一种单相负荷用户用电相别识别方法及负荷调整方法与流程

本发明涉及电力，具体涉及一种单相负荷用户用电相别识别方法及负荷调整方法。

背景技术：

1、随着智能电网建设的不断深入，配电网的精细化管理和智能化运维已成为保障电网安全、经济运行的关键。变压器三相负荷不平衡是配电网运行中一个长期存在的突出问题，其危害主要体现在以下几个方面：一是对变压器本身的危害，增加变压器损耗，降低运行效率，导致局部过热，加速绝缘老化，威胁安全运行，甚至引发烧毁；二是对供电电压质量的危害，三相电压不对称，影响用电设备正常运行；三是对配电系统的危害，增加线路损耗，影响保护设备的正常工作，增加无功功率，并影响上一级电网。负荷调整是解决此问题最直接有效的手段，即将三相负荷尽可能平均地分配到a、b、c三相上。

2、然而，负荷调整工作的开展高度依赖于对单相负荷用户所接相别的准确掌握，即单相用户具体接入在变压器a、b、c三相中的哪一相是进行三相负荷平衡调整、线损理论计算、故障精准研判以及拓扑关系校核的基础。

3、目前，确定用户相别的方法主要依赖于人工现场排查或利用特定的检测设备，但都具有一定局限性。具体而言，其一是人工检测方式存在根本性缺陷，逐户勘察不仅费时费力、效率低下，而且在现场带电检测环境下存在触电风险，且部分配电线路采用暗线敷设，接头埋设于地下，从物理上无法通过直接观察或仪器检测来核实所接相别，导致人工检测方式存在无法克服的盲区；其二是主动扰动式检测方案存在安全风险与操作复杂性，通过将电表接线端短时接地来制造电压扰动，虽然能够在理论上识别相别，但人为向电网注入扰动本身可能影响配电网的稳定运行，且需要额外的控制逻辑和开关电路，实现成本较高；其三是基于统计回归的分析方案依赖大量历史数据且计算复杂，通过迭代加权最小二乘法需要采集大量时序数据并进行多次迭代计算，数据处理量大、响应速度慢，难以满足快速判断的工程需求；其四是基于功率/能量的矩阵求解方案数据采集周期长、实时性受限，虽然实现了基于数据分析的相别自动识别，但其均以有功功率或电能量为分析对象，需要获取多个不同时间段的累计数据才能构建完整的矩阵方程，数据采集周期较长，难以实现实时判断。

4、此外，上述基于数据分析的现有方案，虽然摆脱了对人工现场检测的依赖，但其分析对象均局限于功率或能量这一物理量。而电流作为电网运行中最基本、最易于实时获取的电学量，却未被有效利用于相别判定。如何利用瞬时电流值构建一种无需制造扰动、无需大量历史数据、无需长时间累计采集的相别快速判定方法，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明在于提供一种单相负荷用户用电相别识别方法及负荷调整方法，至少解决人工勘察效率低、易出错，暗线敷设无法核实相别，统计回归方案依赖历史数据、计算复杂，以及基于功率或能量的方案数据采集周期长、实时性不足的技术问题。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种单相负荷用户用电相别识别方法，包括：

3、获取台区关口总表各相在多个采样时刻的瞬时电流、各三相负荷用户对应相的瞬时电流以及各单相负荷用户在对应采样时刻的瞬时电流；其中，所述采样时刻数量大于等于所述单相负荷用户的数量；

4、将每一采样时刻的台区关口总表的瞬时电流减去所有三相负荷用户在对应相的瞬时电流，得到各相剩余电流；

5、根据所述各相剩余电流等于各单相负荷用户的瞬时电流与对应相别系数乘积之和的关系，构建各相的电流线性方程，并联立形成所述电流线性方程组；其中，所述相别系数取值为0或1，且同一单相负荷用户的三个相别系数之和等于1；

6、求解所述电流线性方程组，得到各单相负荷用户的相别系数，并将取值为1的相别系数所对应的相别确定为当前单相负荷用户的相别。

7、作为一种可选的方案，所述根据所述各相剩余电流等于各单相负荷用户的瞬时电流与对应相别系数乘积之和的关系，构建各相的电流线性方程，并联立形成所述电流线性方程组，包括：

8、根据a相剩余电流等于各单相负荷用户的瞬时电流与对应a相相别系数乘积之和的关系，确定a相电流线性方程；

9、根据b相剩余电流等于各单相负荷用户的瞬时电流与对应b相相别系数乘积之和的关系，确定b相电流线性方程；

10、根据c相剩余电流等于各单相负荷用户的瞬时电流与对应c相相别系数乘积之和的关系，确定c相电流线性方程；

11、联立所述a相电流线性方程、所述b相电流线性方程及所述c相电流线性方程，构建所述电流线性方程组。

12、作为一种可选的方案，在所述求解所述电流线性方程组，得到各单相负荷用户的相别系数得到的所述各单相负荷用户的相别系数为非整数的情况下，根据预设阈值修正所述相别系数的值，包括：

13、在所述相别系数大于等于第一预设阈值、且小于等于第二预设阈值的情况下，将所述相别系数修正为0；其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；

14、在所述相别系数大于等于第三预设阈值、且小于等于第四预设阈值的情况下，将所述相别系数修正为1；其中，所述第三预设阈值大于第二预设阈值，所述第四预设阈值大于所述第三预设阈值；

15、在所述相别系数小于所述第一预设阈值、或大于所述第二预设阈值且小于所述第三预设阈值、或大于所述第四预设阈值的情况下，判定所述相别系数处于异常区间。

16、作为一种可选的方案，在所述相别系数处于异常区间的情况下，重新选取采样时刻，并重新采集台区关口总表各相在多个采样时刻的瞬时电流、各三相负荷用户对应相的瞬时电流以及各单相负荷用户在对应时刻的瞬时电流，重新构建并求解所述电流线性方程组。

17、作为一种可选的方案，所述获取台区关口总表各相在多个采样时刻的瞬时电流、各三相负荷用户对应相的瞬时电流以及各单相负荷用户在对应采样时刻的瞬时电流，包括：

18、通过用电信息采集系统采集台区关口总表a相、b相、c相在多个采样时刻的瞬时电流；

19、通过用电信息采集系统采集各三相负荷用户分别在a相、b相、c相上于各采样时刻的瞬时电流；

20、通过用电信息采集系统采集各单相负荷用户在各采样时刻的瞬时电流。

21、据本发明的另一个方面，还提供了一种负荷调整方法，包括：

22、采用如上所述的定位变压器单相负荷用户用电相别识别方法，确定各单相负荷用户的用电相别；

23、根据所确定的各单相负荷用户的用电相别，进行单相负荷调整，以将单相负荷分配至三相上。

24、据本发明的另一个方面，还提供了一种定位变压器单相负荷用户用电相别识别系统，应用于如上所述的定位变压器单相负荷用户用电相别识别方法，包括：

25、数据获取模块，用于获取台区关口总表各相在多个采样时刻的瞬时电流、各三相负荷用户对应相的瞬时电流以及各单相负荷用户在对应采样时刻的瞬时电流；其中，所述采样时刻数量大于等于所述单相负荷用户的数量；

26、电流计算模块，用于将每一采样时刻的台区关口总表的瞬时电流减去所有三相负荷用户在对应相的瞬时电流，得到各相剩余电流；

27、方程组构建模块，用于根据所述各相剩余电流等于各单相负荷用户的瞬时电流与对应相别系数乘积之和的关系，构建各相的电流线性方程，并联立形成所述电流线性方程组；其中，所述相别系数取值为0或1，且同一单相负荷用户的三个相别系数之和等于1；

28、方程求解模块，用于求解所述电流线性方程组，得到各单相负荷用户的相别系数；

29、相别确定模块，用于将取值为1的相别系数所对应的相别确定为当前单相负荷用户的相别。

30、据本发明的另一个方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器，以及存储程序的存储器，所述程序包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行根据如上所述的方法。

31、据本发明的另一个方面，还提供了一种存储有计算机指令的非瞬时机器可读介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据如上所述的方法。

32、根据本发明的另一个方面，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时，实现如上所述的方法。

33、本发明的有益效果为：

34、1、本发明通过采集瞬时电流构建电流线性方程组，引入相别系数为0或1且三相之和为1的数学约束，求解得到各单相负荷的相别系数以确定单相负荷用户的相别，完全利用数学计算进行相别识别定位，无需人工逐户现场勘察，消除了暗线敷设、接头埋地等物理条件带来的检测盲区，提高了相别判定的效率和准确性；同时，本发明仅基于已有运行数据，无需将电表接线端接地来制造人为电压扰动，既不影响配电网的稳定运行，也无需配置额外的开关电路和控制逻辑，显著降低了硬件实现成本与安全风险。

35、2、本发明通过限定采样时刻数量大于等于单相负荷用户的数量，使得仅需采集与单相负荷用户数量相当的瞬时电流数据即可构建方程组并求解，相较于传统统计回归方案，无需采集大量时序历史数据，也无需进行多次复杂迭代计算，数据处理量小、计算简便，能够快速输出识别结果，满足工程现场快速判断的需求。

36、3、本发明以瞬时电流作为分析对象，能够进行电流数据的即时采集和应用，无需等待功率或能量数据的时间累计周期，大幅缩短了数据采集时长，便于实现单相负荷用户相别的实时判定。