配电台区变-户拓扑关系异常辨识方法

陈 磊,王忠丽,崔 驰,何炳哲,薛彦宁

(国网河北省电力有限公司衡水供电分公司,河北 衡水 053000)

线损率是电力系统安全、可靠、稳定运行的综合体现,同时也是电力公司的一种重要经济和技术指标,线损率的高低直接反应该公司的经济技术水平[1- 3]。

近年来,国家对于线损管理采用《线损四分管理标准》,台区线损作为线损管理的一个重要内容,主要通过一体化电量和线损管理系统对线损率不合格的台区进行异常分析,处理消缺。随着电能表智能化和采集全覆盖的推广,线损不合格台区中,计量和采集问题所占比例正在逐步下降,而且该问题有数据支撑,易于量化分析。

而由于同步异常、系统缺陷、人员疏忽[4-6]等问题造成的变-户拓扑异常,不仅使营销台区线损增加,而且对现场作业人员产生安全隐患。目前,变-户拓扑关系异常缺_乏相应的量化分析,只能通过工作人员的经验来判断,费时费力。

文献[7]基于配网接线方式提出了一种线-变-表拓扑异常辨识方法,但是其方法需要重复进行电量交换,效率较低。文献[8]提出了一种基于拓扑辨识的月线损计算方法,提高了线损的计算速度。但是上述文献研究内容均为配电网,并不适用于台区线损,为此,本文首先分析变-户拓扑关系对台区线损的影响,然后通过对台区下变-户关系的拓扑关系异常情况的分析,推导了不同类型下的线损实际值和统计值的关系,进而提出一种基于数据趋势的变-户拓扑关系异常辨识方法,并通过实例算例对提出方法的有效性进行了验证。

1 变-户拓扑关系对台区线损的影响

台区线损的计算公式为

式中:αi为台区i的线损率;WGi为 台区i的关口侧总电量;WSi为 台区i的售电侧总电量;Wij和N分别为台区i各用户电能表的电量和总数;Wik和M分别为台区i关口总表以及台区内各光伏用户的上网电能表的电量和总数。

对于台区x,其售电侧用户的电量Wxj本应属于台区x,但由于线路切改、同步异常、档案移动等问题造成变-户拓扑关系异常,导致Wxj在台区线损计算中被归属到台区Wyj中,即台区y中。这样就会使台区x的线损率增加,远高于正常线损,而台区y的线损率减少,甚至出现负损率。上述情况,容易出现在有相邻台区且用户交叉或者供电半径过大的台区上,以下具体分析台区变-户拓扑关系可能出现的异常情况。

2 台区变-户拓扑关系异常情况

台区变-户拓扑关系图如图1所示,每台变压器下连接多个分支箱,每个分支箱下设置多个低压接入点,每个接入点下可接入多个电能表箱,每个表箱内可装设多个电能表。

图1 台区下变-户拓扑关系示意

台区下出现的变-户拓扑关系异常情况主要为3种:第1种情况为,A户在现场中存在,而在系统中无档案;第2种情况为,A户在现场中为台区x,在系统中为台区y;第3种情况为,A户在现场中为台区x,B户在台区y,系统中A户在台区y,B户在台区x。其常见的错误类型如表1所示(表中ABCD不仅仅代表一个电能表,而是相同情况的一类电能表)。

表1 拓扑异常类型

当发生类型1的拓扑错误情况时,会导致原属于台区x的电量WxA被错误关联到台区y上,造成台区x和台区y线损率的统计值为

式中:α＇x和α＇y分别为台区x和台区y线损率的统计值;αx和αy分别为台区x和台区y线损率的实际值。进而可得到

同理可以推导出其他拓扑错误类型下台区线损率实际值和统计值的关系式,具体如表2所示。

表2 不同错误类型下线损率

上述分析可以看出,错误类型1会导致台区x的线损率为较大正值,且台区y的线损率为负值;错误类型2可能导致台区x的线损率为较大正值,且台区y的线损率为正常;错误类型4将会导致台区x的线损率正常,且台区y的线损率为负值;错误类型5和7可能导致台区x的线损率为负值,且台区y的线损率为较大正值;错误类型3和6要结合错档电能表的具体电量值进行分析。

3 台区变-户拓扑异常辨识流程

步骤1,对于相邻台区进行线损率异常分析,若部分台区线损率不合理,且同时存在台区负线损的情况,但是综合在一起分析线损率合格,则考虑存在错户或串台区的情况,如无转步骤2。

步骤2,对于相邻台区进行线损率异常分析,若某台区线损异常而其相邻台区线损均正常,则考虑为错户情况,而后转步骤3。

步骤3,将有问题的台区按照表2进行电量还原实验,若按某种错误类型还原电量后线损率合理,则表示可能存在该种错误。

步骤4,按照疑似错误进行现场排查消缺。

4 实例分析

为验证本文所提异常辨识方法的有效性,利用某供电公司两相邻台区具体数据进行分析。牛佐1和牛佐2两个台区连续14天的分别线损率和打包后的综合线损率,见表3。

根据表3可知,牛佐1台区线损率连续14天均为负值,平均日线损率为-27.76%,牛佐2台区线损率连续14天均为正值,平均日线损率为34.29%,而2台区打包后的综合平均日线损率为3.24%,为正常线损,初步判断2台区存在变-户拓扑关系异常。

表3 相邻2个台区分别线损率和综合线损率

将2台区线损率和各用户用电量通过MATLAB进行曲线拟合,所得结果见图2—4。

图2 2台区的线损率示意

由图2和图3对比可知,表计a1、表计a5、表计a15、表计a16的电量曲线趋势和牛佐2台区线损率的趋势较为接近。以表计16的电量数据为例,其电量在第2、6、10、12天处于高点,在第4、11天处于低点,牛佐2台区线损率在第2、6、9、12天处于高点,在第4、8、11天处于低点,二者趋势大体相同,故怀疑表计16出现拓扑异常,同理表计a1、表计a5、表计a15也疑似存在拓扑异常。

图3 牛佐1台区用户用电量示意

由图2和图4对比可知,表计b2、表计b6、表计b9的电量曲线趋势和牛佐1台区线损率的趋势较为接近。以表计2的电量数据为例,其电量在第3、6、10、13天处于高点,在第4、8、12天处于低点,牛佐1台区线损率在第3、6、10天处于高点,在第2、4、8、13天处于低点,二者趋势大体相同,故怀疑表计2出现拓扑异常,同理表计b6、表计b9也疑似存在拓扑异常。

图4 牛佐2台区用户用电量示意

将上述分析中怀疑存在拓扑异常的表计按照表2中所列公式进行电量还原实验,将牛佐1表计a15、a16和牛佐2表计b2交换之后,所得结果如图5所示。

由图5可看出,交换之后2台区线损均恢复正常,可见牛佐1台区中表计a15、a16和牛佐2台区中表计b2出现了串台区情况,但是牛佐1台区中表计a1、a5和牛佐2台区中表计b6、b9进行电量还原实验后2台区线损仍不合理,故需要区现场进行再次排查,确认情况。

图5 2台区还原后的线损率

5 结论

针对漏户、错户和串台区的拓扑异常情况,推导了相应错误类型线损率实际值和统计值的关系式,进而提出一种基于数据趋势的变-户拓扑异常辨识方法,并通过实际算例进行验证,得出以下结论:

(1)当相邻台区发生拓扑异常时,若其打包后的综合线损率合理,分开后两台区线损不合理,则2台区分开后的线损率为一正一负的情况;

(2)拓扑异常户表电量曲线的趋势基本应与实际所在台区的线损率曲线趋势相似;

(3)本文所提出的基于数据趋势分析的变-户拓扑异常辨识方法能够有效地判断出异常原因,具有较高的实用性。