基于多源数据融合的配电网线损管理辅助决策系统的制作方法

1.本发明涉及配电网技术领域，具体的，涉及基于多源数据融合的配电网线损管理辅助决策系统。


背景技术：

2.线损是电能在传输过程中所产生的有功电能、无功电能和电压损失的简称。随着配电网线损精益化管理水平的不断提升，现有的配电网数据辨识及修复、线损计算分析、异常诊断、降损辅助决策，无法已无法满足线损管理的要求，数据辨识及修复方法固化，线损异常诊断判断标准粗放、降损决策单一，不能为电网运行管理人员优化电网运行方式和电网结构提供有益信息帮助。。


技术实现要素：

3.本发明提出基于多源数据融合的配电网线损管理辅助决策系统，解决了现有技术中配电网线损计算数据质量不高、异常诊断困难及降损方法单一的问题。
4.本发明的技术方案如下：
5.基于多源数据融合的配电网线损管理辅助决策系统，包括多源数据融合模块、线损数据校验模块、线损数据修正模块、线损计算分析模块、线损异常诊断模块和多级协调降损模块，
6.所述多源数据融合模块用于对不同部门和不同系统的配电网数据进行解析并融合；
7.所述线损数据校验模块用于根据配电网数据类型，配置不同的校验类型，辨识异常数据，并在系统中分类高亮标识异常数据；
8.所述线损数据修正模块用于根据所述配电网数据类型和校验结果，配置不同的修正方法对所述配电网数据进行修正；
9.所述线损计算分析模块用于对修正后的配电网数据进行理论线损计算分析，定位配电网线损薄弱环节；
10.所述线损异常诊断模块用于根据线损计算分析数据，判断配电网线损是否合理；
11.所述多级协调降损模块用于根据线损异常诊断结果，为配电网提供降损辅助决策。
12.进一步，所述配电网数据包括设备信息、用户信息、运行信息和拓扑信息，
13.所述设备信息包括主网设备信息、配网设备信息和低压设备信息，所述主网设备信息和配网设备信息从pms系统获取，所述低压设备信息从营销管理系统获取，
14.所述用户信息包括客户信息，所述客户信息从营销管理系统获取，
15.所述运行信息包括电量电费信息、公专变电压电流电量信息、线路电压电流负荷信息、遥测量、遥信量和故障信息，所述电量电费信息从营销管理系统获取，所述公专变电压电流电量信息从用电信息采集系统获取，所述线路电压电流负荷信息从电能量采集系统
获取，所述遥测量、遥信量和故障信息从调度系统获取，
16.所述拓扑信息包括站内拓扑关系、站外拓扑关系、线变拓扑关系、低压设备拓扑，所述站内拓扑关系、站外拓扑关系、线变拓扑关系、低压设备拓扑从gis平台和营销业务应用系统获取。
17.进一步，所述多源数据融合模块包括，
18.纵向参数融合，用于消除相同部门在不同系统的电网调度中心设备上的参数差异；
19.横向参数融合，用于消除相同系统的电网调度中心设备在不同部门上的参数差异。
20.进一步，所述线损数据校验模块包括，
21.根据设备信息和用户信息的数据类型，对档案信息进行归类，分别配置不同的校验类型，包括非空校验、数据类型校验、跨业务校验、有效性校验，辨识设备信息缺失、设备信息错误、档案信息不完整异常数据，并在系统中分类高亮标识异常数据；
22.根据运行信息类型，对运行信息进行归类，分别配置不同的校验类型，包括非空校验、数据类型校验、跨业务校验、漏报校验、有效性校验、累计校验和趋势校验，并在系统中分类高亮标识异常数据；
23.根据拓扑信息类型，对拓扑信息进行归类，分别配置不同的校验类型，包括非空校验、数据类型校验、逻辑校验、有效性校验，准确定位设备拓扑关系异常位置，并图形化展示异常数据。
24.进一步，所述线损数据修正模块包括，
25.基于配线档案、导线档案、配变档案、站线关系、线变关系和台户关系的多源贯通相关性，对档案信息进行修正，包括gis平台解析的配电网数据通过设备id、设备名称与pms系统的配电网数据进行匹配；
26.基于用电信息采集系统、电能量采集系统的多源贯通相关性，结合历史数据，对运行信息进行修正，包括统一时标修复、根据屏蔽值修复、临近点平均值修复、根据历史负荷曲线修复、根据节点功率平衡原则修复、根据实际电网潮流修复开关状态；
27.基于配电网拓扑连接规则，采用电压关联分析法，分析配电变压器电压与配线出口电压相关性的分析、配电变压器之间电压相关性的分析，对拓扑信息进行修正。
28.进一步，所述线损计算分析模块包括，
29.基于修正后的配电网数据，采用前推回代潮流法和等值电阻法计算，得到配网设备的损耗情况，定位异常设备，根据设备拓扑关系统计配线各级分支损耗，图形化展示计算分析结果；
30.从计算模型、计算结果、计算方法三个方面，对比分析同期线损率和理论线损率，定位“双率”差异。
31.进一步，所述线损异常诊断模块包括，
32.基于能效导则建立理论线损标杆区间，基于区间算数理论法建立线损计算区间模型，基于k-means均值聚类方法，设定聚类数目得到不同的理论线损标尺参考值，再通过决策树方法建立大数据线损分析区间模型；
33.根据所述配网设备信息在所述理论线损标杆区间模型、线损计算区间模型、大数
据线损分析区间模型，分别得到第一个区间值、第二个区间值和第三个区间值；
34.根据所述第一个区间值、第二个区间值和第三个区间值，以区间最大程度收缩为原则获取线损合理区间，判断线损是否合理。
35.进一步，所述多级协调降损模块包括，
36.利用有功-无功优化模型，以网损最小、弃风弃光最小、电流不平衡度最小为目标，考虑设备的有功-无功协同，提供降损优化策略；
37.基于负荷需求、可控资源发展态势的感知结果，在中长期时间尺度上，针对配电网改造，搭建配电网中长期线损管控模型；
38.针对技术线损薄弱点，考虑无功补偿、可控负荷、储能装置调节能力和配变经济运行，构建“区-站-线-台”多层联动、同层互动的配电网实时节能降损运行优化模型。
39.本发明的工作原理及有益效果为：
40.本发明的多源数据融合模块采用可配置组合式的配电网线损数据校验方法，对配电网线损数据实现更加灵活、准确、全面地校验。线损数据校验模块采用电压关联分析法对配电网拓扑关系的正确性进行校核，实现拓扑关系异常精准定位。线损数据修正模块基于不良数据辨识结果，利用多源贯通相关性对不良数据进行修正，切实提升配电网数据质量。线损计算分析模块基于校核及修正后的数据，实现配电网理论线损多方法计算分析，准确定位配电网线损薄弱环节。线损异常诊断模块整合了三种线损合理区间判断方法，以区间最大程度收缩为原则获知线损合理区间的工具，实现实时多维度快速精确线损诊断。多级协调降损模块构建了主动响应、实时优化、动态调整、区域反馈的配电网精益化线损多级协调管理机制，分析判断电网结构和运行的合理性，从不同时间尺度，对配电网进行实时优化、动态调整、反馈跟踪，将技术线损降低在一个较为合理的范围以内。
41.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
42.图1为本发明多源数据融合的构架示意图；
43.图2为本发明配电网线损数据校验和修正的示意图；
44.图3为本发明配电网多级协调降损的管理机制示意图。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
46.实施例1
47.本实施例提出了基于多源数据融合的配电网线损管理辅助决策系统，包括多源数据融合模块、线损数据校验模块、线损数据修正模块、线损计算分析模块、线损异常诊断模块和多级协调降损模块。
48.1、多源数据融合模块
49.消除专业壁垒，实现不同层级、不同专业数据深度融合，为基于多源数据融合的配
电网线损管理辅助决策系统提供数据支撑。
50.调度中心两级数据融合，系统通过对专业cim文件进行解析，利用单位名称、电压等级、设备名称等属性的一致性，实现数据融合。
51.在进行电网参数融合时，采用横向、纵向融合两步保证数据融合的有机进行。纵向参数融合是指消除同一部门专业在不同级别的电网调度中心设备上的参数差异。部门专业通过各自不同级别的纵向融合实现参数的纵向统一。横向数据融合是指对于同一级别调度中心不同专业部门之间的参数融合。由于在纵向参数融合的第一步已采取了web service接口获取各个来源的电网参数，消除了数据参数的异构性，这保证了不同专业部门间的数据融合。
52.2、线损数据校验模块
53.针对传统数据校验方法固化、规则及类型修改不灵活的问题，系统通过构建校验规则库，根据配电网数据类型，智能化配置数据校验类型及规则，并支持修改，实现配电网线损数据可配置组合式校验，提高数据校验灵活性及准确性。如表1所示：
54.表1数据校验方法
[0055][0056]
针对配电网档案信息，系统根据档案信息类型，对数据进行归类，分别自动配置不同的校验类型及规则，包括非空校验、数据类型校验、跨业务校验、有效性校验等，有效辨识设备参数缺失、设备参数错误、档案不完整等异常数据，并分类高亮标识异常数据。
[0057]
针对配电网运行信息，系统根据运行信息类型，对数据进行归类，分别自动配置不同的校验类型及规则，包括非空校验、数据类型校验、跨业务校验、有效性校验等，有效辨识超容数据、跳变数据、缺失数据、直线数据等异常数据，并在系统中分类高亮标识异常数据。
[0058]
针对配电网拓扑信息，系统根据拓扑信息类型，对数据进行归类，分别自动配置不同的校验类型及规则，包括非空校验、数据类型、逻辑校验、有效性校验等，有效辨识设备游离、环路、断路等异常数据，准确定位拓扑关系异常位置，图形化展示异常数据，提供异常详情。
[0059]
3、线损数据修正模块
[0060]
基于多源数据贯通相关性，结合多源数据异常校验结果，根据配电网线损数据异
常类型，采用不同的修正方法，分别对档案信息、拓扑信息、运行信息进行修正，提升数据质量。
[0061]
系统基于pms系统、gis平台、营销业务应用系统数据的多源贯通相关性，对配电网档案信息进行修正，例如gis平台解析的设备档案信息可以通过设备id、设备名称等关键属性与pms系统档案信息进行匹配，实现配电网档案信息智能修正。
[0062]
系统基于用电信息采集系统、电能量采集系统数据的多源贯通相关性，结合历史数据，提供多种修正方法，包括：统一时标修复、根据屏蔽值修复、临近点平均值修复、根据历史负荷曲线修复、根据节点功率平衡原则修复、根据实际电网潮流修复开关状态等，实现配电网运行信息修正。
[0063]
系统基于拓扑连接规则，采用电压关联分析法，通过对配电变压器电压与配线出口电压相关性的分析、配电变压器之间电压相关性的分析，实现配电网拓扑关系智能修正。
[0064]
4、线损计算分析模块
[0065]
基于配电网数据校核及修复结果，系统可进行配电网理论线损计算分析，精准定位配电网线损薄弱环节。
[0066]
系统基于修复后的数据，提供包含前推回代潮流法、等值电阻法等多种方法的配电网理论线损计算功能，根据数据情况可采用不同计算方法，也可对计算结果进行多方法对比。系统可准确计算出每台配变、每段导线的损耗情况，准确定位异常设备，根据拓扑连接关系统计配线各级分支损耗，图形化展示计算分析结果。
[0067]
系统提供同期线损率与理论线损率的“双率”对比分析功能，从计算模型、计算结果、计算方式等方面进行对比分析，准确定位“双率”根本差异，助力线损管理提升。
[0068]
系统结合配电网能效导则，通过制定评分标准，采用十分制，分别从配电网网架结构、运行方式、运行情况、基本属性等方面对配电网健康情况进行评估，分数越高表征配电网健康状况越好，低于6分为重点关注对象，辅助节能降损工作的开展。
[0069]
5、线损异常诊断模块
[0070]
系统采用三种线损合理区间诊断方法，以区间最大程度收缩为原则获知线损合理区间，实现实时多维度快速精确线损诊断。三种诊断方法为：基于能效导则建立理论线损标杆区间值、基于区间算术理论和潮流算法的线损区间计算、基于聚类及决策树的理论线损合理标杆区间值分析方法。
[0071]
基于能效导则建立理论线损标杆区间值，结合经验值，可得到初步的线损区间。如图2所示：
[0072]
表2
[0073][0074]
基于区间算术理论和潮流算法的线损区间计算。系统利用区间算数理论法计算线损区间值，得到相比于基于能效导则建立理论线损标杆区间值更加客观、合理的线损区间。
[0075]
基于聚类及决策树的理论线损合理标杆区间值分析方法。系统采用聚类方法除去人工干扰，自动将理论线损值进行分类划分，得到一个合理的参考聚类数目。采用k-means均值聚类方法，人工设定聚类数目得到不同的理论线损标尺参考值以及样本与此聚类中心的距离，在利用决策树的方法，考虑不同供电区域，不同供电量以及供电半径等对理论线损值的影响范围。从而获取多维度下理论线损的区间值。
[0076]
配电线路首先根据其所属区域类型、供电半径获取第一个区间值，其次再根据区间算数法获取第二个合理区间值，再然后根据大数据分析法获取第三个区间值，最后以区间最大程度收缩为原则获取线损合理区间，进而判断该配线线损是否合理。
[0077]
6、多级协调降损模块
[0078]
基于线损异常诊断结果，系统采用多级协调管理机制提供配电网降损辅助决策，包括：实时优化、动态调整、反馈跟踪。
[0079]
实时优化，利用有功-无功优化模型，以网损最小、弃风弃光最小，以及电流不平衡度最小，考虑多种设备的有功-无功协同，实现新能源消纳下的线损综合治理。
[0080]
对新投分布式电源，充分考虑分布式电源有功出力、无功出力，以网损最小、弃风弃光最小、电流不平衡度最小为目标，有功-无功协同，对分布式电源出力、安装位置进行规划，提供降损优化策略；
[0081]
对已接入的分布式电源，结合分布式电源出力特性，以网损最小、弃风弃光最小、电流不平衡度最小为目标，有功-无功协同，对分布式电源出力进行调整，提供降损优化策略；
[0082]
动态调整，在实时优化的基础上，基于数据态势感知结果，在中长期时间尺度上，针对配电网改造，搭建配电网中长期线损管控模型。将实时优化中不能快速解决的问题，进行分析并相应提出对应优化模型，包括设备更新、分布式电源及配电网重构等方面。
[0083]
配电线路存在高损设备、无功补偿不足等情况，并且挂接有分布式电源，系统考虑负荷波动情况，结合分布式电源出力特性，制定中长期降损优化策略，使得设备更换、无功档位调整等降损策略更有依据和保障，避免出现调整后效果不佳的结果。
[0084]
反馈跟踪，针对技术线损薄弱点，考虑无功补偿、可控负荷、储能装置调节能力和
配变经济运行，构建“区-站-线-台”多层联动、同层互动的配电网实时节能降损运行优化模型，实现降损策略的高效生成。然后，采用成本效益分析模型，针对降损的多种方案，计算每种方案的成本和收益，选择出最优的降损策略。
[0085]
在一个区域内，例如一个变电站，在其供电范围内可能存在多处技术线损薄弱点，需要进行无功优化、更换设备、分布式电源出力优化、负荷切改等降损措施，系统在考虑区域供电安全可靠的前提下，以区域线损最优、弃风弃光最小为目标自动制定多项降损策略，再对各个降损方案进行投资收益分析，包括：投资收益率、投资回收期、节电量等，智能选出区域降损最优策略。
[0086]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。