电能表的电压值的线性回归系数αi:

28、(3)

29、计算每一只零线与火线失准电能表的电压测量误差:

30、 (4)

31、筛选电压测量误差小于给定阈值的电能表作为电压未失准电能表。

32、进一步地,利用电能表的电流测量值计算出的系统阻抗值r的计算公式如下:

33、(5)

34、其中,分别为用户负荷投切后的电压值与电流值,为用户负荷投切前的电压值与电流值,为用户负荷投切前后的电压变化值,为用户负荷投切前后的电流变化值;

35、分别利用火线电流测量值与零线电流测量值计算系统阻抗值rl与rn。

36、进一步地,所述系统阻抗测量误差的计算方法为:

37、针对每一只电压未失准电能表,计算利用电能表的电流测量值计算出的系统阻抗测量值,并计算与参考电能表的阻抗测量值的线性回归系数φi:

38、(6)

39、针对每一只电压未失准电能表,计算利用电能表的电流测量值计算的系统阻抗测量误差:

40、   (7)

41、依据公式(7)分别计算获得利用计算利用电能表的火线电流测量值计算出的系统阻抗测量误差,与利用电能表的零线电流测量值计算出的系统阻抗测量误差。

42、一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如上所述的一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法的步骤。

43、一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上所述的一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法的步骤。

44、相比于现有技术,本发明及其优选方案的有益效果至少包括:

45、1.现有的使用硬件对电能表进行校准的方法,需要加装相关校准设备,成本投入较大,而本发明方案无需增加硬件设备,仅利用电能表每日运行的电压数据与电流数据即可定位到电能表失准情况;

46、2.现有的数据分析法,通过智能电表和主站系统,收集大量电能表的参数数据,利用大数据分析技术,检测出潜在的失准问题与异常情况。现有方案至多仅能判断零火线是否存在失准,无法精确判断为零线失准或火线失准,而本发明方案在可判断零线失准或火线失准的前提下,可进一步地判断为电能表未失准、电能表电压失准、电能表火线电流失准、电能表零线电流失准、电能表零线与火线电流均失准等多种情况。


技术特征:

1.一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法,其特征在于:将所有电能表时钟同步的方法具体为:通过用电信息采集主站对电能表下发对时任务,电能表执行对时任务,以保证所有电能表时钟同步,控制数据对比的参考时间变量一致性。

3.根据权利要求2所述的一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法,其特征在于:

4.根据权利要求1所述的一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法,其特征在于:

5.根据权利要求1所述的一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法,其特征在于:

6.根据权利要求1所述的一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法,其特征在于:

7.根据权利要求1所述的一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法,其特征在于:

8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法的步骤。

9.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法的步骤。


技术总结
本发明提出一种利用低压供电线路阻抗数据定位失准电能表的方法,通过用电信息采集系统采集电能表末端的电流与电压情况,通过计算电能表的火线电流与零线电流的线性回归系数,判断电能表是否失准,进一步地,通过判断电压误差,判定电能表是否电压失准,进一步地,通过计算利用电能表的火线电流与零线电流测量值计算出的系统阻抗测量误差判定电能表零线电流失准、电能表火线电流失准、电能表零线电流与火线电流均失准。

技术研发人员:林华,黄华峰,夏桃芳,高琛,丁忠安,詹世安,江荣鑫,鄢盛腾,王雅平,陈前,林峰,林胤戎,戴蓉,刘佳宁,林炜晖,方薛炜
受保护的技术使用者:国网福建省电力有限公司营销服务中心
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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