配電臺區變-戶拓撲關系異常辨識方法

陳 磊,王忠麗,崔 馳,何炳哲,薛彥寧

(國網河北省電力有限公司衡水供電分公司,河北 衡水 053000)

線損率是電力系統安全、可靠、穩定運行的綜合體現,同時也是電力公司的一種重要經濟和技術指標,線損率的高低直接反應該公司的經濟技術水平[1- 3]。

近年來,國家對于線損管理采用《線損四分管理標準》,臺區線損作為線損管理的一個重要內容,主要通過一體化電量和線損管理系統對線損率不合格的臺區進行異常分析,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,而且該問題有數據支撐,易于量化分析。

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

文獻[7]基于配網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容均為配電網,并不適用于臺區線損,為此,本文首先分析變-戶拓撲關系對臺區線損的影響,然后通過對臺區下變-戶關系的拓撲關系異常情況的分析,推導了不同類型下的線損實際值和統計值的關系,進而提出一種基于數據趨勢的變-戶拓撲關系異常辨識方法,并通過實例算例對提出方法的有效性進行了驗證。

1 變-戶拓撲關系對臺區線損的影響

臺區線損的計算公式為

式中:αi為臺區i的線損率;WGi為 臺區i的關口側總電量;WSi為 臺區i的售電側總電量;Wij和N分別為臺區i各用戶電能表的電量和總數;Wik和M分別為臺區i關口總表以及臺區內各光伏用戶的上網電能表的電量和總數。

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

2 臺區變-戶拓撲關系異常情況

臺區變-戶拓撲關系圖如圖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,每個表箱內可裝設多個電能表。

圖1 臺區下變-戶拓撲關系示意

臺區下出現的變-戶拓撲關系異常情況主要為3種:第1種情況為,A戶在現場中存在,而在系統中無檔案;第2種情況為,A戶在現場中為臺區x,在系統中為臺區y;第3種情況為,A戶在現場中為臺區x,B戶在臺區y,系統中A戶在臺區y,B戶在臺區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

當發生類型1的拓撲錯誤情況時,會導致原屬于臺區x的電量WxA被錯誤關聯到臺區y上,造成臺區x和臺區y線損率的統計值為

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

同理可以推導出其他拓撲錯誤類型下臺區線損率實際值和統計值的關系式,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會導致臺區x的線損率為較大正值,且臺區y的線損率為負值;錯誤類型2可能導致臺區x的線損率為較大正值,且臺區y的線損率為正常;錯誤類型4將會導致臺區x的線損率正常,且臺區y的線損率為負值;錯誤類型5和7可能導致臺區x的線損率為負值,且臺區y的線損率為較大正值;錯誤類型3和6要結合錯檔電能表的具體電量值進行分析。

3 臺區變-戶拓撲異常辨識流程

步驟1,對于相鄰臺區進行線損率異常分析,若部分臺區線損率不合理,且同時存在臺區負線損的情況,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的情況,如無轉步驟2。

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

步驟3,將有問題的臺區按照表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具體數據進行分析。牛佐1和牛佐2兩個臺區連續14天的分別線損率和打包后的綜合線損率,見表3。

根據表3可知,牛佐1臺區線損率連續14天均為負值,平均日線損率為-27.76%,牛佐2臺區線損率連續14天均為正值,平均日線損率為34.29%,而2臺區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臺區存在變-戶拓撲關系異常。

表3 相鄰2個臺區分別線損率和綜合線損率

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

圖2 2臺區的線損率示意

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臺區線損率的趨勢較為接近。以表計16的電量數據為例,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臺區線損率的趨勢較為接近。以表計2的電量數據為例,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,所得結果如圖5所示。

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

圖5 2臺區還原后的線損率

5 結論

針對漏戶、錯戶和串臺區的拓撲異常情況,推導了相應錯誤類型線損率實際值和統計值的關系式,進而提出一種基于數據趨勢的變-戶拓撲異常辨識方法,并通過實際算例進行驗證,得出以下結論:

(1)當相鄰臺區發生拓撲異常時,若其打包后的綜合線損率合理,分開后兩臺區線損不合理,則2臺區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與實際所在臺區的線損率曲線趨勢相似;

(3)本文所提出的基于數據趨勢分析的變-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。