本發(fā)明屬于線損診斷，具體涉及一種低壓臺(tái)區(qū)線損診斷方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、臺(tái)區(qū)線損是電網(wǎng)企業(yè)的一項(xiàng)重要經(jīng)營(yíng)技術(shù)指標(biāo)，由技術(shù)線損和管理線損兩部分組成。由于技術(shù)線損的存在，臺(tái)區(qū)線損一般在一定范圍內(nèi)，若超出正常范圍，則屬于線損異常，需要進(jìn)行人工排查和治理。

2、cn119125667a提供了一種低壓臺(tái)區(qū)線損的計(jì)算方法、裝置、電子設(shè)備及介質(zhì)，該方法應(yīng)用于目標(biāo)低壓臺(tái)區(qū)的三相物聯(lián)表，包括：讀取三相物聯(lián)表的電量和各單相表的電量，以及獲取目標(biāo)低壓臺(tái)區(qū)的電氣特征量；基于三相物聯(lián)表的電量和各單相表的電量計(jì)算第一線損結(jié)果；將電氣特征量輸入到預(yù)先訓(xùn)練好的線損計(jì)算模型中，得到第二線損結(jié)果；其中，線損計(jì)算模型是基于改進(jìn)的蝙蝠算法的隨機(jī)森林模型訓(xùn)練得到的；將第一線損結(jié)果和第二線損結(jié)果進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到目標(biāo)低壓臺(tái)區(qū)的線損結(jié)果。但是該發(fā)明受數(shù)據(jù)采集完整率和時(shí)鐘同步率的影響，低壓臺(tái)區(qū)線損計(jì)算準(zhǔn)確度不高；同時(shí)，未考慮到低壓臺(tái)區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)綜復(fù)雜、電纜地埋線場(chǎng)景較多，涉及低壓線路、居民表箱、電能表以及互感器等多樣設(shè)備，一線人員在面對(duì)高損、負(fù)損、兩率偏差不合理以及疑似無表用電等疑難臺(tái)區(qū)時(shí)，排查難度較大的問題；且隨著新能源汽車、5g基站、分布式光伏等新型負(fù)荷滲透率不斷提升，臺(tái)區(qū)供用電復(fù)雜度增加，更加劇了低壓臺(tái)區(qū)線損排查和治理工作的難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中線損測(cè)量和計(jì)算困難、準(zhǔn)確率低的問題，本發(fā)明提供一種低壓臺(tái)區(qū)線損診斷裝置、方法及系統(tǒng)，通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)測(cè)量單元同步實(shí)時(shí)測(cè)量臺(tái)區(qū)節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵電參量，綜合計(jì)算并預(yù)測(cè)線損異常點(diǎn)，提高臺(tái)區(qū)線損治理效率。

2、本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

3、本發(fā)明的第一方面提出了一種低壓臺(tái)區(qū)線損診斷方法，其特征在于，包括以下內(nèi)容：

4、逐級(jí)勘察從臺(tái)區(qū)變壓器出線端開始到計(jì)量箱之間的各級(jí)分支箱和計(jì)量箱中包含的節(jié)點(diǎn)；

5、按照設(shè)定的時(shí)間間隔采集節(jié)點(diǎn)的電壓和電流，并根據(jù)電壓和電流計(jì)算該節(jié)點(diǎn)的電量、相位角、基波電流幅值和設(shè)定個(gè)數(shù)的奇次諧波電流幅值；

6、根據(jù)節(jié)點(diǎn)的相位角、基波電流幅值和設(shè)定個(gè)數(shù)的奇次諧波電流幅值計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重，并將權(quán)重歸一化；

7、根據(jù)電量和對(duì)應(yīng)的歸一化后的權(quán)重計(jì)算臺(tái)區(qū)總線損和所有分段線損，跟據(jù)臺(tái)區(qū)總線損和所有分段線損及所有線損對(duì)應(yīng)的相對(duì)變化率計(jì)算所有綜合分段線損率；

8、構(gòu)建并訓(xùn)練線損時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，將本時(shí)刻的所有的綜合分段線損率輸入線損時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)出下一時(shí)刻的所有綜合分段線損率，當(dāng)預(yù)測(cè)的下一時(shí)刻的綜合分段線損率中存在超過設(shè)定的線損率閾值時(shí)進(jìn)行預(yù)警；將本時(shí)刻的所有的綜合分段線損率加入訓(xùn)練集對(duì)線損時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型進(jìn)行更新。

9、優(yōu)選地，所述從臺(tái)區(qū)變壓器出線端開始到計(jì)量箱之間的各級(jí)分支箱和計(jì)量箱中包含的節(jié)點(diǎn)，具體為：

10、各級(jí)分支箱均包含若干個(gè)分支箱，每個(gè)分支箱出線端子前的a相、b相、c相電纜上各作為1個(gè)節(jié)點(diǎn)；

11、每個(gè)計(jì)量箱中的a相、b相、c相電纜上各作為1個(gè)節(jié)點(diǎn)。

12、優(yōu)選地，所述根據(jù)節(jié)點(diǎn)的相位角、基波電流幅值和設(shè)定個(gè)數(shù)的奇次諧波電流幅值計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重，并將權(quán)重歸一化，具體為：

13、權(quán)重計(jì)算公式為：

14、

15、其中，，為分支箱級(jí)數(shù)；為第 x個(gè) k級(jí)分支箱的第 j個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重，當(dāng)k等于 m+1時(shí)， k級(jí)分支箱為計(jì)量箱；， j為1、2、3分別對(duì)應(yīng)a相、b相、c相的節(jié)點(diǎn)；為節(jié)點(diǎn)的基波電流幅值；為節(jié)點(diǎn)的2i+1次諧波電流幅值；n為設(shè)定的奇次諧波電流個(gè)數(shù)；為節(jié)點(diǎn)的相位角；、均為設(shè)定的靈敏度參數(shù)；為設(shè)定的2i+1次諧波電流的重要度比例；

16、將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重除以所有節(jié)點(diǎn)的權(quán)重之和為歸一化后的權(quán)重。

17、優(yōu)選地，所述根據(jù)電量乘以對(duì)應(yīng)的歸一化后的權(quán)重計(jì)算臺(tái)區(qū)總線損和分段線損，具體為：

18、本時(shí)刻第 x個(gè) k級(jí)分支箱的分段線損具體為：

19、

20、其中，為第 x個(gè) k級(jí)分支箱的第 j個(gè)節(jié)點(diǎn)的電量；為歸一化后的第 x個(gè) k級(jí)分支箱的第 j個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重；為與第 x個(gè) k級(jí)分支箱相連的第個(gè) k+1級(jí)分支箱的第 j個(gè)節(jié)點(diǎn)的電量，為歸一化后的與第 x個(gè) k級(jí)分支箱相連的第個(gè) k+1級(jí)分支箱的第 j個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重；為與第 x個(gè) k級(jí)分支箱相連的 k+1級(jí)分支箱個(gè)數(shù)；

21、總線損為所有分段線損之和。

22、優(yōu)選地，所述根據(jù)電量和對(duì)應(yīng)的歸一化后的權(quán)重計(jì)算臺(tái)區(qū)總線損和分段線損，跟據(jù)臺(tái)區(qū)總線損和所有分段線損及所有線損對(duì)應(yīng)的相對(duì)變化率計(jì)算綜合分段線損率，具體為：

23、本時(shí)刻第 x個(gè) k級(jí)分支箱的綜合分段線損率計(jì)算公式為：

24、

25、其中，為本時(shí)刻的總線損；為本時(shí)刻第 x個(gè) k級(jí)分支箱的分段線損的相對(duì)變化率，等于本時(shí)刻與上一時(shí)刻第 x個(gè) k級(jí)分支箱的分段線損之差除以本時(shí)刻第 x個(gè) k級(jí)分支箱的分段線損；為本時(shí)刻總線損的相對(duì)變化率，等于本時(shí)刻與上一時(shí)刻總線損之差除以本時(shí)刻總線損。

26、優(yōu)選地，所述線損時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型采用回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)，所述回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、動(dòng)態(tài)儲(chǔ)層和輸出層，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)層由神經(jīng)元通過隨機(jī)稀疏連接組成；

27、回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)層狀態(tài)更新函數(shù)為：

28、

29、其中，為時(shí)間步t的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)層狀態(tài)向量；為時(shí)間步t的輸入層輸出的向量；為時(shí)間步t-1的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)層狀態(tài)向量；為輸入層到動(dòng)態(tài)儲(chǔ)層的權(quán)重矩陣；為動(dòng)態(tài)儲(chǔ)層內(nèi)部的權(quán)重矩陣；是動(dòng)態(tài)儲(chǔ)層內(nèi)部的偏置項(xiàng)；為非線性激活函數(shù)。

30、優(yōu)選地，將本時(shí)刻的所有的綜合分段線損率加入訓(xùn)練集對(duì)線損時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型進(jìn)行更新，不對(duì)回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的所有權(quán)重矩陣進(jìn)行更新訓(xùn)練，只對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的輸出層的權(quán)重矩陣進(jìn)行更新。

31、本發(fā)明的第二方面提出了一種使用本發(fā)明第一方面所述方法的低壓臺(tái)區(qū)線損診斷系統(tǒng)，包括若干節(jié)點(diǎn)測(cè)量單元、權(quán)重計(jì)算單元、綜合分段線損率計(jì)算單元和預(yù)測(cè)單元，其特征在于：

32、所述節(jié)點(diǎn)測(cè)量單元：安裝在臺(tái)區(qū)變壓器出線端開始到計(jì)量箱之間的各級(jí)分支箱和計(jì)量箱中包含的各節(jié)點(diǎn)上；用于按照設(shè)定的時(shí)間間隔采集節(jié)點(diǎn)的電壓和電流，并根據(jù)電壓和電流計(jì)算該節(jié)點(diǎn)的電量、相位角、基波電流幅值和設(shè)定個(gè)數(shù)的奇次諧波電流幅值；

33、權(quán)重計(jì)算單元：用于根據(jù)節(jié)點(diǎn)的相位角、基波電流幅值和設(shè)定個(gè)數(shù)的奇次諧波電流幅值計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重，并將權(quán)重歸一化；

34、綜合分段線損率計(jì)算單元：用于根據(jù)電量和對(duì)應(yīng)的歸一化后的權(quán)重計(jì)算臺(tái)區(qū)總線損和所有分段線損，跟據(jù)臺(tái)區(qū)總線損和所有分段線損及所有線損對(duì)應(yīng)的相對(duì)變化率計(jì)算所有綜合分段線損率；

35、預(yù)測(cè)單元：用于構(gòu)建并訓(xùn)練線損時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，將本時(shí)刻的所有的綜合分段線損率輸入線損時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)出下一時(shí)刻的所有綜合分段線損率，當(dāng)預(yù)測(cè)的下一時(shí)刻的綜合分段線損率中存在超過設(shè)定的線損率閾值時(shí)進(jìn)行預(yù)警；將本時(shí)刻的所有的綜合分段線損率加入訓(xùn)練集對(duì)線損時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型進(jìn)行更新。

36、優(yōu)選地，所述節(jié)點(diǎn)測(cè)量單元由電壓測(cè)量模塊、電流測(cè)量模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、同步時(shí)鐘模塊、電源模塊和微處理器組成；

37、電壓測(cè)量模塊和電流測(cè)量模塊在微處理器的控制下對(duì)節(jié)點(diǎn)處的電壓和電流進(jìn)行同步測(cè)量；同步時(shí)鐘模塊為微處理器提供時(shí)鐘信息；微處理器根據(jù)測(cè)量的電壓和電流計(jì)算電量、相位角、基波電流幅值和設(shè)定個(gè)數(shù)的奇次諧波電流幅值；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)測(cè)量的電壓和電流值，以及計(jì)算出來的電量、相位角、基波電流幅值和設(shè)定個(gè)數(shù)的奇次諧波電流幅值；數(shù)據(jù)通信模塊用于節(jié)點(diǎn)測(cè)量單元與權(quán)重計(jì)算單元和綜合分段線損率計(jì)算單元通信。

38、優(yōu)選地，所述電壓測(cè)量模塊采用直接接入方式，通過導(dǎo)線將電壓測(cè)量模塊與被測(cè)節(jié)點(diǎn)直接連接，導(dǎo)線與電壓測(cè)量模塊的連接采用香蕉頭或bnc接口，導(dǎo)線與被節(jié)點(diǎn)的連接采用鱷魚夾或釹鐵硼磁鐵；

39、所述電流測(cè)量模塊采用開口式電流鉗接入方式，將開口式電流鉗鉗在相線上，開口式電流鉗的引出線與電流測(cè)量模塊采用bnc接口連接。

40、本發(fā)明的第三方面提出了一種設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行使用本發(fā)明的第一方面所述的低壓臺(tái)區(qū)線損診斷方法的步驟。

41、本發(fā)明的第四方面提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)使用本發(fā)明的第一方面所述的低壓臺(tái)區(qū)線損診斷方法的步驟。

42、本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過采集各節(jié)點(diǎn)的電壓和電流計(jì)算各種電參量；根據(jù)電參量計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的權(quán)重，全面地根據(jù)低壓臺(tái)區(qū)各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)計(jì)算出的電量，從而適應(yīng)復(fù)雜情況下的線損檢測(cè)。根據(jù)電量和權(quán)重計(jì)算總線損、分段線損，只需安裝好節(jié)點(diǎn)測(cè)控單元，無需對(duì)其進(jìn)行其他調(diào)試，降低設(shè)備安裝調(diào)試時(shí)間，通過總線損和分段線損及其變化率計(jì)算綜合分段線損率，使檢測(cè)異常的測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，利用時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型對(duì)下一時(shí)刻的綜合分段線損率進(jìn)行預(yù)測(cè)，可以提前進(jìn)行預(yù)警，大幅提高了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)效率，節(jié)省人工成本，預(yù)測(cè)后將本時(shí)刻的綜合分段線損率加入訓(xùn)練集對(duì)模型進(jìn)行更新，完成在線學(xué)習(xí)，提高模型的準(zhǔn)確率。