陳 磊,王忠麗,崔 馳,何炳哲,薛彥寧

(國網(wǎng)河北省電力有限公司衡水供電分公司,河北 衡水 053000)

線損率是電力系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運行的綜合體現(xiàn),同時也是電力公司的一種重要經(jīng)濟和技術(shù)指標,線損率的高低直接反應(yīng)該公司的經(jīng)濟技術(shù)水平[1- 3]。

近年來,國家對于線損管理采用《線損四分管理標準》,臺區(qū)線損作為線損管理的一個重要內(nèi)容,主要通過一體化電量和線損管理系統(tǒng)對線損率不合格的臺區(qū)進行異常分析,處理消缺。隨著電能表智能化和采集全覆蓋的推廣,線損不合格臺區(qū)中,計量和采集問題所占比例正在逐步下降,而且該問題有數(shù)據(jù)支撐,易于量化分析。

而由于同步異常、系統(tǒng)缺陷、人員疏忽[4-6]等問題造成的變-戶拓撲異常,不僅使營銷臺區(qū)線損增加,而且對現(xiàn)場作業(yè)人員產(chǎn)生安全隱患。目前,變-戶拓撲關(guān)系異常缺_乏相應(yīng)的量化分析,只能通過工作人員的經(jīng)驗來判斷,費時費力。

文獻[7]基于配網(wǎng)接線方式提出了一種線-變-表拓撲異常辨識方法,但是其方法需要重復(fù)進行電量交換,效率較低。文獻[8]提出了一種基于拓撲辨識的月線損計算方法,提高了線損的計算速度。但是上述文獻研究內(nèi)容均為配電網(wǎng),并不適用于臺區(qū)線損,為此,本文首先分析變-戶拓撲關(guān)系對臺區(qū)線損的影響,然后通過對臺區(qū)下變-戶關(guān)系的拓撲關(guān)系異常情況的分析,推導(dǎo)了不同類型下的線損實際值和統(tǒng)計值的關(guān)系,進而提出一種基于數(shù)據(jù)趨勢的變-戶拓撲關(guān)系異常辨識方法,并通過實例算例對提出方法的有效性進行了驗證。

1 變-戶拓撲關(guān)系對臺區(qū)線損的影響

臺區(qū)線損的計算公式為

式中:αi為臺區(qū)i的線損率;WGi為 臺區(qū)i的關(guān)口側(cè)總電量;WSi為 臺區(qū)i的售電側(cè)總電量;Wij和N分別為臺區(qū)i各用戶電能表的電量和總數(shù);Wik和M分別為臺區(qū)i關(guān)口總表以及臺區(qū)內(nèi)各光伏用戶的上網(wǎng)電能表的電量和總數(shù)。

對于臺區(qū)x,其售電側(cè)用戶的電量Wxj本應(yīng)屬于臺區(qū)x,但由于線路切改、同步異常、檔案移動等問題造成變-戶拓撲關(guān)系異常,導(dǎo)致Wxj在臺區(qū)線損計算中被歸屬到臺區(qū)Wyj中,即臺區(qū)y中。這樣就會使臺區(qū)x的線損率增加,遠高于正常線損,而臺區(qū)y的線損率減少,甚至出現(xiàn)負損率。上述情況,容易出現(xiàn)在有相鄰臺區(qū)且用戶交叉或者供電半徑過大的臺區(qū)上,以下具體分析臺區(qū)變-戶拓撲關(guān)系可能出現(xiàn)的異常情況。

2 臺區(qū)變-戶拓撲關(guān)系異常情況

臺區(qū)變-戶拓撲關(guān)系圖如圖1所示,每臺變壓器下連接多個分支箱,每個分支箱下設(shè)置多個低壓接入點,每個接入點下可接入多個電能表箱,每個表箱內(nèi)可裝設(shè)多個電能表。

圖1 臺區(qū)下變-戶拓撲關(guān)系示意

臺區(qū)下出現(xiàn)的變-戶拓撲關(guān)系異常情況主要為3種:第1種情況為,A戶在現(xiàn)場中存在,而在系統(tǒng)中無檔案;第2種情況為,A戶在現(xiàn)場中為臺區(qū)x,在系統(tǒng)中為臺區(qū)y;第3種情況為,A戶在現(xiàn)場中為臺區(qū)x,B戶在臺區(qū)y,系統(tǒng)中A戶在臺區(qū)y,B戶在臺區(qū)x。其常見的錯誤類型如表1所示(表中ABCD不僅僅代表一個電能表,而是相同情況的一類電能表)。

表1 拓撲異常類型

當發(fā)生類型1的拓撲錯誤情況時,會導(dǎo)致原屬于臺區(qū)x的電量WxA被錯誤關(guān)聯(lián)到臺區(qū)y上,造成臺區(qū)x和臺區(qū)y線損率的統(tǒng)計值為

式中:α＇x和α＇y分別為臺區(qū)x和臺區(qū)y線損率的統(tǒng)計值;αx和αy分別為臺區(qū)x和臺區(qū)y線損率的實際值。進而可得到

同理可以推導(dǎo)出其他拓撲錯誤類型下臺區(qū)線損率實際值和統(tǒng)計值的關(guān)系式,具體如表2所示。

表2 不同錯誤類型下線損率

上述分析可以看出,錯誤類型1會導(dǎo)致臺區(qū)x的線損率為較大正值,且臺區(qū)y的線損率為負值;錯誤類型2可能導(dǎo)致臺區(qū)x的線損率為較大正值,且臺區(qū)y的線損率為正常;錯誤類型4將會導(dǎo)致臺區(qū)x的線損率正常,且臺區(qū)y的線損率為負值;錯誤類型5和7可能導(dǎo)致臺區(qū)x的線損率為負值,且臺區(qū)y的線損率為較大正值;錯誤類型3和6要結(jié)合錯檔電能表的具體電量值進行分析。

3 臺區(qū)變-戶拓撲異常辨識流程

步驟1,對于相鄰臺區(qū)進行線損率異常分析,若部分臺區(qū)線損率不合理,且同時存在臺區(qū)負線損的情況,但是綜合在一起分析線損率合格,則考慮存在錯戶或串臺區(qū)的情況,如無轉(zhuǎn)步驟2。

步驟2,對于相鄰臺區(qū)進行線損率異常分析,若某臺區(qū)線損異常而其相鄰臺區(qū)線損均正常,則考慮為錯戶情況,而后轉(zhuǎn)步驟3。

步驟3,將有問題的臺區(qū)按照表2進行電量還原實驗,若按某種錯誤類型還原電量后線損率合理,則表示可能存在該種錯誤。

步驟4,按照疑似錯誤進行現(xiàn)場排查消缺。

4 實例分析

為驗證本文所提異常辨識方法的有效性,利用某供電公司兩相鄰臺區(qū)具體數(shù)據(jù)進行分析。牛佐1和牛佐2兩個臺區(qū)連續(xù)14天的分別線損率和打包后的綜合線損率,見表3。

根據(jù)表3可知,牛佐1臺區(qū)線損率連續(xù)14天均為負值,平均日線損率為-27.76%,牛佐2臺區(qū)線損率連續(xù)14天均為正值,平均日線損率為34.29%,而2臺區(qū)打包后的綜合平均日線損率為3.24%,為正常線損,初步判斷2臺區(qū)存在變-戶拓撲關(guān)系異常。

表3 相鄰2個臺區(qū)分別線損率和綜合線損率

將2臺區(qū)線損率和各用戶用電量通過MATLAB進行曲線擬合,所得結(jié)果見圖2—4。

圖2 2臺區(qū)的線損率示意

由圖2和圖3對比可知,表計a1、表計a5、表計a15、表計a16的電量曲線趨勢和牛佐2臺區(qū)線損率的趨勢較為接近。以表計16的電量數(shù)據(jù)為例,其電量在第2、6、10、12天處于高點,在第4、11天處于低點,牛佐2臺區(qū)線損率在第2、6、9、12天處于高點,在第4、8、11天處于低點,二者趨勢大體相同,故懷疑表計16出現(xiàn)拓撲異常,同理表計a1、表計a5、表計a15也疑似存在拓撲異常。

圖3 牛佐1臺區(qū)用戶用電量示意

由圖2和圖4對比可知,表計b2、表計b6、表計b9的電量曲線趨勢和牛佐1臺區(qū)線損率的趨勢較為接近。以表計2的電量數(shù)據(jù)為例,其電量在第3、6、10、13天處于高點,在第4、8、12天處于低點,牛佐1臺區(qū)線損率在第3、6、10天處于高點,在第2、4、8、13天處于低點,二者趨勢大體相同,故懷疑表計2出現(xiàn)拓撲異常,同理表計b6、表計b9也疑似存在拓撲異常。

圖4 牛佐2臺區(qū)用戶用電量示意

將上述分析中懷疑存在拓撲異常的表計按照表2中所列公式進行電量還原實驗,將牛佐1表計a15、a16和牛佐2表計b2交換之后,所得結(jié)果如圖5所示。

由圖5可看出,交換之后2臺區(qū)線損均恢復(fù)正常,可見牛佐1臺區(qū)中表計a15、a16和牛佐2臺區(qū)中表計b2出現(xiàn)了串臺區(qū)情況,但是牛佐1臺區(qū)中表計a1、a5和牛佐2臺區(qū)中表計b6、b9進行電量還原實驗后2臺區(qū)線損仍不合理,故需要區(qū)現(xiàn)場進行再次排查,確認情況。

圖5 2臺區(qū)還原后的線損率

5 結(jié)論

針對漏戶、錯戶和串臺區(qū)的拓撲異常情況,推導(dǎo)了相應(yīng)錯誤類型線損率實際值和統(tǒng)計值的關(guān)系式,進而提出一種基于數(shù)據(jù)趨勢的變-戶拓撲異常辨識方法,并通過實際算例進行驗證,得出以下結(jié)論:

(1)當相鄰臺區(qū)發(fā)生拓撲異常時,若其打包后的綜合線損率合理,分開后兩臺區(qū)線損不合理,則2臺區(qū)分開后的線損率為一正一負的情況;

(2)拓撲異常戶表電量曲線的趨勢基本應(yīng)與實際所在臺區(qū)的線損率曲線趨勢相似;

(3)本文所提出的基于數(shù)據(jù)趨勢分析的變-戶拓撲異常辨識方法能夠有效地判斷出異常原因,具有較高的實用性。