电力线损分析方法、装置和系统与流程

本发明涉及电力技术领域，尤其是涉及一种电力线损分析方法、装置和系统。

背景技术：

电能是通过各级升压变压器、各级输电线路、各级降压变压器来输送的。各级变压器的电能与磁能的转换、在输电线路电阻的能损以及供电企业管理不善均会造成电能的损失。在输送和分配电能过程中，电力网中各个元件所产生的功率损失和电能损失以及其他损失，统称为线路损失，简称线损。

现有技术中，可以采用多种方式降低线损率，例如减小供电半径、提高负荷功率因数、变更输电线路的直径等等；电力工作人员需要不断的排查高线损产生的位置和原因，并根据历史经验采取措施降低电力网络的线损；但由于电力网络铺设面积大，电力数据量大，工作人员的排查任务繁重，导致最终确定的高线损的原因不准确，进而采取的相应措施的效果也很有限。

针对上述电力线损分析工作量大且降低线损的效果较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电力线损分析方法、装置和系统，以降低人工进行电力线损排查分析的大工作量，提高降低线损措施的效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种电力线损分析方法，包括：通过采集终端获取目标区域内的电力数据集；其中，该采集终端包括设置于低压台区的用电信息采集终端和设置于配电网的馈线电流采集终端；该目标区域包含配电网和配电网连接的多个低压台区；该电力数据集中包含采集终端采集到的电力数据，以及电力数据对应的地点标签和时间标签；获取目标区域的电力网络模型；其中，该电力网络模型包括目标区域内电力网络的拓扑关系和元器件参数；根据目标区域内电力网络的拓扑关系和元器件参数确定目标区域的理论线损；根据电力数据集和电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损；根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述根据电力数据集和电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损包括：将同一个地点标签、且在预设时间段内的各个时间标签对应的电力数据，映射至电力网络模型中对应的元器件上；根据映射电力数据后的电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述根据映射电力数据后的电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损包括：根据映射电力数据后的电力网络模型，计算目标区域的总实际线损；判断总实际线损与目标区域的理论线损的差值是否在第一预设范围内；如果是，将总实际线损作为目标区域内电力网络的实际线损；如果否，计算目标区域内各个低压台区和配电网的实际线损；计算各个低压台区和配电网的实际线损与各个低压台区和配电网相应的理论线损的差值，根据该差值从目标区域中筛选出高线损区；计算筛选出的高线损区内各个元器件的实际线损。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告包括：根据每个元器件的实际线损与元器件相应的理论线损的差值，筛选差值超出第二预设范围的元器件；根据筛选出的元器件，生成电力线损分析报告；其中，该电力线损分析报告包括筛选出的元器件、地点标签、时间标签、元器件实际线损过高的原因，以及原因对应的措施。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述根据筛选出的元器件，生成电力线损分析报告包括：采用机器学习的方法，对筛选出的元器件的差值进行分类和识别，确定元器件实际线损过高的原因；根据原因查找原因对应的措施，生成电力线损分析报告。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告包括：获取目标对象的预设时间范围内的实际线损数据集；其中，该目标对象包括目标区域、目标低压台区、目标配电网、或者目标元器件；根据实际线损数据集，预测目标对象的线损的变化趋势；根据变化趋势生成目标对象的线损预警信息，并生成电力线损分析报告。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告包括：获取目标区域内多个低压台区的实际线损数据集；对地理相邻的低压台区的实际线损数据进行关联性分析；根据分析结果生成地理相邻的低压台区间的电力网络拓扑关系调整措施，并生成电力线损分析报告。

第二方面，本发明实施例提供了一种电力线损分析装置，包括：数据采集模块，用于通过采集终端获取目标区域内的电力数据集；其中，该采集终端包括设置于低压台区的用电信息采集终端和设置于配电网的馈线电流采集终端；该目标区域包含配电网和配电网连接的多个低压台区；该电力数据集中包含采集终端采集到的电力数据，以及电力数据对应的地点标签和时间标签；模型获取模块，用于获取目标区域的电力网络模型；其中，该电力网络模型包括目标区域内电力网络的拓扑关系和元器件参数；理论线损确定模块，用于根据目标区域内电力网络的拓扑关系和元器件参数确定目标区域的理论线损；实际线损计算模块，用于根据电力数据集和电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损；电力线损分析报告生成模块，用于根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述实际线损计算模块包括：数据映射单元，用于将同一个地点标签、且在预设时间段内的各个时间标签对应的电力数据，映射至电力网络模型中对应的元器件上；实际线损计算单元，用于根据映射电力数据后的电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损。

第三方面，本发明实施例提供了一种电力线损分析系统，包括上述电力线损分析装置，还包括采集终端。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的一种电力线损分析方法、装置和系统，通过采集终端可以获取目标区域内配电网和配电网连接的多个低压台区的电力数据集；根据电力网络模型中电力网络的拓扑关系和元器件参数可以确定目标区域的理论线损，且根据电力数据集和电力网络模型可以计算得到目标区域内电力网络的实际线损；最后根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告。该方法降低了人工进行电力线损排查分析的大工作量，可以高效准确地实现区域内电力线损的分析，进而得到精确的降低线损的措施，提高了降低线损措施的效果。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电力线损分析方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种电力线损分析方法中，根据映射电力数据后的电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损的具体流程图；

图3为本发明实施例提供的一种电力线损分析装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电力线损分析系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对电力线损分析工作量大且降低线损的效果较差的问题，本发明实施例提供了一种电力线损分析方法、装置和系统；该技术可以应用于电力生产部门或者电力运营管理部门进行电力系统内电力线损的分析中，以根据分析结果采取合理的措施降低区域内电力线损；该技术可以采用相应的软件或硬件实现，下面通过实施例进行描述。

实施例一：

参见图1所示的一种电力线损分析方法的流程图，该方法包括如下步骤：

步骤s102，通过采集终端获取目标区域内的电力数据集；其中，该采集终端包括设置于低压台区的用电信息采集终端和设置于配电网的馈线电流采集终端；该目标区域包含配电网和配电网连接的多个低压台区；该电力数据集中包含采集终端采集到的电力数据，以及电力数据对应的地点标签和时间标签；

在实际实现时，上述采集终端可以为与电网连接的多种采集设备、监控设备或者相关系统，例如，大用户负荷管理系统、低压集中抄表系统、用电信息采集系统、变压器负荷测录仪管理系统、调度/配电自动化主站系统、变电站综合自动化系统、远程测控终端等；具体而言，低压台区的电力数据可以通过上述大用户负荷管理系统、低压集中抄表系统、用电信息采集系统、变压器负荷测录仪管理系统获得；上述配电网的电力数据可以通过上述调度/配电自动化主站系统、变电站综合自动化系统、远程测控终端获得。

上述电力数据对应的地点标签中可以为产生该电力数据的用户的具体地址或编号、变压器的设置地址或编号、以及配电网各个设备的设置地址或编号；上述电力数据对应的时间标签为产生该电力数据的具体时间、或者所述的预设的时间段，例如，一天当中的某个时段、一年当中的某个月份、季度等。

步骤s104，获取目标区域的电力网络模型；其中，该电力网络模型包括目标区域内电力网络的拓扑关系和元器件参数；该电力网络模型可以根据目标区域内电力网络内线路、变压器等元器件的实际拓扑关系建立，且该电力网络模型中各个元器件的参数与实际的电力网络中元器件参数相同，以使该电力网络模型可以准确地反映该目标区域内的电力网络状况；上述目标区域可以为不同大小的地理区域，例如，县城、城市、省或者国家等。

步骤s106，根据目标区域内电力网络的拓扑关系和元器件参数确定目标区域的理论线损；该理论线损是电力网络在输送和分配电能过程中无法避免的损失，是由电力网络的负荷情况和电力网络内部元器件参数决定的，因此，电力网络的理论线损可以通过理论计算得出。

步骤s108，根据电力数据集和电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损；电力网络在实际输电过程中，负荷情况会随着区域内用量情况发生变化，电力网络内元器件参数也会随着元器件本身的老化发生变化；电力网络内输电线周围的环境也会影响输电线的线损情况；因此，电力网络的实际线损往往比理论线损高，根据采集终端获取的数据可以计算出电力网络的实际线损。

步骤s110，根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告。在实际实现时，该电力线损分析报告根据用户的实际分析需求，可以包括多种内容，例如，电力线损分析报告中可以包含该目标区域内各个低压台区或者配电网的线损情况，也可以包含实际线损偏高低压台区或者配电网内各个元器件的线损情况，以使用户根据分析结果获知线损偏高的具体元器件和具体原因，并根据原因采取相应的措施，不断降低该目标区域内的线损。

本发明实施例提供的一种电力线损分析方法，通过采集终端可以获取目标区域内配电网和配电网连接的多个低压台区的电力数据集；根据电力网络模型中电力网络的拓扑关系和元器件参数可以确定目标区域的理论线损，且根据电力数据集和电力网络模型可以计算得到目标区域内电力网络的实际线损；最后根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告。该方法降低了人工进行电力线损排查分析的大工作量，可以高效准确地实现区域内电力线损的分析，进而得到精确的降低线损的措施，提高了降低线损措施的效果。

考虑到获取到的电力数据集较为分散，不便于快速计算实际线损，上述根据电力数据集和电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损，包括如下步骤：(1)将同一个地点标签、且在预设时间段内的各个时间标签对应的电力数据，映射至电力网络模型中对应的元器件上；(2)根据映射电力数据后的电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损。

在对区域内进行电力线损分析时，通常会截取用户关心的某一时间段内的数据，例如，一天中的高峰期或者低峰期、一年中的某一季度等等，作为上述预设时间段；根据地点标签，将电力数据加载至电力网络模型中，加载时；根据电力数据的地点标签将电力数据映射至对应的元器件上，该方式可以使电力网络模型具有实际电力网络产生的电力数据，使该电力网络模型具有分析线损的数据基础。

在实际分析时，由于电力数据的数据量较大，通常会根据目标区域的总实际线损决定下一步重点分析的区域；参见图2所示的一种电力线损分析方法中，根据映射电力数据后的电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损的具体流程图，该方法包括如下步骤：

步骤s202，根据映射电力数据后的电力网络模型，计算目标区域的总实际线损；

步骤s204，判断总实际线损与目标区域的理论线损的差值是否在第一预设范围内；如果是，执行步骤s206；如果否，执行步骤s208；

步骤s206，将总实际线损作为目标区域内电力网络的实际线损；结束。该目标区域的总实际线损可以根据该目标区域的发电总量和售电总量等相关数据计算获得，当该目标区域的总实际线损与理论线损的差值在第一预设范围内，即该目标区域的总实际线损符合相关要求，该情况下就不必计算该目标区域下各个低压台区或者配电网的实际线损。

步骤s208，计算目标区域内各个低压台区和配电网的实际线损；

步骤s210，计算各个低压台区和配电网的实际线损与各个低压台区和配电网相应的理论线损的差值，根据该差值从目标区域中筛选出高线损区；

具体而言，当目标区域内的配电网的实际线损与配电网的理论线损的差值大于预设值时，获取配电网内各个元器件的实际线损；当目标区域内的低压台区的实际线损与低压台区的理论线损的差值大于预设值时，获取低压台区内各个元器件的实际线损；

步骤s212，计算筛选出的高线损区内各个元器件的实际线损；结束。

当目标区域的总实际线损与理论线损的差值超出上述第一预设范围时，说明该目标区域的总实际线损不符合相关要求，该情况下需要分别计算该目标区域内各个低压台区和配电网各自的实际线损，以确定实际线损过高的具体区域，称为高线损区；进一步，由于高线损区内还具有各种元器件，为了进一步确认导致该区域线损过高的元器件，需要通过该区域内各个元器件对应的电力数据进行分析，获得各个元器件的实际线损；该方式可以在区域内线损过高时，精确地分析出导致高线损的具体元器件，以使工作人员针对该元器件采取相应的措施，例如检修，或者更换零件等；大大降低了工作人员大范围地排查高线损原因的工作量，提高了降低线损的效率和准确性。

为了使用户可以更清楚地了解目标区域的线损分析结果，上述根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告，包括如下步骤：(1)根据每个元器件的实际线损与元器件相应的理论线损的差值，筛选该差值超出第二预设范围的元器件；(2)根据筛选出的元器件，生成电力线损分析报告；其中，该电力线损分析报告包括筛选出的元器件、地点标签、时间标签、元器件实际线损过高的原因，以及原因对应的措施。

电力网络在实际运行时，输电线路、变压器等元器件会存在老化现象，老化的元器件导致输电能力下降，消耗较多的电能；因此，需要针对实际线损与理论线损差值较大的元器件采取相应的措施，以降低由该元器件产生的高线损；另外，随着目标区域的经济发展，用电量也会发生相应的变化；某一元器件可能在低负荷的情况下，线损较小，在高负荷的情况下，线损较高；因此，还需要根据该元器件的实际负荷情况，更换元器件或调整该元器件的工作参数，以降低线损。

上述方法在实际实现时，可以预先存储各个元器件实际线损过高时对应的原因，以及该原因对应的措施；当在进行电力线损分析，获得高线损的元器件后，可以自动查询并获取该元器件对应的原因数据和措施数据，将该原因数据和措施数据导出并生成电力线损分析报告。

当筛选出的元器件结构复杂，线损数据较多时，需要进一步分析该元器件实际线损过高的原因，基于此，上述根据筛选出的元器件，生成电力线损分析报告，包括如下步骤：(1)采用机器学习的方法，对筛选出的元器件的差值进行分类和识别，确定该元器件实际线损过高的原因；(2)根据该原因查找该原因对应的措施，生成电力线损分析报告。当元器件的结构复杂，线损数据较多时，可能不能直接分辨出该元器件产生高线损的原因，因此，采用上述机器学习的方法，通过对该元器件历史数据的学习训练，挖掘元器件的线损数据，对元器件高线损的原因进行识别和分类；该方式可以给予用户针对高线损原因的具有参考价值的建议，进而降低工作人员排查、测试以寻找高线损原因的工作量，提高的工作效率。

考虑到部分元器件的实际线损可能会以缓慢的速度增加，需要对各个元器件的线损数据进行监控和预测，基于此，上述根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告，包括如下步骤：(1)获取目标对象的预设时间范围内的实际线损数据集；其中，该目标对象包括目标区域、目标低压台区、目标配电网、或者目标元器件；(2)根据实际线损数据集，预测目标对象的线损的变化趋势；(3)根据变化趋势生成目标对象的线损预警信息，并生成电力线损分析报告。上述方式可以获得实际线损与理论线损的差值在合理范围内，但有逐渐增大趋势的元器件，以提示用户及时关注该元器件，避免电能不合理的消耗。

考虑到目标区域内高线损的原因还可能是该区域内电路网络的拓扑关系不合理，上述根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告，包括如下步骤：(1)获取目标区域内多个低压台区的实际线损数据集；(2)对地理相邻的低压台区的实际线损数据进行关联性分析；(3)根据分析结果生成地理相邻的低压台区间的电力网络拓扑关系调整措施，并生成电力线损分析报告。

例如，低压台区a内设置有变压器i，该变压器i负责给该低压台区a内的三个住宅区供电，包括住宅区1、住宅区2和住宅区3；与低压台区a相邻的低压台区b内设置有变压器ii，该变压器ii负责给该低压台区b内的三个住宅区供电，包括住宅区4、住宅区5和住宅区6；如果低压台区b的实际线损比低压台区a的实际线损高出许多，且低压台区b内没有明显元器件高线损的现象，则应该考虑低压台区b的拓扑关系不合理，导致变压器ii的供电半径过大；通过改变低压台区a和低压台区b的拓扑关系，例如，住宅区4改由变压器i供电，即将住宅区4并入低压台区a，形成新的低压台区a’和低压台区b’；在其他参数相同的情况下，如果低压台区a’和低压台区b’的实际线损差距较小了，且均在合理的预设范围内，则说明低压台区a’和低压台区b’的拓扑关系通过调整更加合理了，降低了低压台区的线损。

实施例二：

对应于上述方法实施例，参见图3所示的一种电力线损分析装置的结构示意图，该装置包括如下部分：

数据采集模块302，用于通过采集终端获取目标区域内的电力数据集；其中，该采集终端包括设置于低压台区的用电信息采集终端和设置于配电网的馈线电流采集终端；该目标区域包含配电网和配电网连接的多个低压台区；该电力数据集中包含采集终端采集到的电力数据，以及电力数据对应的地点标签和时间标签；

模型获取模块304，用于获取目标区域的电力网络模型；其中，该电力网络模型包括目标区域内电力网络的拓扑关系和元器件参数；

理论线损确定模块306，用于根据目标区域内电力网络的拓扑关系和元器件参数确定目标区域的理论线损；

实际线损计算模块308，用于根据电力数据集和电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损；

电力线损分析报告生成模块310，用于根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告。

本发明实施例提供的一种电力线损分析装置，通过采集终端可以获取目标区域内配电网和配电网连接的多个低压台区的电力数据集；根据电力网络模型中电力网络的拓扑关系和元器件参数可以确定目标区域的理论线损，且根据电力数据集和电力网络模型可以计算得到目标区域内电力网络的实际线损；最后根据理论线损和实际线损生成电力线损分析报告。该方法降低了人工进行电力线损排查分析的大工作量，可以高效准确地实现区域内电力线损的分析，进而得到精确的降低线损的措施，提高了降低线损措施的效果。

具体地，上述实际线损计算模块包括如下部分：(1)数据映射单元，用于将同一个地点标签、且在预设时间段内的各个时间标签对应的电力数据，映射至电力网络模型中对应的元器件上；(2)实际线损计算单元，用于根据映射电力数据后的电力网络模型，计算目标区域内电力网络的实际线损。该方式可以使电力网络模型具有实际电力网络产生的电力数据，使该电力网络模型具有分析线损的数据基础。

实施例三：

对应于上述方法实施例和装置实施例，参见图4所示的一种电力线损分析系统的结构示意图，该系统包括上述电力线损分析装置402，还包括采集终端；在实际实现时，该采集终端的数量可以为多个，图4中以三个为例，包括采集终端404a、采集终端404b和采集终端404c。

本发明实施例提供的一种电力线损分析系统，与上述实施例提供的一种电力线损分析方法和装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例所提供的一种电力线损分析方法、装置和系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。