一种负荷功率因数角分布区间判别方法及系统与流程

1.本发明涉及一种负荷功率因数角分布区间判别方法及系统，属于电能计量技术领域。


背景技术：

2.被测负荷功率因数角分布区间的判别对于实现电能计量装置错接线的自动化判别具有重要意义。目前在自动化抄表系统中常见的功率因数远程获取方法是从计量装置直接读取电压电流间的功率因数角。
3.但该数据类型在多数抄表系统的技术规范中，均没有作为常规功能设计，读取方式比较困难，导致在系统主站难以实现自动的批量错接线检查。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种负荷功率因数角分布区间判别方法及系统，实现用户负荷功率因数角分布区间的自动化判别。
5.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
6.第一方面，本发明提供一种负荷功率因数角分布区间判别方法，包括以下步骤：
7.获取计量装置的a、c两相负荷的日分相功率曲线数据；
8.对所述日分相功率曲线数据进行数据组合和预处理，得到多组有效数据组，所述有效数据组包括负荷的有功功率和无功功率；
9.对有效数据组逐组计算特征值k，所述特征值k是电流在电压方向上功率投影的比值；
10.根据各组有效数据组的特征值k和分相功率正负性判别计量装置的a、c两相负荷所属的数学分区；
11.将所述a、c两相负荷所属的数学分区转换为a、c两相负荷功率因数角的分布区间。
12.进一步的，所述日分相功率曲线数据为日96时刻点分相功率曲线数据，所述日96时刻点分相功率曲线数据包括a、c两相的有功功率曲线数据和无功功率曲线数据。
13.进一步的，获取计量装置的a、c两相负荷的日分相功率曲线数据的方法包括从自动化抄表系统中获取。
14.进一步的，对所述日分相功率曲线数据进行数据组合和预处理，得到多组有效数据组的方法包括：
15.将a相的有功功率曲线数据和无功功率曲线数据按时刻点对应组合得到96组数据，剔除数据项不齐全或数据明显超出合理范围的数据组，得到多组a相的有效数据组，a相的有效数据组包括此时刻的a相负荷的有功功率和无功功率；
16.将c相的有功功率曲线数据和无功功率曲线数据按时刻点对应组合得到96组数据，剔除数据项不齐全或数据明显超出合理范围的数据组，得到多组c相的有效数据组，c相的有效数据组包括此时刻的c相负荷的有功功率和无功功率。
17.进一步的，所述特征值k的计算公式为：k＝|q|/|p|；
18.其中，p为此时刻的a相或c相负荷的有功功率、q为此时刻的a相或c相负荷的无功功率。
19.进一步的，根据各组有效数据组的特征值k和分相功率正负性判别计量装置的a、c两相负荷所属的数学分区的方法包括：
20.根据各组有效数据组的特征值k和分相功率的正负性判别各组有效数据组所在的数学分区；
21.统计a相的各组有效数据组分布在数学分区中各分区的概率，其中概率最大的分区即为a相负荷所在的数学分区；
22.统计c相的各组有效数据组分布在数学分区中各分区的概率，其中概率最大的分区即为c相负荷所在的数学分区。
23.进一步的，所述数学分区是将[0
°
，360
°
]等间距划分得到的12个分区；
[0024]
分区1为[0
°
，30
°
]；分区2为[30
°
，60
°
]；分区3为[60
°
，90
°
]；分区4为[90
°
，120
°
]；分区5为[120
°
，150
°
]；分区6为[150
°
，180
°
]；分区7为[180
°
，210
°
]；分区8为[210
°
，240
°
]；分区9为[240
°
，270
°
]；分区10为[270
°
，300
°
]；分区11为[300
°
，330
°
]；分区12为[330
°
，360
°
]。
[0025]
进一步的，根据各组有效数据组的特征值k和分相功率的正负性判别各组有效数据组所在的数学分区的方法包括：
[0026]
根据每组有效数据组的特征值k和分相功率的正负性与数学分区的映射关系判断其所在的数学分区；
[0027]
所述特征值k和分相功率的正负性与数学分区的映射关系如下表所示：
[0028][0029]
进一步的，将所述a、c两相负荷所属的数学分区转换为a、c两相负荷功率因数角的分布区间的方法包括：
[0030]
根据a、c两相负荷所属的数学分区与a、c两相负荷功率因数角的分布区间的映射关系，判别a、c两相负荷功率因数角的分布区间；
[0031]
a、c两相负荷所属的数学分区与a、c两相负荷功率因数角的分布区间的映射关系如下表所示：
[0032][0033][0034]
一种负荷功率因数角分布区间判别系统，其特征在于，所述系统包括：
[0035]
获取模块：用于获取计量装置的a、c两相负荷的日分相功率曲线数据；
[0036]
预处理模块：用于对所述日分相功率曲线数据进行数据组合和预处理，得到多组有效数据组，所述有效数据组包括负荷的有功功率和无功功率；
[0037]
功率投影模块：用于对有效数据组逐组计算特征值k，所述特征值k是电流在电压方向上功率投影的比值；
[0038]
数学分区模块：用于根据各组有效数据组的特征值k和分相功率正负性判别计量装置的a、c两相负荷所属的数学分区；
[0039]
分布区间模块：用于将所述a、c两相负荷所属的数学分区转换为a、c两相负荷功率因数角的分布区间。
[0040]
本发明的优点和有益之处在于：本发明基于电流在电压方向上的功率投影，判别a、c两相负荷所属的数学分区，并进一步转换为判别a、c两相负荷功率因数角的分布区间，实现用户负荷功率因数角分布区间的自动化判别，为电能计量装置错接线的自动化判别提供算法实现。
附图说明
[0041]
图1是本发明实施的流程图。
具体实施方式
[0042]
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0043]
实施例一：
[0044]
本实施例提供一种负荷功率因数角分布区间判别方法，具体步骤如下：
[0045]
1.从自动化抄表系统获取三相三线电能计量装置某历史日a、c两相的有功功率曲线(p1、p2)、无功功率曲线(q1、q2)。
[0046]
2.对数据进行数据组合和数据清洗，将p1曲线、q1曲线按照时刻点对应组合得到a相的96组数据，剔除数据项不齐全或数据明显超出合理范围的数据组，得到a相的m组有效数据组，对p2、q2曲线数据进行同样的数据组合和处理，得到c相的n组有效数据组。
[0047]
3.计算a、c两相电流在电压方向上功率投影的比值，以某时刻某相负荷w(p，q)为例，其特征值k的计算公式如式(1)所示：
[0048]
k＝|q|/|p|
ꢀꢀꢀ
(1)
[0049]
4.将[0
°
，360
°
]等间距划分为12个数学分区，并令数学分区1为[0
°
，30
°
]，数学分区2为[30
°
，60
°
]，以此类推，直至得到分区12为[330
°
，360
°
]。对于w(p，q)，通过计算公式(1)得到特征值k，并结合p、q的正负性，查找数学分区判别表(表1)，得到该时刻下该相负荷所属的数学分区。
[0050]
表1数学分区判别表
[0051][0052]
5.统计a、c两相负荷在各数学分区上的分布概率，即：统计m、n组数据组落在各个分区的点数，点数最多的分区即为该相负荷所属的数学分区。例如，m组数据组中落在数学分区5的组数最多，那么a相所在的数学分区为分区5，同理根据n组数据组可得c相所在的数学分区。
[0053]
6.根据a、c两相所属的数学分区，查找表2，判别a、c两相负荷功率因数角的分布区间。
[0054]
表2数学分区与a、c两相负荷功率因数角分布区间的对应表
[0055]
相别a相负荷(p1、q1)c相负荷(p2、q2)分区1潮流正向、容性[-30
°
，0
°
]潮流正向、感性[30
°
，60
°
]分区2潮流正向、感性[0
°
，30
°
]潮流正向、感性[60
°
，90
°
]分区3潮流正向、感性[30
°
，60
°
]潮流反向、容性[-90
°
，-60
°
]分区4潮流正向、感性[60
°
，90
°
]潮流反向、容性[-60
°
，-30
°
]分区5潮流反向、容性[-90
°
，-60
°
]潮流反向、容性[-30
°
，0
°
]分区6潮流反向、容性[-60
°
，-30
°
]潮流反向、感性[0
°
，30
°
]分区7潮流反向、容性[-30
°
，0
°
]潮流反向、感性[30
°
，60
°
]分区8潮流反向、感性[0
°
，30
°
]潮流反向、感性[60
°
，90
°
]
分区9潮流反向、感性[30
°
，60
°
]潮流正向、容性[-90
°
，-60
°
]分区10潮流反向、感性[60
°
，90
°
]潮流正向、容性[-60
°
，-30
°
]分区11潮流正向、容性[-90
°
，-60
°
]潮流正向、容性[-30
°
，0
°
]分区12潮流正向、容性[-60
°
，-30
°
]潮流正向、感性[0
°
，30
°
]
[0056]
为了更详细的说明本发明的实施，下面以实际数据进行说明。
[0057]
选取某三相三线用户在2021-5-31的日96点分相功率曲线，a、c两相分别得到96组有效数据组，逐组计算特征值k，结果如表3所示。
[0058]
统计k值的分布区间，得到：a相数据组中，94组分布于分区3，剩余2组分布于分区2；c相数据组中，94组分布于分区2，剩余2组分布于分区3，因此a、c两相负荷所属数学分区分别为分区3、分区2。
[0059]
结合分相功率的正负性，查找表2，可知：该用户a、c两相的负荷功率因数角分布区间分别为“潮流正向、感性[30
°
,60
°
]”、“潮流正向、感性[60
°
,90
°
]”。经检查，该用户负荷的功率因数低，在0.55左右，说明用户负荷呈现较强的感性特征，与本发明判断结果具有一致性。
[0060]
表3某用户的分相功率及特征值k
[0061]
[0062]
[0063][0064]
实施例二：
[0065]
本实施例提供一种负荷功率因数角分布区间判别系统，所述系统包括：
[0066]
获取模块：用于获取三相三线电能计量装置的a、c两相负荷的日分相功率曲线数据；
[0067]
预处理模块：用于对所述日分相功率曲线数据进行数据组合和预处理，得到多组有效数据组，所述有效数据组包括负荷的有功功率和无功功率；
[0068]
功率投影模块：用于对有效数据组逐组计算特征值k，所述特征值k是电流在电压方向上功率投影的比值；
[0069]
数学分区模块：用于根据各组有效数据组的特征值k和分相功率正负性判别计量装置的a、c两相负荷所属的数学分区；
[0070]
分布区间模块：用于将所述a、c两相负荷所属的数学分区转换为a、c两相负荷功率因数角的分布区间。
[0071]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0072]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0073]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0074]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0075]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形
也应视为本发明的保护范围。