一种配电台区拓扑识别方法、系统、设备、介质和产品与流程

xiaoxiao2026-08-21  3


本发明涉及配电网,尤其涉及一种配电台区拓扑识别方法、系统、设备、介质和产品。


背景技术:

1、配电台区作为电力传输的“最后一公里”,通常具有辐射状结构,带有多个分支点供电给多个客户。对电网企业而言,掌握包括网络拓扑和相关线路参数在内的配电台区拓扑模型极为重要。这些拓扑模型是台区画像建模、台区态势推演等多种应用的基础。然而,由于配电台区点多面广,难以直接通过量测采集系统直接获取完整的台区拓扑模型,目前大多数台区拓扑模型是通过测量数据估算得出的。

2、随着智能电表的普及,大多数台区用户都能通过智能电表以较高的频率上传其电压、电流、功率等量测数据。然而,一部分采集数据在通信过程不可避免地存在数据丢失的情况。因此,如何在数据缺失时对其拓扑进行识别成为一个难题。

3、总结现有的台区拓扑识别方法主要有:1)相关性分析法:在台区中邻近的用户电压相关性水平比电气距离分隔较远的用户更高,这种方法通过测量电压之间的相关性得到台区拓扑关系。该方法的主要缺点是无法得到有关线路参数信息;2)开关状态法:该方法主要通过开关的变化获取实时拓扑信息,但由于台区的开关数量有限,并不能全面覆盖整个网络,因此无法获取整个台区的拓扑信息;3)量测数据推演法:该方法通过智能电表测量值估算杆塔的位置和台区线路参数,进而识别台区的完整拓扑模型,但该方法要求在所有台区量测数据不存在缺失值,这在现实中难以实现。


技术实现思路

1、本发明提供了一种配电台区拓扑识别方法、系统、设备、介质和产品,解决了现有技术无法在台区采集数据存在缺失条件下进行拓扑识别的技术问题。

2、本发明第一方面提供的一种配电台区拓扑识别方法,包括:

3、响应对目标台区的拓扑识别请求,获取所述目标台区的公共路径电阻值、完整量测数据和缺失量测数据;

4、采用所述公共路径电阻值、所述完整量测数据和所述缺失量测数据,确定台区网络阻抗参数;

5、对采集所述完整量测数据的第一量测电表进行节点拓扑,确定完整电表拓扑结构信息;

6、对采集所述缺失量测数据的第二量测电表进行位置拓扑,确定缺失电表拓扑位置信息;

7、耦合所述台区网络阻抗参数、所述完整电表拓扑结构信息和所述缺失电表拓扑位置信息,构建所述目标台区的台区拓扑模型。

8、可选地,所述完整量测数据包括完整用户数量、量测电压、量测有功功率和量测无功功率,所述缺失量测数据包括缺失用户数量、缺失用户用电量数据和无功功率估算值,所述采用所述公共路径电阻值、所述完整量测数据和所述缺失量测数据,确定台区网络阻抗参数的步骤,包括:

9、采用所述缺失用户用电量数据输入预设有功功率估算值函数,确定有功功率估算值;

10、采用所述量测电压、所述量测有功功率和所述量测无功功率输入预设台区线路电流函数,输出完整线路电流数据;

11、采用预设台区出口电压、所述有功功率估算值和所述无功功率估算值输入所述预设台区线路电流函数,输出缺失线路电流数据;

12、采用所述完整线路电流数据、所述缺失线路电流数据、所述量测电压、所述台区出口电压、所述完整用户数量、所述缺失用户数量以及所述公共路径电阻值输入预设网络阻抗参数模型,确定台区网络阻抗参数。

13、可选地,所述对采集所述完整量测数据的第一量测电表进行节点拓扑,确定完整电表拓扑结构信息的步骤,包括:

14、将预设观察节点集初始化为所述目标台区内所有所述第一量测电表对应的完整电表节点的子集;

15、确定所述预设观察节点集内的完整电表节点对,并计算所述完整电表节点对内两个所述完整电表节点之间的电气距离值;

16、判断所述预设观察节点集内的完整电表节点数量是否大于预设节点数量阈值;

17、根据判断结果,更新所述预设观察节点集,并输出完整电表拓扑结构信息。

18、可选地,所述根据判断结果,更新所述预设观察节点集,并输出完整电表拓扑结构信息的步骤,包括:

19、当所述预设观察节点集内的完整电表节点数量大于所述预设节点数量阈值时,则计算所述预设观察节点集内所有三节点组之间的电气距离差值;

20、根据所述电气距离差值将所述预设观察节点集划分为多个完整电表节点子集;

21、判断各所述完整电表节点子集内完整电表节点的节点数量;

22、当所述完整电表节点的节点数量为第一预设数量时,则将所述完整电表节点子集内的完整电表节点添加到新的观察节点集;

23、当所述完整电表节点的节点数量为第二预设数量时,则判断所述完整电表节点子集内是否存在完整电表父节点;

24、根据判断结果,更新所述预设电网边集合与所述新的观察节点集,并输出完整电表拓扑结构信息。

25、可选地,所述根据判断结果,更新所述预设电网边集合与所述新的观察节点集,并输出完整电表拓扑结构信息的步骤,包括:

26、若存在,则将所述完整电表父节点与所述完整电表节点子集内的各完整电表节点进行连接,并添加到预设电网边集合中,同时将所述完整电表父节点添加到所述新的观察节点集中;

27、若不存在,则添加新的完整电表父节点,将所述新的完整电表父节点与所述完整电表节点子集内的各完整电表节点进行连接,并更新所述预设电网边集合与所述新的观察节点集;

28、更新添加所述新的完整电表父节点对应的所述完整电表节点子集内电气距离值;

29、将所述预设观察节点集更新为所述新的观察节点集,并跳转所述判断所述预设观察节点集内的完整电表节点数量是否大于预设节点数量阈值的步骤,直至所述完整电表节点数量小于或等于所述预设节点数量阈值;

30、将所述预设观察节点集内剩余的完整电表节点进行连接,并输出完整电表拓扑结构信息。

31、可选地,所述对采集所述缺失量测数据的第二量测电表进行位置拓扑,确定缺失电表拓扑位置信息的步骤,包括:

32、获取所述第二量测电表的出口路径电阻值;

33、采用各所述出口路径电阻值输入预设距离模型,输出目标量测电表,其中,所述目标量测电表为与所述第二量测电表距离值最小的所述第一量测电表;

34、获取所述目标量测电表的出口电气距离值,并与所述出口路径电阻值进行运算,得到目标差值;

35、比较所述目标差值与预设标准阈值;

36、若所述目标差值小于所述预设标准阈值,则生成第一缺失电表拓扑位置信息,其中,所述第一缺失电表拓扑位置信息为将作为所述目标量测电表的所述第一量测电表与所述第二量测电表进行连接;

37、若所述目标差值大于或等于所述预设标准阈值,则生成第二缺失电表拓扑位置信息,其中,所述第二缺失电表拓扑位置信息为将所述第二量测电表插入作为所述目标量测电表的所述第一量测电表与关联的第一量测电表父节点之间;

38、跳转所述获取所述第二量测电表的出口路径电阻值的步骤,直至完成所有所述第二量测电表的位置拓扑,并输出缺失电表拓扑位置信息。

39、本发明第二方面提供的一种配电台区拓扑识别系统,包括:

40、响应模块,用于响应对目标台区的拓扑识别请求,获取所述目标台区的公共路径电阻值、完整量测数据和缺失量测数据;

41、阻抗参数确定模块,用于采用所述公共路径电阻值、所述完整量测数据和所述缺失量测数据,确定台区网络阻抗参数;

42、节点拓扑模块,用于对采集所述完整量测数据的第一量测电表进行节点拓扑,确定完整电表拓扑结构信息;

43、位置拓扑模块,用于对采集所述缺失量测数据的第二量测电表进行位置拓扑,确定缺失电表拓扑位置信息;

44、耦合模块,用于耦合所述台区网络阻抗参数、所述完整电表拓扑结构信息和所述缺失电表拓扑位置信息,构建所述目标台区的台区拓扑模型。

45、本发明第三方面提供的一种电子设备,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如上述任一项所述的配电台区拓扑识别方法的步骤。

46、本发明第四方面提供的一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的配电台区拓扑识别方法。

47、本发明第五方面提供的一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,其中,当所述程序指令被计算机执行时,使所述计算机执行如上述任一项所述的配电台区拓扑识别方法。

48、从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:

49、本发明提供了一种配电台区拓扑识别方法、系统、设备、介质和产品,能够在采集数据完整电表和采集数据缺失电表共存的情况下识别台区的拓扑结构,其中,首先计算与采集数据完整电表用户对应的网络拓扑,然后在此基础上识别采集数据缺失电表的位置,通过分布处理的方式,提高了算法准确性和效率,进而实现了台区用户拓扑关系的推演。


技术特征:

1.一种配电台区拓扑识别方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述完整量测数据包括完整用户数量、量测电压、量测有功功率和量测无功功率,所述缺失量测数据包括缺失用户数量、缺失用户用电量数据和无功功率估算值,所述采用所述公共路径电阻值、所述完整量测数据和所述缺失量测数据,确定台区网络阻抗参数的步骤,包括:

3.根据权利要求1所述的配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述对采集所述完整量测数据的第一量测电表进行节点拓扑,确定完整电表拓扑结构信息的步骤,包括:

4.根据权利要求3所述的配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述根据判断结果,更新所述预设观察节点集,并输出完整电表拓扑结构信息的步骤,包括:

5.根据权利要求4所述的配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述根据判断结果,更新所述预设电网边集合与所述新的观察节点集,并输出完整电表拓扑结构信息的步骤,包括:

6.根据权利要求1所述的配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述对采集所述缺失量测数据的第二量测电表进行位置拓扑,确定缺失电表拓扑位置信息的步骤,包括:

7.一种配电台区拓扑识别系统,其特征在于,包括:

8.一种电子设备,其特征在于,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1-6任一项所述的配电台区拓扑识别方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被执行时实现如权利要求1-6任一项所述的配电台区拓扑识别方法。

10.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,其中,当所述程序指令被计算机执行时,使所述计算机执行如权利要求1-6任一项所述的配电台区拓扑识别方法。


技术总结
本发明涉及配电网技术领域,公开了一种配电台区拓扑识别方法、系统、设备、介质和产品,能够在采集数据完整电表和采集数据缺失电表共存的情况下识别台区的拓扑结构,其中,首先计算与采集数据完整电表用户对应的网络拓扑,然后在此基础上识别采集数据缺失电表的位置,通过分布处理的方式,提高了算法准确性和效率,进而实现了台区用户拓扑关系的推演。

技术研发人员:郭国伟,詹细妹,孙健,陈聪,杨新森,李福燊,王贝贝,谢昶霖,魏晓豫,郑楚韬,陈法文,徐欣慰,陆志欣,梁自维,陈邦发,黄静,何子兰,刘益军,石俏,张文瀚,刘通,徐敏,史训涛,肖小兵,柯清派,邱杨鑫,李楷然,要若天,杨炜晨,段舒尹
受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司佛山供电局
技术研发日:
技术公布日:2024/9/23
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