分时分路停上电的台区拓扑校核方法与流程

1.本发明属于电能计量与采集技术领域，尤其涉及一种分时分路停上电的台区拓扑校核方法。


背景技术：

2.台区拓扑是指电力系统中低压侧变压器
‑
分路开关
‑
表箱
‑
电能表的对应隶属关系，是打造全网感知电力物联网重要环节，是实现客户侧能源流可观可测可控的关键。清晰准确的台区拓扑关系对于台区线损治理、电网精益管理等方面具有显著意义。
3.目前，在工程应用中主要的台区拓扑治理方法主要有以下：
4.(1)人工排查方法：依靠一线工作人员逐户、逐条线路通过空间分布分析、电缆牌对应等方式进行排查，完成拓扑档案的定期校核。
5.(2)数据驱动校核方法：一是结合用电信息采集系统中采集的电能表及各类计量装置的电压、电流、功率数据相关性特征，通过各类大数据算法判断隶属关系。二是通过计量节点的总分关系，实现具有主从关系的台区拓扑校核。
6.(3)停电数据研判方法：通过日常电能表记录的停电送电信息，进行简单的停上电信息比对，从而判断隶属关系。
7.人工排查的方式是目前在实际工作中最广泛应用的方式，需消耗较大量人力物力，且无法应对小型分散作业较多的低压台区拓扑变化，对于地埋电缆等接线无法实现实现准确校核。
8.数据驱动校核方法基于现有的海量数据实现拓扑校核，成本低，可在线，具有推广的重大意义，但是受限于数据完整性、同步性以及算法本身的局限性，实际应用准确率有限。
9.现有的停电数据研判的方式，受限于电能表记录的自然停电时间，缺少停电时间规律性，且同台区下并非各层级在不同时间区间具有对应停电记录，因此较难实现全台区拓扑各个节点校核。


技术实现要素：

10.针对现有方案存在的缺陷和不足，本发明一种分时分路停上电的台区拓扑校核方法，针对新建或检修台区，提出逐个分路进行不同停电时长的分时分路停上电操作方法，并结合电能表时钟准确性，分别通过时刻聚类法与时长聚类法两种方法实现台区拓扑关系校核。该方法将适用条件限制于新建或检修台区，不影响居民用电体验，且借助现场检修，为低压台区拓扑校核提供了高准确率的校核方法。
11.本发明针对新建或检修台区，提出逐个分路进行不同停电时长的分时分路停上电操作方法，对台区下分路依次进行停上电操作，且第k条分路停电时长为[1.5 0.5(k
‑
1)]分钟，即最少停电时长为1.5分钟，相邻分路停电时长相差0.5分钟，从而为其时刻聚类法与时长聚类法提供可用的停电数据。为避免电能表时钟准确性影响，分别通过时刻聚类法与时
长聚类法两种方法实现台区拓扑关系校核，判断表箱是否隶属于某一分路。
[0012]
本方法针对新建或检修台区，通过对台区分时分路停上电，实现台区拓扑关系校核。在新建台区中，由于无居民用电，因此可方便进行分时分路停上电；在检修台区中，本身就存在检修计划，因此进行分时分路停上电不影响用户体验，且能够借此梳理台区拓扑关系。运用分时分路停上电台区拓扑校核方法，校核准确率达100％，有效对台区拓扑关系进行验证。
[0013]
其具体采用以下技术方案：
[0014]
一种分时分路停上电的台区拓扑校核方法，其特征在于：对新建或检修台区，逐个分路进行不同停电时长的分时分路停上电操作，即：对台区下分路依次进行停上电操作，且第k条分路停电时长为[1.5 0.5(k
‑
1)]分钟；通过时刻聚类法和/或时长聚类法进行台区拓扑关系校核，判断表箱是否隶属于某一分路；当表箱停电时刻和/或停电时长与分路停电时刻和/或停电时长相近，则研判表箱隶属于此分路，由此遍历台区下所有表箱，对隶属于该分路表箱进行聚类。
[0015]
进一步地，当台区下电能表时钟准确，则通过时刻聚类法进行拓扑校核；当台区下存在电能表时钟不准确，通过时长聚类法进行拓扑校核。
[0016]
进一步地，逐个对分路开关进行分时停送电的具体操作方法如下：
[0017]
对于第一条分路：进行分闸操作，并保持分路开关处于分闸状态，停电时长1.5分钟，之后将进行合闸操作；记录该分路的分闸、合闸时间，精确至秒；
[0018]
对于第k条分路：待第(k
‑
1)条分路上电5分钟后进行分闸操作，并保持分路开关处于分闸状态，停电时长比上一个分路的停电时长多0.5分钟，即停电时长为[1.5 0.5(k
‑
1)]分钟，之后将进行合闸操作；记录该分路的分闸、合闸时间，精确至秒。
[0019]
进一步地，所述时刻聚类法的具体操作为：
[0020]
结合现有台区条件中电能表记录的停电或送电信息，确定各表箱停电或送电时间；
[0021]
结合表箱停电或送电时刻与分合闸操作时刻，校核分路
‑
表箱拓扑关系：设台区下共存在m个分路，n个表箱，通过式(1)的时刻聚类法，判断表箱是否隶属于某一分路，当表箱停电时刻与分路停电时刻相近，则研判表箱隶属于此分路，由此遍历台区下所有的表箱，对隶属于该分路的表箱进行聚类；以此类推，遍历所有分路，实现分路
‑
表箱拓扑关系校核：
[0022]
|t
a1
，
i
，1‑
t
a2
，
j,1
|≤ε
a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0023]
式中，t
a1,i,1
为分路i的分闸操作时刻，i为1,2,3，
…
m；t
a2,j,1
为表箱j停电时刻,j为1,2,3，
…
n；ε
a
为时刻聚类研判阈值。
[0024]
进一步地，由于同个表箱内存在多只电能表，因此将系统档案内隶属于同一表箱的60％以上电能表停电或送电时刻作为表箱停电或送电时刻。
[0025]
进一步地，应用送电时刻通过时刻聚类法进行分路
‑
表箱拓扑关系校核,如下式所示。
[0026]
|t
a1
，
i
，2‑
t
a2
，
j,2
|≤ε
a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0027]
式中，t
a1,i,2
为分路i的合闸操作时刻；t
a2,j,2
为表箱j送电时刻。
[0028]
进一步地，所述时长聚类法的具体操作为：
[0029]
当台区下存在电能表时钟不准确，无法运用时刻聚类法实现拓扑关系校核，则通
过时长聚类法，判断表箱是否隶属于某一支路；
[0030]
表箱停电时长通过停电时刻与送电时刻计算得到，如下式所示。
[0031]
t
a2，j，2
‑
t
a2，j,1
＝t
a2，j
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0032]
式中，t
a2,j
为表箱j停电时长；t
a2,j,1
为表箱j停电时刻,t
a2,j,2
为表箱j送电时刻，j为1,2,3，
…
n；；
[0033]
分路停电时长通过停电分闸时刻与送电合闸时刻计算得到，如下式所示。
[0034]
t
a1，i，2
‑
t
a1，i,1
＝t
a1，i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0035]
式中，t
a1,i
为分路i停电时长；t
a1,i,1
为分路i的分闸操作时刻，t
a1,i,2
为分路i的合闸操作时刻，i为1,2,3，
…
m；
[0036]
通过式(5)时长聚类法，判断表箱是否隶属于某一分路；当表箱停电时长与分路停电时长相近，则研判表箱隶属于此分路，由此遍历台区下所有的表箱，实现此分路下表箱聚类；以此类推，遍历所有支路，实现分路
‑
表箱拓扑关系校核；
[0037]
|t
a1
，
i
‑
t
a2
，
j
|≤ε
b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0038]
式中，ε
b
为时长聚类研判阈值。
[0039]
当台区下所有分路均完成分时分路停上电操作，则隶属于该台区下所有电能表均应产生对应的停上电记录，如不存在信息，则研判不属于该台区，由此实现户变关系校核。
[0040]
以上，分时分路停上电方法还可拓展至表箱，在条件允许的情况下，逐个对表箱进行分时停上电，从而可进一步实现表箱
‑
电能表层级的拓扑关系校核。
[0041]
由于研判台区拓扑层级的细致度与在操作中分时分路停上电层级的细致度正相关，以此实现电能表
‑
表箱
‑
分路
‑
变压器全层级台区拓扑校核。
[0042]
也就是说分时分路停上电层级越细，能够研判台区拓扑层级就越细。因此，此方法能够实现电能表
‑
表箱
‑
分路
‑
变压器全层级的台区拓扑校核。
[0043]
相比于现有技术，本发明及其优选方案针对新建或检修台区，提出逐个分路进行不同停电时长的分时分路停上电操作方法，并结合电能表时钟准确性，分别通过时刻聚类法与时长聚类法两种方法实现台区拓扑关系校核。该方法将适用条件限制于新建或检修台区，不影响居民用电体验，且借助现场检修，为低压台区拓扑校核提供了高准确率的校核方法。
具体实施方式
[0044]
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：
[0045]
本实施例提出的分时分路停上电的台区拓扑校核方法的整体方案针对新建或检修台区，通过对台区分时分路停上电，实现台区拓扑关系校核。在新建台区中，由于无居民用电，因此可方便进行分时分路停上电；在检修台区中，本身就存在检修计划，因此进行分时分路停上电不影响用户体验，且能够借此梳理台区拓扑关系。运用分时分路停上电台区拓扑校核方法，校核准确率达100％，有效对台区拓扑关系进行验证。
[0046]
根据台区现场实际分路开关开展停上电作业。逐个对分路开关进行分时停送电。具体操作方法如下：
[0047]
第一条分路：进行分闸操作，并保持分路开关处于分闸状态，停电时长1.5分钟，之后将进行合闸操作。记录该分路的分闸、合闸时间，精确至秒；
[0048]
第二条分路：待第一条分路上电5分钟后进行分闸操作，并保持分路开关处于分闸状态，停电时长2分钟，之后将进行合闸操作；记录该分路的分闸、合闸时间，精确至秒；
[0049]
第三条分路：待第二条分路上电5分钟后进行分闸操作，并保持分路开关处于分闸状态，停电时长2.5分钟，之后将进行合闸操作；记录该分路的分闸、合闸时间，精确至秒；
[0050]
第k条分路：待第(k
‑
1)条分路上电5分钟后进行分闸操作，并保持分路开关处于分闸状态，停电时长比上一个分路的停电时长多0.5分钟，即停电时长为[1.5 0.5(k
‑
1)]分钟，之后将进行合闸操作；记录该分路的分闸、合闸时间，精确至秒。
[0051]
各个分路按照上述要求轮流停电，直至所有分路均完成分合闸操作。
[0052]
结合电力用户用电信息采集系统中电能表停(送)电信息与现场分合闸记录信息，采用时刻聚类法与时长聚类法对分路到表箱层级拓扑进行校核。当台区下电能表时钟准确，则通过时刻聚类法进行拓扑校核；当台区下存在电能表时钟不准确，通过时长聚类法进行拓扑校核。
[0053]
(1)时刻聚类法
[0054]
结合现有台区条件中电能表记录的停(送)电信息，确定各表箱停(送)电时间。由于同个表箱内存在多只电能表，因此将系统档案内隶属于同一表箱的60％以上电能表停(送)电时刻作为表箱停(送)电时刻。
[0055]
结合表箱停(送)电时刻与分合闸操作时刻，校核分路
‑
表箱拓扑关系。假设台区下共存在m个分路，n个表箱，通过式(1)的时刻聚类法，判断表箱是否隶属于某一分路，当表箱停电时刻与分路停电时刻相近，则研判表箱隶属于此分路，由此遍历台区下所有的表箱，对隶属于该分路的表箱进行聚类。以此类推，遍历所有分路，实现分路
‑
表箱拓扑关系校核。
[0056]
|t
a1
，
i
，1‑
t
a2
，
j,1
|≤ε
a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0057]
式中，t
a1,i,1
为分路i的分闸操作时刻，i为1,2,3，
…
m；t
a2,j,1
为表箱j停电时刻,j为1,2,3，
…
n；ε
a
为时刻聚类研判阈值。
[0058]
同理，应用送电时刻也可通过时刻聚类法进行分路
‑
表箱拓扑关系校核,如下式所示。
[0059]
|t
a1
，
i
，2‑
t
a2
，
j,2
|≤ε
a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0060]
式中，t
a1,i,2
为分路i的合闸操作时刻；t
a2,j,2
为表箱j送电时刻。
[0061]
(2)时长聚类法
[0062]
当台区下存在电能表时钟不准确，无法运用时刻聚类法实现拓扑关系校核，则通过时长聚类法，判断表箱是否隶属于某一支路。
[0063]
表箱停电时长可通过停电时刻与送电时刻计算得到，如下式所示。
[0064]
t
a2，j，2
‑
t
a2，j,1
＝t
a2，j
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0065]
式中，t
a2,j
为表箱j停电时长。
[0066]
分路停电时长可通过停电分闸时刻与送电合闸时刻计算得到，如下式所示。
[0067]
t
a1，i，2
‑
t
a1，i,1
＝t
a1，i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0068]
式中，t
a1,i
为分路i停电时长。
[0069]
通过式(5)时长聚类法，判断表箱是否隶属于某一分路。当表箱停电时长与分路停电时长相近，则研判表箱隶属于此分路，由此遍历台区下所有的表箱，实现此分路下表箱聚类。以此类推，遍历所有支路，实现分路
‑
表箱拓扑关系校核。
[0070]
|t
a1
，
i
‑
t
a2
，
j
|≤ε
b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0071]
式中，ε
b
为时长聚类研判阈值。
[0072]
当台区下所有分路均完成分时分路停上电操作，则隶属于该台区下所有电能表均应产生对应的停上电记录，如不存在信息，则研判不属于该台区，由此实现户变关系校核。
[0073]
分时分路方法还可拓展至分时分表箱，在条件允许的情况下，逐个对表箱进行分时停上电，从而可进一步实现表箱
‑
电能表层级的拓扑关系校核。
[0074]
本实施例提出方案的核心设计点包括：
[0075]
1.针对新建或检修台区，提出逐个分路进行不同停电时长的分时分路停上电操作方法，对台区下分路依次进行停上电操作，且第k条分路停电时长为[1.5 0.5(k
‑
1)]分钟，即最少停电时长为1.5分钟，相邻分路停电时长相差0.5分钟，从而为其时刻聚类法与时长聚类法提供可用的停电数据。
[0076]
2.为避免电能表时钟准确性影响，分别通过时刻聚类法与时长聚类法两种方法实现台区拓扑关系校核，判断表箱是否隶属于某一分路。当表箱停电时刻(停电时长)与分路停电时刻(停电时长)相近，则研判表箱隶属于此分路，由此遍历台区下所有表箱，对隶属于该分路表箱进行聚类。
[0077]
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的分时分路停上电的台区拓扑校核方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。