一种配电网负荷特性分类方法与流程

技术特征：
1.一种配电网负荷特性分类方法，其特征在于，包括：读取配电网中设备量测信息，设备量测信息包括设备编号、设备名称、量测功率，将设备量测信息添加到配电网设备量测信息列表中；读取配电网中负荷设备的负荷特性与负荷比例之间的映射关系表；根据配电网模型，建立配电网设备列表；分别构建配电网变电站列表和配电网馈线列表，将配电网变电站的每个高压侧主变母线根节点存储在未搜索节点列表中，依次为未搜索节点列表中的每个高压侧主变母线根节点创建馈线，确定配电网馈线与配电网变电站之间的连接关系；对配电网模型进行正向拓扑搜索，将设备所属馈线设置为当前节点的所属馈线，直到搜索至电网末端或遥信状态为断开的开关设备，得到配电网中设备与节点的连接关系、节点与节点的连接关系及配电网设备与配电网馈线的连接关系；根据所述配电网中设备与节点的连接关系，按照所述配电网设备量测信息列表，将配电网划分为若干配电网量测分区，将配电网负荷设备分配到各配电网量测分区，确定配电网量测分区中包含的配电网负荷设备；根据所述确定的配电网量测分区中包含的配电网负荷设备，将所述配电网设备量测信息中的量测功率按照量测分区各负荷设备容量与量测分区全部负荷设备总容量之间的比例系数分配到配电网量测分区各负荷设备，得到配电网量测分区负荷设备功率；为所述配电网馈线列表中的每条馈线构建一个馈线负荷设备列表，根据所述配电网设备与配电网馈线连接关系中的负荷设备与配电网馈线的连接关系，将负荷设备分别添加到连接馈线的一个馈线负荷设备列表中；根据所述配电网量测分区负荷设备功率、所述负荷设备的负荷特性比例参数和所述馈线负荷设备列表中包含的负荷设备，得到每一条配电网馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表，馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中负荷功率占比最高的负荷特性即为配电网馈线的负荷特性；根据所述配电网馈线与配电网变电站之间的连接关系和所述配电网馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表，得到包含馈线的配电网变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表，配电网变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表中负荷功率占比最高的负荷特性即为配电网变电站的负荷特性。2.根据权利要求1所述的负荷特性分类方法，其特征在于，步骤(4)中，所述分别构建配电网变电站列表和配电网馈线列表，将配电网变电站的每个高压侧主变母线根节点存储在未搜索节点列表中，依次为未搜索节点列表中的每个高压侧主变母线根节点创建馈线，确定配电网馈线与配电网变电站之间的连接关系，包括：(1)设置一个未搜索节点列表；(2)创建一个新馈线，设置配电网变电站当前高压侧主变母线根节点属于此馈线，并设置当前根节点为带电状态，将该馈线添加到高压侧主变所属变电站的一个馈线列表中，并将该当前变电站添加至所述变电站列表中，确定该馈线与当前高压侧主变所属的变电站相连；(3)对当前未搜索节点列表中的节点进行判断，若当前根节点不是未搜索节点列表中的最后节点，则从未搜索节点列表中获取下一个节点，返回步骤(1)，若当前根节点为未搜
索节点列表的最后节点，则完成高压侧主变母线根节点的馈线创建，确定配电网馈线与配电网变电站之间的连接关系。3.根据权利要求1所述的负荷特性分类方法，其特征在于，步骤(5)中，所述对配电网模型进行正向拓扑搜索，将设备所属馈线设置为当前节点的所属馈线，直到搜索至电网末端或遥信状态为断开的开关设备，得到配电网中设备与节点的连接关系、节点与节点的连接关系及配电网设备与配电网馈线的连接关系，包括：(1)对所述未搜索节点列表进行判断，若未搜索节点列表为空，则跳转至步骤(5)，若未搜索节点列表不为空，则令未搜索节点列表的长度为ns，初始化时令搜索节点序号为1；(2)设定未搜索节点列表的搜索节点计数位置节点为当前节点，令当前节点所属馈线为当前馈线，对当前节点的节点设备列表进行判断，若当前节点的节点设备列表为空，跳转至步骤(3)，若当前节点的节点设备列表不为空，则遍历当前节点的节点设备表中的节点设备，并进行如下步骤：(2-1)获取当前节点的节点设备列表中的第一个节点设备，并将该节点设备设定为当前节点设备；(2-2)对该当前节点设备进行判断，若当前节点设备已遍历，则跳转至步骤(2-6)，若当前节点设备未遍历，则进行步骤(2-3)；(2-3)确定当前节点设备与当前馈线相连，并确定当前节点设备已遍历；(2-4)对当前节点设备的类型进行判断，若当前节点设备的类型为单端设备，则跳转至步骤(2-6)，若当前节点设备的类型为双端设备，则从双端设备的两个关联节点中获取双端设备的对端节点，进行步骤(2-5)；(2-5)对对端节点进行判断，若对端节点已遍历，则跳转至步骤(2-6)，若对端节点未遍历，则确定对端节点与当前馈线相连，并确定对端节点为已遍历，且确定对端节点为带电状态，对端节点的父节点为当前节点，将该对端节点添加到当前节点的一个子节点列表中，将对端节点加入未搜索节点列表的末尾，进行步骤(2-6)；(2-6)对当前节点的节点设备列表进行判断，若当前节点设备不是当前节点的节点设备列表中的最后一个设备，则获取当前节点的节点设备列表中的下一个设备，将该设备设定为当前节点设备，返回步骤(2-2)，若当前节点设备是当前节点的节点设备列表中的最后一个设备，则继续步骤(3)；(3)对搜索节点序号进行判断，若搜索节点序号小于未搜索节点列表长度ns，则搜索节点序号计数加1，返回步骤(2)，若搜索节点序号等于ns，进行步骤(4)；(4)从未搜索节点列表中移除前ns个已遍历节点，返回步骤(1)；(5)未搜索节点列表为空，正向拓扑搜索结束。4.根据权利要求1所述的负荷特性分类方法，其特征在于，步骤(6)中，所述根据步骤(5)的配电网中设备与节点的连接关系，按照步骤(1)的配电网设备量测信息列表，将配电网划分为配电网量测分区，将配电网负荷设备分配到各配电网量测分区，确定配电网量测分区中包含的配电网负荷设备，包括：(1)获取当前设备量测信息列表中的一个设备量测信息；(2)根据步骤(1)的设备量测信息，得到与该设备量测信息相应的配电网设备，构建一个与该设备量测信息相应的配电网设备量测分区，设定该配电网量测分区的功率量测为当
前设备量测信息的功率，将该配电网量测分区添加至一个配电网量测分区列表中；(3)根据所述配电网中设备与节点的连接关系，得到与步骤(2)的配电网设备相对应的节点以及节点设备列表，将节点设备列表中的负荷设备加入当前配电网量测分区的一个负荷设备列表中；(4)根据所述节点与节点的连接关系中配电网节点之间的父子关系，获取与该配电网设备相对应节点的子节点列表，对子节点列表进行判断，若子节点列表为空，则跳转至步骤(5)，若子节点列表不为空，依次获取子节点列表中节点的设备列表，将节点设备列表中的负荷设备加入步骤(3)的当前量测分区的负荷设备列表中；(5)对当前设备量测信息进行判断，若当前设备量测信息为设备量测信息列表中的最后一个设备量测信息，则结束配电网负荷设备到各配电网量测分区的分配，若当前设备量测信息不是设备量测信息列表中的最后一个设备量测信息，则获取设备量测信息列表中下一个设备量测信息，返回步骤(2)。5.根据权利要求1所述的负荷特性分类方法，其特征在于，步骤(7)中，所述根据步骤(6)确定的配电网量测分区中包含的配电网负荷设备，将步骤(1)配电网设备量测信息中的量测功率按照量测分区各负荷设备容量与量测分区全部负荷设备总容量之间的比例系数分配到配电网量测分区各负荷设备，得到配电网量测分区负荷设备功率，包括：(1)从配电网量测分区列表中获取一个量测分区；(2)根据所述配电网量测分区中包含的负荷设备，获取第一个量测分区量的负荷设备列表，计算该量测分区负荷总容量，具体步骤如下：(2-1)初始化量测分区负荷总容量为零，从量测分区负荷设备列表中获取一个负荷设备；(2-2)获取当前负荷设备容量，使得量测分区负荷总容量＝量测分区负荷总容量 当前负荷设备容量；(2-3)对当前量测分区量的负荷设备列表进行判断，若当前负荷设备为负荷设备列表最后一个负荷，则跳转至步骤(3)，若当前负荷设备不是负荷设备列表最后一个负荷，则从负荷设备列表中获取下一个负荷设备，返回步骤(2-2)；(3)根据所述配电网量测分区中包含的负荷设备列表，将配电网量测分区功率分配至量测分区负荷设备，具体步骤如下：(3-1)从量测分区负荷设备列表中获取一个负荷设备；(3-2)计算当前负荷设备容量与量测分区负荷总容量的比例，按照该比例将配电网量测分区功率分配至当前负荷设备，当前负荷设备功率＝量测分区功率
×
比例系数；(3-3)对当前负荷设备进行判断，若当前负荷设备为负荷设备列表中的最后一个负荷，则当前量测分区负荷设备功率分配结束；若当前负荷设备不是负荷设备列表最后一个负荷，则获取负荷设备列表中的下一个负荷设备，返回步骤(3-2)；(4)对当前量测分区进行判断，若当前量测分区为配电网量测分区列表中的最后一个量测分区，则结束配电网量测分区各负荷设备功率的分配，若当前量测分区不是配电网量测分区列表最后一个量测分区，则获取配电网量测分区列表下一个量测分区，返回步骤(2)。6.根据权利要求1所述的负荷特性分类方法，其特征在于，步骤(9)中，根据步骤(7)的
配电网量测分区负荷设备功率、步骤(2)中负荷设备的负荷特性比例参数和步骤(8)中馈线负荷设备列表中包含的负荷设备，得到每一条配电网馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表，馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中负荷功率占比最高的负荷特性即为配电网馈线的负荷特性，包括：(1)从所述配电网馈线列表中获取一条配电网馈线；(2)为该配电网馈线构建一个负荷特性与负荷功率的映射关系表，根据所述馈线负荷设备列表，对配电网馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表进行初始化，具体步骤如下：(2-1)设定一个配电网馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表；(2-2)获取馈线负荷设备列表中的一个负荷设备；(2-3)依次对所述负荷特性与负荷比例之间的映射关系表中的负荷特性进行判断，若该负荷特性存在于该馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中，则对该馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中与该负荷特性相应的负荷功率初始化结束，若该负荷特性不存在于该馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中，则将该负荷特性添加至该馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中，将该馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中与该负荷特性相应的负荷功率初始化为零；(2-4)对步骤(2-2)的当前负荷设备进行判断，若当前负荷设备为馈线负荷设备列表最后一个设备，则跳转至步骤(3)，若当前负荷设备不是馈线负荷设备列表最后一个设备，则获取馈线负荷设备列表下一个负荷设备，返回步骤(2-3)；(3)根据所述权利要求1的馈线负荷设备列表中包含的负荷设备，计算所述步骤(2)配电网馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中每一个负荷特性的功率，具体步骤如下：(3-1)获取所述馈线负荷设备列表中的一个负荷设备；(3-2)根据所述负荷比例与负荷特性之间的映射关系，获取该负荷设备的一个负荷特性和负荷比例；(3-3)根据步骤(3-2)上述负荷比例，计算该负荷设备功率与上述负荷比例的乘积，将配电网馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中相对应的负荷功率与该乘积值相加，将配电网馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中对应的负荷功率值设置为上述相加值；(3-4)对该负荷设备的负荷特性与负荷比例之间的映射关系表进行判断，若该负荷设备的负荷比例与负荷特性之间的映射关系为该负荷设备的负荷特性与负荷比例之间的映射关系表中的最后一个映射关系，则跳转至步骤(4)，若该负荷设备的负荷比例与负荷特性之间的映射关系不是该负荷设备的负荷特性与负荷比例之间的映射关系表中的最后一个映射关系，则获取负荷设备的负荷特性与负荷比例之间的映射关系表的下一个负荷特性和负荷比例，返回步骤(3-3)；(4)对当前负荷设备进行判断，若当前负荷设备为馈线负荷设备列表最后一个设备，则跳转至步骤(5)，若当前负荷设备不是馈线负荷设备列表中的最后一个设备，则获取馈线负荷设备列表中的下一个负荷设备，重复步骤(3)；(5)对步骤(3)得到的配电网馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中的负荷功率进行求和，得到该馈线负荷总功率，分别计算配电网馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中的每一个负荷功率与该馈线负荷总功率的比值，与所有比值中的最高比值相对应的负荷特性即为该配电网馈线的负荷特性；
(6)对当前馈线进行判断，若当前馈线不是配电网馈线列表最后一条馈线，则获取配电网馈线列表下一条馈线，重复步骤(2)，若当前馈线为配电网馈线列表最后一条馈线，则得到配电网馈线列表中每一条馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表及配电网馈线的负荷特性。7.根据权利要求1所述的负荷特性分类方法，其特征在于，步骤(10)中，所述根据步骤(4)的配电网馈线与配电网变电站之间的连接关系和步骤(9)的配电网馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表，得到包含馈线的配电网变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表，配电网变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表中负荷功率占比最高的负荷特性即为配电网变电站的负荷特性，包括：(1)从配电网变电站列表中获取一个变电站；(2)为该变电站构建一个负荷特性与负荷功率的映射关系表，根据所述配电网变电站的馈线列表对该变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表进行初始化，具体步骤如下：(2-1)设定一个配电网变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表；(2-2)获取所述变电站的馈线列表中的一条馈线；(2-3)依次对当前馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中的负荷特性进行判断，若该负荷特性存在于该变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表中，则对该变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表中该负荷特性相应的负荷功率初始化结束；若该负荷特性不存在于该变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表中，则将该负荷特性添加至该变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表中，将该变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表中与该负荷特性相应的负荷功率初始化为零；(2-4)对步骤(2-2)的当前馈线进行判断，若当前馈线为当前变电站的馈线列表中的最后一条馈线，则跳转至步骤(3)，若当前馈线不是当前变电站的馈线列表最后一条馈线，则获取当前变电站的馈线列表中的下一条馈线，返回步骤(2-3)；(3)根据所述配电网变电站的馈线列表中包含的配电网馈线，计算所述步骤(2)配电网变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表中每一个负荷特性的功率，具体步骤如下：(3-1)获取所述变电站的馈线列表中的一条馈线；(3-2)根据该馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表，获取该馈线的一个负荷特性和负荷功率；(3-3)将上述负荷功率与所述变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表中相对应的负荷功率相加，将该变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表中对应的负荷功率值设置为上述相加值；(3-4)对该馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表进行判断，若该馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系为该馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中的最后一个映射关系，则跳转至步骤(4)，若该馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系不是该馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表中的最后一个映射关系，则获取该馈线的负荷特性与负荷功率的映射关系表的下一个负荷特性和负荷功率，重复步骤(3-3)；(4)对当前馈线进行判断，若当前馈线为当前变电站的馈线列表中的最后一条馈线，则跳转至步骤(5)，若当前馈线不是当前变电站的馈线列表中的最后一条馈线，则获取变电站的馈线列表中的下一条馈线，重复步骤(3)；
(5)对步骤(3)得到的配电网变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表中的负荷功率进行求和，得到该变电站负荷总功率，分别计算当前配电网变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表中的每一个负荷功率与该变电站负荷总功率的比值，与所有比值中的最高比值相对应的负荷特性即为该变电站的负荷特性；(6)对当前变电站进行判断，若当前变电站不是配电网变电站列表最后一个变电站，则获取配电网变电站列表下一个变电站，重复步骤(2)，若当前变电站为配电网变电站列表最后一个变电站，则得到配电网变电站列表中每一个变电站的负荷特性与负荷功率的映射关系表及变电站负荷特性。8.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的方法。9.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

技术总结
本发明属于电力系统分析技术领域，具体而言涉及一种配电网负荷特性分类方法。该方法基于配电网馈线与变电站从属关系，采用配电网精准状态估计方法，计算得到配电网负荷功率；结合配电网负荷特性与配电网负荷供电路径，采用加权方法分析配电网馈线各种特性负荷分布，统计变电站负荷特性分类汇总。本发明方法根据配电网负荷特性分类比例，在配电网量测采集覆盖较低的现状下，结合配电网精准负荷估计方法，达到对配电网馈线乃至变电站的负荷特性的精准划分，对已有配电网负荷特性分类方法中负荷性质划分精细度不足问题有显著提高，为配电网负荷画像等高级应用提供更精细的数据支持。负荷画像等高级应用提供更精细的数据支持。负荷画像等高级应用提供更精细的数据支持。


技术研发人员：张晓鹏 阴昌华 刘海霞 王昊宇 王春龙 李文静 刘伟 姚非 张宇
受保护的技术使用者：北京清大高科系统控制有限公司
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2022/4/15