一种基于牛顿插值法的光伏台区理论线损计算方法及系统与流程

本发明属于光伏台区理论线损计算，具体涉及一种基于牛顿插值法的光伏台区理论线损计算方法及系统。

背景技术：

1、光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式得到了广泛推广和应用，其快速发展导致了光伏电站大规模接入电力网络。光伏接入对电网的影响引发了对理论线损计算方法的研究需求。传统的理论线损计算方法如平均电流法、均方根电流法、等值电阻法、大数据法、前推回代潮流法等，通常都是基于传统负荷的统计数据和台区拓扑图进行计算。

2、平均电流法是一种基于电流的简单计算方法，通过计算线路上电流的平均值，然后与线路上的电压进行乘积，得出线路的损耗功率。该方法的思路简单明确，适用于线路电流变化较小的情况，未考虑电流的波动和线路上电流分布的不均匀性，因此在高电流变化或脉冲负载情况下可能存在较大的误差。均方根电流法是基于线路上电流的均方根值来计算线路的损耗功率，与平均电流法相比，均方根电流法更准确的反应了线路上电流的波动性，但该方法仍需假设线路上电流均匀分布，忽略了电流的非线性特性。等值电阻法是将整个网路的电阻等效为由首端电流流过的综合电阻，该方法忽略了线路的电感、电容等非线性器件，其精确度依赖于等效后的电阻。大数据法利用大数据分析和机器学习等技术来构建线损的损耗模型，并通过对母线电压、网架结构、供电半径、三相不平衡、负载率、用户数等多维度对线损贡献度设置权重去计算理论线损，该方法需要考虑多个变量的影响，有一个变量缺失或者异常将会造成计算计算结果偏差过大。前推回代潮流法基于基础网络参数和网络变量对整个网络的潮流进行推算和迭代，在满足收敛条件后输出线路的损失功率。

3、以上方法都是需要大量的基础数据和精确的台区拓扑结构，然而实际的低压供电台区拓扑结构不准确且大多数不完整。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于牛顿插值法的光伏台区理论线损计算方法及系统，以解决现有的理论线损计算方法存在的需要大量的基础数据、受多个变量影响和忽略了非线性器件的影响从而导致计算不准确的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种基于牛顿插值法的光伏台区理论线损计算方法，包括以下步骤：

4、采集基础数据，所述基础数据包括台区主变电压、电流、电量和功率因数以及用户侧的电压、电流、用电量、功率因数；对采集的基础数据进行数据处理，得到处理过的基础数据；

5、使用处理过的基础数据计算光伏上网电量占比和使用压降法的台区损失功率；

6、将光伏上网电量占比带入光伏上网电量占比和修正系数之间的映射关系，得到修正系数；

7、将使用压降法的台区损失功率乘以修正系数，得到光伏台区的理论线损值；

8、所述光伏上网电量占比和修正系数之间的映射关系通过以下步骤获得：

9、采集历史基础数据，所述历史基础数据包括台区主变电压、电流、电量和功率因数以及用户侧的电压、电流、用电量、功率因数；对采集的历史基础数据进行数据处理，得到处理过的历史基础数据；

10、使用处理过的历史基础数据计算光伏上网电量占比和修正系数，根据牛顿插值法建立光伏上网电量占比和修正系数之间的回归模型，从而得到光伏上网电量占比和修正系数之间的映射关系。

11、可选的，所述进行数据处理的步骤，具体包括：剔除为零和为空的电压、电流数据。

12、可选的，所述使用处理过的基础数据计算光伏上网电量占比和使用压降法的台区损失功率的步骤，具体包括：

13、光伏上网电量占比ri的具体计算公式如下：

14、

15、式中：pgf,i为光伏用户在第i时刻的上网电量总和，psd,i为首端考核表在第i时刻的供电量；

16、计算使用压降法的台区损失功率时，将台区的光伏发电用户剔除；

17、使用压降法的台区损失功率的计算公式为：

18、

19、式中：pg为台区输入功率，pl为台区下所有用户使用的功率和，u0为配变端口电压，i0为配电端口电流，i为用户数，ui为用户侧电能表量测电压，ii为用户侧电能表量测电流，为配变端口功率因数，为用户侧电能表量测功率因数。

20、可选的，所述使用处理过的历史基础数据计算光伏上网电量占比和修正系数的步骤，具体包括：

21、使用前推回代潮流法计算台区损失功率，公式如下：

22、

23、式中：iij为支路电流，rij为支路电阻；

24、计算使用压降法的台区损失功率δpsd,i；

25、分时、分相计算出修正系数ki：

26、

27、式中：i∈[1,2,…,96]；

28、计算光伏上网电量占比ri；将采样时刻位于20:00-4:00时间段的ri设置为0。

29、第二方面，本发明提供一种基于牛顿插值法的光伏台区理论线损计算系统，包括：

30、数据获取模块，用于获取基础数据，所述基础数据包括台区主变电压、电流、电量和功率因数以及用户侧的电压、电流、用电量、功率因数；

31、数据处理模块，用于对数据获取模块获取的基础数据进行数据处理，得到处理过的基础数据；

32、第一计算模块，用于使用数据处理模块得到的处理过的基础数据计算光伏上网电量占比和使用压降法的台区损失功率；

33、第二计算模块，用于将第一计算模块获得的光伏上网电量占比带入光伏上网电量占比和修正系数之间的映射关系，得到修正系数；

34、第三计算模块，用于使用第一计算模块获得的使用压降法的台区损失功率乘以第二计算模块获得的修正系数，得到光伏台区的理论线损值；

35、输出模块，用于输出第三计算模块获得的光伏台区的理论线损值；

36、其中，第二计算模块所述光伏上网电量占比和修正系数之间的映射关系通过以下步骤获得：

37、采集历史基础数据，所述历史基础数据包括台区主变电压、电流、电量和功率因数以及用户侧的电压、电流、用电量、功率因数；对采集的历史基础数据进行数据处理，得到处理过的历史基础数据；

38、使用处理过的历史基础数据计算光伏上网电量占比和修正系数，根据牛顿插值法建立光伏上网电量占比和修正系数之间的回归模型，从而得到光伏上网电量占比和修正系数之间的映射关系。

39、可选的，所述进行数据处理的步骤，具体包括：剔除为零和为空的电压、电流数据。

40、可选的，所述使用处理过的基础数据计算光伏上网电量占比和使用压降法的台区损失功率的步骤，具体包括：

41、光伏上网电量占比ri的具体计算公式如下：

42、

43、式中：pgf,i为光伏用户在第i时刻的上网电量总和，psd,i为首端考核表在第i时刻的供电量；

44、计算使用压降法的台区损失功率时，将台区的光伏发电用户剔除；

45、使用压降法的台区损失功率的计算公式为：

46、

47、式中：pg为台区输入功率，pl为台区下所有用户使用的功率和，u0为配变端口电压，i0为配电端口电流，i为用户数，ui为用户侧电能表量测电压，ii为用户侧电能表量测电流，为配变端口功率因数，为用户侧电能表量测功率因数。

48、可选的，所述使用处理过的历史基础数据计算光伏上网电量占比和修正系数的步骤，具体包括：

49、使用前推回代潮流法计算台区损失功率，公式如下：

50、

51、式中：iij为支路电流，rij为支路电阻；

52、计算使用压降法的台区损失功率δpsd,i；

53、分时、分相计算出修正系数ki：

54、

55、式中：i∈[1,2,…,96]；

56、计算光伏上网电量占比ri；将采样时刻位于20:00-4:00时间段的ri设置为0。

57、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现所述的一种基于牛顿插值法的光伏台区理论线损计算方法。

58、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现所述的一种基于牛顿插值法的光伏台区理论线损计算方法。

59、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

60、本发明提供一种基于牛顿插值法的光伏台区理论线损计算方法及系统，首先采集基础数据，所述基础数据包括台区主变电压、电流、电量和功率因数以及用户侧的电压、电流、用电量、功率因数；对采集的基础数据进行数据处理，得到处理过的基础数据；使用处理过的基础数据计算光伏上网电量占比和使用压降法的台区损失功率；将光伏上网电量占比带入光伏上网电量占比和修正系数之间的映射关系，得到修正系数；将使用压降法的台区损失功率乘以修正系数，得到光伏台区的理论线损值；

61、所述光伏上网电量占比和修正系数之间的映射关系通过以下步骤获得：采集历史基础数据，所述历史基础数据包括台区主变电压、电流、电量和功率因数以及用户侧的电压、电流、用电量、功率因数；对采集的历史基础数据进行数据处理，得到处理过的历史基础数据；使用处理过的历史基础数据计算光伏上网电量占比和修正系数，根据牛顿插值法建立光伏上网电量占比和修正系数之间的回归模型，从而得到光伏上网电量占比和修正系数之间的映射关系。

62、1、本发明仅需要考虑光伏上网电量占比这一个变量，简化了计算过程，降低了计算复杂度，相较于传统方法提升了计算效率；

63、2、本发明使用牛顿插值法构建了光伏上网电量占比ri与修正系数ki之间的回归模型，从而得到了光伏上网电量占比ri与修正系数ki之间的映射关系，修正系数ki为前推回代潮流法计算的台区损失功率和压降法计算的台区损失功率的比值，这样能够更准确地反映线路上电流的波动性和电流分布的不均匀性，从而提高了计算的准确性；

64、3、本发明方法考虑了电流波动性、电流分布不均匀性以及非线性器件的影响，在高电流变化或脉冲负载情况下也能保持较高的计算精度，具有很强的适应性。