CN104330678A - 一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法：首先输入负荷终端在同一时间断面下采集的三相电压、三相电流、有功功率数据及无功功率数据和低压配电网台区结构数据，并初始化状态估计参数信息；然进行低压配电网三相状态估计；后进行低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率和无功功率估计；接着计算低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率和无功功率遥测估计误差；最后通过比较负荷端点的各相电力用户的有功功率和无功功率遥测估计误差与状态估计合格率指标值大小，来判断有无可疑窃电用户。

Description

一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法

技术领域

本发明属于配电***用电监测与分析技术领域，具体涉及一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法。 

背景技术

随着电力工业的发展和电网的建设，电力***运行监视与控制手段也变得愈加灵活和成熟。但目前我国低压配电网台区的管理线损仍长期居高不下，给供电企业带来巨大的电能量损耗和经济损失，其中窃电或者异常用电现象是造成管理线损异常的主要原因之一。由于窃电方式多样化和反窃电技术水平低等原因，偷漏电问题一直困扰着各级供电部门。窃电或异常用电行为不仅严重扰乱了供用电秩序，还严重影响低压配电网台区的供电可靠性和电能质量。因此，为了保障供电企业的经济效益和电力用户的正当权益，深入研究低压配电网台区用电监测方法，以便及时发现和有效遏制窃电或异常用电用户，具有重要的研究价值和现实意义。 

长期以来，我国的用电监测主要依靠人力稽查，防反窃电主要立足于用户电能表的“防窃电”设计，例如，采用专用计量箱或计量专用锁，对电表加装防撬铅封及引线套管，采用逆止式电表。人力现场稽查的主要缺点是工作效率低，且受主观因素影响大，难以准确、及时发现异常用电现象；另外，电能表的“防窃电”设计主要适用于常见的窃电手法，如失压法窃电和欠流法窃电，而无法防范表前接线或埋线等隐蔽窃电行为。 

近年来，随着远程负荷集抄***的发展与应用，出现了基于表计数据分析 的用电监测方法。如中国专利“一种用电监测方法”(专利号CN101477163)，公开的方法是首先通过用电监测终端采集电压、电流和功率冻结数据传送至主站，在主站计算管理线损率并与设定阀值比较来判断有无异常用电现象，如果发现用电异常，则利用非线性规划方法计算各用户功率，通过比较该计算功率和冻结功率的大小来定位可疑窃电用户。该方法的主要缺点是：①要求主站根据采集数据正确计算管理线损率，若线损率计算错误则严重影响用电监测结果，工程实用性差；②由线损率与经验阀值比较大小，判断有无异常用电现象，人为主观性太强，且不同台区的线损率经验阀值也一般不同；③非线性规划方法不能避免坏量测数据的不良影响，导致用户功率的计算结果错误，无法准备定位可疑窃电用户。 

发明内容

本发明的目的是针对现有用电监测方法的不足，提供一种基于配网三相状态估计的台区用电监测方法。本方法根据负荷终端采集的电压、电流和功率数据，通过配网三相状态估计，利用状态估计合格率指标能够有效辨识定位可疑窃电用户，具有辨识效果好、工程实用性强、易于推广应用的特点。 

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法： 

步骤一：输入负荷终端在同一时间断面下采集的三相电压、三相电流、有功功率数据及无功功率数据和低压配电网台区结构数据，并初始化状态估计参数信息； 

步骤二：进行低压配电网三相状态估计； 

步骤三：进行低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率和无功功率估 计； 

步骤四：计算低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率遥测估计误差和无功功率遥测估计误差； 

步骤五：最后通过比较负荷端点的各相电力用户的有功功率和无功功率遥测估计误差与状态估计合格率指标值大小，来判断有无可疑窃电用户。 

在一较佳实施例中：所述三相电压、三相电流和有功功率数据及无功功率数据包括低压配电网台区公共变压器在任一时间断面下的总有功功率和总无功功率数据以及三相电压幅值和三相电流幅值，以及低压配电网台区所有负荷用户终端在同一时间断面下的各相有功功率和各相无功功率数据、三相电压幅值和相电流幅值。 

在一较佳实施例中：所述低压配电网台区结构数据包括：网络线路电阻、电抗和导纳参数、线路的额定电压、基准功率。 

在一较佳实施例中：所述初始化状态估计参数信息具体是指：设置低压配电网台区所有端点的三相节点电压幅值均为1.0pu，且a相电压相位均为零，b、c两相电压相位较a相电压分别滞后120°和240°；设定状态估计量测权重矩阵R^-1为n阶单位矩阵，即n阶单位矩阵R^-1的对角线元素全为1，非对角线元素全为0，n为状态估计中实际的测量个数；初始化最大迭代次数Tmax为40～60；收敛精度ε为10^-3～10^-5，并设置迭代次数time＝1。 

在一较佳实施例中：所述低压配电网三相状态估计具体包括以下步骤: 

1)计算网络节点导纳矩阵； 

根据所述电网结构参数，计算网络节点导纳矩阵，计算公式为： 

式中：B₁＝{a,b,c,n}，表示端点包含中性点n的电气节点组合，其中a、b、c分别表示abc三相电气节点；x、p、t表示电气节点组合B₁中的任一节点；φ_i为与端点i直接相联但不包括端点i的端点集合；j为端点集合φ_i中的任一端点； 表示端点i中节点p和x之间的并联支路导纳；表示端点i中节点p与端点j中节点t直接相联的支路导纳；表示端点i中节点p对地电容得到的对地并联导纳；自导纳表示与端点i中节点p直接相联的所有支路导纳和对地电容导纳之和，互导纳表示端点i中节点p和t之间支路导纳的相反数与端点i且与i直接相联端点节点p和t之间所有支路导纳之和，互导纳则表示端点i和k中节点p和t之间支路导纳的相反数。 

问题3：专利全文的字母符号格式是否需要统一为Times New Roman，和公式中的符号对应相同，以便更好的认读？(这个不需要的)字母斜体是否也需要统一呢？如果不需要，那就不作要求。

2)计算低压配电网台区公共变压器端点s的各相节点注入电流幅值不平衡量和总有功功率不平衡量及总无功功率不平衡量；计算公式为： 

式中：B_P＝{a,b,c}，表示端点不包含中性点n的电气节点组合，其中a、b、c 分别表示abc三相电气节点；d表示电气节点组合B_p中的任一节点；B₁、t的意义同公式(1)；s表示低压配电网台区公共变压器端点；为包括低压配电网台区公共变压器端点s且与其直接相联的端点集合；k为端点集合中的任一端点；分别为基于公式(2)计算低压配电网台区公共变压器端点s的d相节点注入电流不平衡量、总有功功率不平衡量和总无功功率不平衡量；和分别为低压配电网台区公共变压器端点s相对中性点n的三相电流幅值、三相总有功功率和三相总无功功率的测量量；和分别为端点k中节点t的电压的实部和虚部；和分别为端点s中节点d的电压的实部和虚部；和分别为端点s的中性点n的电压的实部和虚部； 和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部。 

3)计算低压配电网台区负荷用户端点i的三相节点的有功功率不平衡量及无功功率不平衡量，计算公式为： 

式中：和分别为低压配电网用户端点i中d相节点有功功率不平衡量和无功功率不平衡量；和分别为低压配电网台区负荷用户端点i中节点d相对中性点n的有功功率和无功功率的瞬时测量量。i表示低压配电网台区中任意某个负荷用户端点；和分别为端点i中节点d的电压的实部和虚部；和分别为端点i的中性点n电压的实部和虚部；和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；为包括负荷用户端点i且与其直接相联端点的集合；k为端点集合中的任一端点；B_p、d、B₁及t的意义同公式(2)。 

4)计算低压配电网台区负荷用户端点i的中性点的有功功率不平衡量及无功功率不平衡量，计算公式为： 

5)计算低压配电网台区负荷用户端点i的三相节点电压的不平衡量，计算公式为： 

$\mathrm{\Δ}{z}_{i,U}^d={\left({\hat{U}}_i^{\mathrm{dn}}\right)}^2-({(e_i^d-e_i^n)}^2+{({f_i}^d-{f_i}^n)}^2),d\∈B_P---\left(5\right)$

4)和5)式中：和分别为低压配电网台区负荷用户端点i的中性点n的有功功率不平衡量和无功功率的不平衡量；为低压配网负荷用户端点i中d相节点的电压不平衡量；为低压配电网台区负荷用户端点i相对中性点n的电压幅值的测量量；和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部； k、B_p、d、B₁及t的意义同公式(3)。 

6)计算联络零端点m中三相节点的电流不平衡量及中性点的电流不平衡量Δc_m，其计算公式为： 

式中：和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；为包括联络零端点m且与其直接相联端点的集合；k为端点集合中的任一端点；的意义同公式(2)；B₁、t、p的意义同公式(1)。 

7)计算量测雅克比矩阵； 

形成量测雅可比矩阵H＝[H_ss,H_sj；H_is,H_ij]，雅克比矩阵H的各分块子矩 阵的计算公式为： 

式中：雅可比分块子矩阵H_ss＝[H_ss1(1:3,1:3)；H_ss2(1:3,1:3)；H_ss3(1,1:3)；H_ss4(1,1:3)]； 和分别为节点导纳矩阵元素和的实部，和分别为节点导纳矩阵元素和的虚部；和分别为端点f中节点t电压的实部和虚部，f为端点集合中的任一端点；r表示电气节点组合B_p中的任一节点；和分别为端点s中的节点r电压的实部和虚部；B_p、B₁、d、t、s的意义同公式(4)。 

$\left\{\begin{array}{c}{H}_{\mathrm{sj}1}(1:\mathrm{3,1}:8)={\left[\begin{array}{c}2G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{e}_j^t-B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{f}_j^t)+2B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{f}_j^t+B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{e}_j^t)\\ -2B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{e}_j^t-B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{f}_j^t)+2G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{f}_j^t+B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{e}_j^t)\end{array}\right]}_{3\×8}^T\\ H_{\mathrm{sj}2}(1:\mathrm{3,1}:8)={\left[0\right]}_{3\×8}\\ H_{\mathrm{sj}3}(\mathrm{1,1}:8)={\left[\begin{array}{c}\underset{d\∈B_P}{\mathrm{\Σ}}\{G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(e_s^d-e_s^n)+B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}({f_s}^d-{f_s}^n)\}\\ \underset{d\∈B_P}{\mathrm{\Σ}}\{-B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(e_s^d-e_s^n)+G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}({f_s}^d-{f_s}^n)\}\end{array}\right]}_{1\×8}^T\\ H_{\mathrm{sj}4}(\mathrm{1,1}:8)={\left[\begin{array}{c}\underset{d\∈B_P}{\mathrm{\Σ}}\{-B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(e_s^d-e_s^n)+G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}({f_s}^d-{f_s}^n)\}\\ \underset{d\∈B_P}{\mathrm{\Σ}}\{-G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(e_s^d-e_s^n)-B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}({f_s}^d-{f_s}^n)\}\end{array}\right]}_{1\×8}^T\end{array}\right.---\left(8\right)$

式中：雅可比分块子矩阵H_sj＝[H_sj1(1:3,1:8)；H_sj2(1:3,1:8)；H_sj3(1,1:8)；H_sj4(1,1:8)]；s为低压配电网台区公共变压器端点；j为除低压配电网台区公共变压器端点s 外的其他端点；和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；和分别为端点j中节点t电压的实部和虚部；B_p、d及t的意义同公式(2)；[0]_3×8表示全零矩阵，下标3×8表示该矩阵为3行8列。 

$\left\{\begin{array}{c}{H}_{\mathrm{is}}(1:\mathrm{8,1}:6)={\left[\begin{array}{cc}{G}_{\mathrm{is}}^{\mathrm{pd}}& -B_{\mathrm{is}}^{\mathrm{pd}}\\ B_{\mathrm{is}}^{\mathrm{pd}}& G_{\mathrm{is}}^{\mathrm{pd}}\end{array}\right]}_{8\×6},p\∈B_1,d\∈B_P\\ H_{\mathrm{is}}(9:\mathrm{11,1}:6)={\left[\begin{array}{c}0\end{array}\right]}_{3\×6}\end{array}\right.---\left(9\right)$

式中：和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；s为低压配电网台区公共变压器端点；i为低压配电网台区负荷用户端点；[0]_3×6表示全零矩阵，下标3×6表示该矩阵为3行6列；p、B_p、B₁的意义同公式(1)；d的意义同公式(2)。 

$\left\{\begin{array}{c}{H}_{\mathrm{ij}}(1:\mathrm{8,1}:8)={\left[\begin{array}{cc}{G}_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{pt}}& -B_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{pt}}\\ B_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{pt}}& G_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{pt}}\end{array}\right]}_{8\×8},p\∈B_1,t\∈B_1\\ H_{\mathrm{ij}}(9:\mathrm{11,1}:8)={\left[\begin{array}{c}0\end{array}\right]}_{3\×8}\end{array}\right.---\left(10\right)$

式中：H_ij为雅可比矩阵H的常数项分块子矩阵；和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；[0]_3×8的意义同公式(8)；p、t及B₁的意义同公式(1)。 

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(1:\mathrm{3,1}:3)=-\mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(5:\mathrm{7,5}:7)={\left[{\mathrm{\μ}}_i^d\right]}_{3\×3}\\ \mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(5:\mathrm{7,8})=-\mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(1:\mathrm{3,4})={\left[{\mathrm{\μ}}_i^d\right]}_{3\×1}\\ \mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(\mathrm{8,5}:7)=-\mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(\mathrm{4,1}:3)={\left[{\mathrm{\μ}}_i^d\right]}_{1\×3}\\ \mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}\left(\mathrm{4,4}\right)=-\mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}\left(\mathrm{8,8}\right)=\underset{d\∈B_P}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\μ}}_i^d\\ \mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(1:\mathrm{3,5}:7)=\mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(5:\mathrm{7,1}:3)={[-{\mathrm{\η}}_i^d]}_{3\×3}\\ \mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(1:\mathrm{3,8})=\mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(5:\mathrm{7,4})={\left[{\mathrm{\η}}_i^d\right]}_{3\×1}\\ \mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(\mathrm{4,5}:7)=\mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(\mathrm{8,1}:3)={\left[{\mathrm{\η}}_i^d\right]}_{1\×3}\\ \mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}\left(\mathrm{4,8}\right)=\mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}\left(\mathrm{8,4}\right)=-\underset{d\∈B_P}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\η}}_i^d\\ \mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(9:\mathrm{11,1}:3)={\left[2(e_i^d-e_i^n)\right]}_{3\×3}\\ \mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(9:\mathrm{11,4})={[-2(e_i^d-e_i^n)]}_{3\×1}\\ \mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(9:\mathrm{11,5}:7)={\left[2({f_i}^d-{f_i}^n)\right]}_{3\×3}\\ \mathrm{\Δ}{H}_{\mathrm{ii}}(9:\mathrm{11,8})={[-2({f_i}^d-{f_i}^n)]}_{3\×1}\end{array}\right.---\left(11\right)$

式中：ΔH_ii为雅可比分块子矩阵H_ii的修正项子阵，i为除低压配电网台区公共变压器外的其他端点；B_p、d、及的意义同公式(3)；和均为修正项子矩阵ΔH_ii的矩阵元素，其计算公式分别为： 

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\η}}_i^d=\frac{{\hat{Q}}_i^{\mathrm{dn}}({(e_i^d-e_i^n)}^2-{({f_i}^d-{f_i}^n)}^2)-2{\hat{P}}_i^{\mathrm{dn}}(e_i^d-e_i^n)({f_i}^d-{f_i}^n)}{{({(e_i^d-e_i^n)}^2+{({f_i}^d-{f_i}^n)}^2)}^2}\\ {\mathrm{\μ}}_i^d=\frac{{\hat{P}}_i^{\mathrm{dn}}({(e_i^d-e_i^n)}^2-{({f_i}^d-{f_i}^n)}^2)+2{\hat{Q}}_i^{\mathrm{dn}}(e_i^d-e_i^n)({f_i}^d-{f_i}^n)}{{({(e_i^d-e_i^n)}^2+{({f_i}^d-{f_i}^n)}^2)}^2}\end{array}\right.,d\∈B_P---\left(12\right)$

式中：B_p、d、及的意义同公式(3)。 

计算雅可比矩阵C，计算公式为： 

$C_{\mathrm{ij}}(1:\mathrm{8,1}:8)={\left[\begin{array}{cc}{G}_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{dt}}& -B_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{dt}}\\ B_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{dt}}& G_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{dt}}\end{array}\right]}_{8\×8},d\∈B_1,t\∈B_1---\left(13\right)$

式中：C_ij为雅可比矩阵C的子矩阵；i、j、d、t及B₁的意义同公式(10)。 

8)状态变量更新：计算状态变量的修正量Δx^(time)，然后更新状态变量，得到状态变量新值；即：x^(time+1)＝x^(time)+Δx^(time)，time＝time+1，修正量计算公式为： 

Δx＝(H^TR^-1H)^-1{H^TR^-1Δz-C^T[C(H^TR^-1H)^-1C^T]^-1[C(H^TR^-1H)^-1H^TR^-1Δz-Δc]}   (14)式中，time为计算迭代次数；H^T和C^T分别为雅克比矩阵H和C的转置；Δc＝-c(x)； 表示迭代值为x时基于公式(2)-(5)计算的量测不平衡量，包括低压配电网台区公变端点s各相节点注入电流幅值不平衡量和总有功功率不平衡量及总无功功率不平衡量、低压配电网负荷用户端点i中三相节点及中性点的注入有功功率不平衡量和注入无功功率的不平衡量及电压不平衡量；R^-1为n阶单位矩阵，其意义同公式(1)。 

9)状态估计收敛性判断：如果状态变量的修正量Δx^(time)满足max(|Δ x^(time)|)<ε，则结束迭代计算，转至步骤三；如果max(|Δx^(time)|)≥ε且迭代次数time≤Tmax，则返回步骤二，继续迭代进行状态估计；当max(|Δx^(time)|)≥ε且迭代次数time>Tmax，则直接停止迭代，输出“状态估计不收敛”。 

在一较佳实施例中：所述低压配电网台区负荷用户端点的有功功率和无功功率估计值的计算公式为： 

式中：和分别为低压配电网台区负荷用户端点i的d相电力用户的有功功率和无功功率的估计值；其余变量意义同公式(3)。 

在一较佳实施例中：所述低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率和无功功率遥测估计误差的计算公式为： 

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&lambda;}}_{i,P}^d=|P_i^{\mathrm{dn}}-{\hat{P}}_i^{\mathrm{dn}}|/Z_i\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{i,Q}^d=|Q_i^{\mathrm{dn}}-{\hat{Q}}_i^{\mathrm{dn}}|/Z_i\end{array}\right.,d\&Element;B_P---\left(16\right)$

式中，和分别是低压配电网台区负荷用户端点i的d相有功功率和无功功率的遥测估计误差；和同公式(3)；和同公式(15)；Z_i为端点i的有功功率或无功功率的测量类型基准值，本文是针对380/220V低压台区电网，有功功率和无功功率的测量类型基准值都为145kW。 

在一较佳实施例中：所述通过比较负荷端点的各相电力用户的有功功率和无功功率遥测估计误差与状态估计合格率指标值大小，来判断有无可疑窃电用户具体是指：若低压配电网台区负荷用户端点i的d相有功功率或无功功率的遥测估计误差满足式(17)，则判定存在窃电或异常用电现象，即辨识出低压配电网台区负荷用户端点i的d相电力用户为可疑窃电用户；否则，低压配电网台区负荷用户端点i的d相电力用户认为是正常用电用户。 

${\mathrm{\&lambda;}}_{i,P}^d\&GreaterEqual;2.5\%,\mathrm{or}{\mathrm{\&lambda;}}_{i,Q}^d\&GreaterEqual;2.5\%---\left(17\right)$

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果： 

1.本发明方法充分利用了远程集抄***采集的冗余量测数据，能够有效避免坏量测数据对可疑窃电用户辨识结果的影响，辨识结果准确性高。 

2.本发明方法基于配网三相状态估计结果，利用状态估计合格率指标来辨识和定位可疑窃电用户，理论依据充分，辨识效果好。 

3.本发明可广泛应用于低压配电网台区的用电监测与分析领域，为准确辨识定位异常用电行为或窃电用户提供技术手段和实用方法，具有良好的实用价值和在线应用前景。 

附图说明

图1为本发明优选实施例中用于检验主变压器保护跳闸逻辑回路的检测装置的俯视示意图； 

图2为发明优选实施的电路原理结构示意图。 

具体实施方式

下文结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。 

如图1所示，一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法的具体步骤如下： 

步骤一： 

1)输入负荷终端在同一时间断面下采集的三相电压、三相电流、有功功率数据及无功功率数据和低压配电网台区结构数据。 

包括低压配电网台区公共变压器在任一时间断面下的总有功功率和总无功 功率数据以及三相电压幅值和三相电流幅值，以及低压配电网台区所有负荷用户终端在同一时间断面下的各相有功功率和各相无功功率数据、三相电压幅值和相电流幅值。所述低压配电网台区结构数据包括：网络线路电阻、电抗和导纳参数、线路的额定电压、基准功率。 

2)初始化状态估计参数信息 

设置低压配电网台区所有端点的三相节点电压幅值均为1.0pu，且a相电压相位均为零，b、c两相电压相位较a相电压分别滞后120°和240°；设定状态估计量测权重矩阵R^-1为n阶单位矩阵，即n阶单位矩阵R^-1的对角线元素全为1，非对角线元素全为0，n为状态估计中实际的测量个数；初始化最大迭代次数Tmax为50；收敛精度ε为10^-4，并设置迭代次数time＝1。设定IEEE13节点***中端点5为线路中间联络节点，没有接入电力负荷用户，即联络端点的注入负荷功率为零。 

步骤二：低压配电网三相状态估计 

具体步骤如下： 

(1)计算网络节点导纳矩阵 

根据所述电网结构参数，计算网络节点导纳矩阵，计算公式为： 

式中：B₁＝{a,b,c,n}，表示端点包含中性点n的电气节点组合，其中a、b、c分别表示abc三相电气节点；x、p、t表示电气节点组合B₁中的任一节点；φ_i为与端点i直接相联但不包括端点i的端点集合；j为端点集合φ_i中的任一端点； 表示端点i中节点p和x之间的并联支路导纳；表示端点i 中节点p与端点j中节点t直接相联的支路导纳；表示端点i中节点p对地电容得到的对地电容导纳；自导纳表示与端点i中节点p直接相联的所有支路导纳和对地电容导纳之和，互导纳表示端点i中节点p和t之间支路导纳的相反数与端点i且与i直接相联端点节点p和t之间所有支路导纳之和，互导纳则表示端点i和k中节点p和t之间支路导纳的相反数。 

计算得到该网络的节点导纳矩阵Y 

$Y={\left[\begin{array}{ccccc}1.2123-3.7440i& -0.4466+0.8059i& ...& 0& 0\\ -0.4466+0.8059i& 1.1518-3.6853i& ...& 0& 0\\ ...& ...& ...& ...& ...\\ 0& 0& ...& 4.4304-14.5739i& -0.8396+1.9169i\\ 0& 0& ...& -0.9486+1.9540i& 4.2288-14.4533i\end{array}\right]}_{52\&times;52}$

(2)计算低压配电网台区公共变压器端点s的各相节点注入电流幅值不平衡量和总有功功率不平衡量及总无功功率不平衡量；计算公式为： 

式中：B_P＝{a,b,c}，表示端点不包含中性点n的电气节点组合，其中a、b、c分别表示abc三相电气节点；d表示电气节点组合B_p中的任一节点；B₁、t的意义同公式(1)；s表示低压配电网台区公共变压器端点；为包括低压配电网台区公共变压器端点s且与其直接相联的端点集合；k为端点集合中的任一端点；和分别为基于公式(2)计算低压配电网台区公共变压器端点s的d相节点注入电流不平衡量、总有功功率不平衡量和总无功功率不平衡量；和分别为低压配电网台区公共变压器端点s相对中性点 n的三相电流幅值、三相总有功功率和三相总无功功率的测量量；和分别为端点k中节点t的电压的实部和虚部；和分别为端点s中节点d的电压的实部和虚部；和分别为端点s的中性点n的电压的实部和虚部； 和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部。 

(3)计算低压配电网台区负荷用户端点i的三相节点的有功功率不平衡量及无功功率不平衡量，计算公式为： 

式中：和分别为低压配电网台区负荷用户端点i中d相节点注入有功功率不平衡量和无功功率不平衡量；和分别为低压配电网台区负荷用户端点i中节点d相对中性点n的有功功率和无功功率的瞬时测量量。i表示低压配电网台区中任意某个负荷用户端点；和分别为端点i中节点d的电压的实部和虚部；和分别为端点i的中性点n电压的实部和虚部；和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；为包括负荷用户端点i且与其直接相联端点的集合；k为端点集合中的任一端点；B_p、d、B₁及t的意义同公式(2)。 

(4)计算低压配电网台区负荷用户端点i的中性点的有功功率不平衡量及无功功率不平衡量，计算公式为： 

(5)计算低压配电网台区负荷用户端点i的三相节点电压的不平衡量， 计算公式分别为： 

$\mathrm{\&Delta;}{z}_{i,U}^d={\left({\hat{U}}_i^{\mathrm{dn}}\right)}^2-({(e_i^d-e_i^n)}^2+{({f_i}^d-{f_i}^n)}^2),d\&Element;B_P---\left(5\right)$

(4)和(5)式中：和分别为低压配电网台区负荷用户端点i的中性点n的注入有功功率不平衡量和注入无功功率的不平衡量；为低压配网台区负荷用户端点i中d相节点的电压不平衡量；为低压配电网台区负荷用户端点i相对中性点n的电压幅值的测量量；和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；k、B_p、d、B₁及t的意义同公式(3)。 

(6)计算联络零端点m中三相节点的电流不平衡量及中性点的电流不平衡量Δc_m，其计算公式为： 

式中：和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；为包括联络零端点m且与其直接相联端点的集合；k为端点集合中的任一端点；的意义同公式(2)；B₁、t、p的意义同公式(1)。 

以第1次迭代计算的结果举例，按公式(2)-公式(6)，计算得到不平衡量Δz和Δc分别为： 

$\mathrm{\&Delta;z}={\left[\begin{array}{c}4.6426\\ 3.7631\\ -2.1184\\ 0.0168\\ .\\ .\\ .\\ 0.0017\\ \begin{array}{c}0.0021\\ 0.0015\end{array}\end{array}\right]}_{129\&times;1};$ $\mathrm{\&Delta;c}={\left[\begin{array}{c}2.5452\&times;{10}^{-5}\\ 1.0926\&times;{10}^{-7}\\ -5.4670\&times;{10}^{-5}\\ -1.2967\&times;{10}^{-5}\\ -3.5310\&times;{10}^{-5}\\ -4.2814\&times;{10}^{-5}\\ 1.3557\&times;{10}^{-4}\\ -4.6875\&times;{10}^{-5}\end{array}\right]}_{8\&times;1}$

(7)计算量测雅克比矩阵 

形成量测雅可比矩阵H＝[H_ss,H_sj；H_is,H_ij]，雅克比矩阵H的各分块子矩阵的计算公式为： 

式中：雅可比分块子矩阵H_ss＝[H_ss1(1:3,1:3)；H_ss2(1:3,1:3)；H_ss3(1,1:3)；H_ss4(1,1:3)]； 和分别为节点导纳矩阵元素和的实部，和分别为节点导纳矩阵元素和的虚部；和分别为端点f中节点t电压的实部和虚部，f为端点集合中的任一端点；r表示电气节点组合B_p中的任一节点；和分别为端点s中的节点r电压的实部和虚部；B_p、B₁、d、t、s的意义同公式(4)。 

$\left\{\begin{array}{c}{H}_{\mathrm{sj}1}(1:\mathrm{3,1}:8)={\left[\begin{array}{c}2G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{e}_j^t-B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{f}_j^t)+2B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{f}_j^t+B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{e}_j^t)\\ -2B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{e}_j^t-B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{f}_j^t)+2G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{f}_j^t+B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}{e}_j^t)\end{array}\right]}_{3\&times;8}^T\\ H_{\mathrm{sj}2}(1:\mathrm{3,1}:8)={\left[0\right]}_{3\&times;8}\\ H_{\mathrm{sj}3}(\mathrm{1,1}:8)={\left[\begin{array}{c}\underset{d\&Element;B_P}{\mathrm{\&Sigma;}}\{G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(e_s^d-e_s^n)+B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}({f_s}^d-{f_s}^n)\}\\ \underset{d\&Element;B_P}{\mathrm{\&Sigma;}}\{-B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(e_s^d-e_s^n)+G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}({f_s}^d-{f_s}^n)\}\end{array}\right]}_{1\&times;8}^T\\ H_{\mathrm{sj}4}(\mathrm{1,1}:8)={\left[\begin{array}{c}\underset{d\&Element;B_P}{\mathrm{\&Sigma;}}\{-B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(e_s^d-e_s^n)+G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}({f_s}^d-{f_s}^n)\}\\ \underset{d\&Element;B_P}{\mathrm{\&Sigma;}}\{-G_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}(e_s^d-e_s^n)-B_{\mathrm{sj}}^{\mathrm{dt}}({f_s}^d-{f_s}^n)\}\end{array}\right]}_{1\&times;8}^T\end{array}\right.---\left(8\right)$

式中：雅可比分块子矩阵H_sj＝[H_sj1(1:3,1:8)；H_sj2(1:3,1:8)；H_sj3(1,1:8)；H_sj4(1,1:8)]；s为低压配电网台区公共变压器端点；j为除低压配电网台区公共变压器端点s外的其他端点；和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；和分别为端点j中节点t电压的实部和虚部；B_p、d及t的意义同公式(2)；[0]_3×8表示全零矩阵，下标3×8表示该矩阵为3行8列。 

$\left\{\begin{array}{c}{H}_{\mathrm{is}}(1:\mathrm{8,1}:6)={\left[\begin{array}{cc}{G}_{\mathrm{is}}^{\mathrm{pd}}& -B_{\mathrm{is}}^{\mathrm{pd}}\\ B_{\mathrm{is}}^{\mathrm{pd}}& G_{\mathrm{is}}^{\mathrm{pd}}\end{array}\right]}_{8\&times;6},p\&Element;B_1,d\&Element;B_P\\ H_{\mathrm{is}}(9:\mathrm{11,1}:6)={\left[\begin{array}{c}0\end{array}\right]}_{3\&times;6}\end{array}\right.---\left(9\right)$

式中：和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；s为低压配电网台区公共变压器端点；i为低压配电网台区负荷用户端点；[0]_3×6表示全零矩阵，下标3×6表示该矩阵为3行6列；p、B_p、B₁的意义同公式(1)；d的意义同公式(2)。 

$\left\{\begin{array}{c}{H}_{\mathrm{ij}}(1:\mathrm{8,1}:8)={\left[\begin{array}{cc}{G}_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{pt}}& -B_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{pt}}\\ B_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{pt}}& G_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{pt}}\end{array}\right]}_{8\&times;8},p\&Element;B_1,t\&Element;B_1\\ H_{\mathrm{ij}}(9:\mathrm{11,1}:8)={\left[\begin{array}{c}0\end{array}\right]}_{3\&times;8}\end{array}\right.---\left(10\right)$

式中：H_ij为雅可比矩阵H的常数项分块子矩阵；和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；[0]_3×8的意义同公式(8)；p、t及B₁的意义同公式(1)。 

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(1:\mathrm{3,1}:3)=-\mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(5:\mathrm{7,5}:7)={\left[{\mathrm{\&mu;}}_i^d\right]}_{3\&times;3}\\ \mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(5:\mathrm{7,8})=-\mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(1:\mathrm{3,4})={\left[{\mathrm{\&mu;}}_i^d\right]}_{3\&times;1}\\ \mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(\mathrm{8,5}:7)=-\mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(\mathrm{4,1}:3)={\left[{\mathrm{\&mu;}}_i^d\right]}_{1\&times;3}\\ \mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}\left(\mathrm{4,4}\right)=-\mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}\left(\mathrm{8,8}\right)=\underset{d\&Element;B_P}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&mu;}}_i^d\\ \mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(1:\mathrm{3,5}:7)=\mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(5:\mathrm{7,1}:3)={[-{\mathrm{\&eta;}}_i^d]}_{3\&times;3}\\ \mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(1:\mathrm{3,8})=\mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(5:\mathrm{7,4})={\left[{\mathrm{\&eta;}}_i^d\right]}_{3\&times;1}\\ \mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(\mathrm{4,5}:7)=\mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(\mathrm{8,1}:3)={\left[{\mathrm{\&eta;}}_i^d\right]}_{1\&times;3}\\ \mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}\left(\mathrm{4,8}\right)=\mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}\left(\mathrm{8,4}\right)=-\underset{d\&Element;B_P}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&eta;}}_i^d\\ \mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(9:\mathrm{11,1}:3)={\left[2(e_i^d-e_i^n)\right]}_{3\&times;3}\\ \mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(9:\mathrm{11,4})={[-2(e_i^d-e_i^n)]}_{3\&times;1}\\ \mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(9:\mathrm{11,5}:7)={\left[2({f_i}^d-{f_i}^n)\right]}_{3\&times;3}\\ \mathrm{\&Delta;}{H}_{\mathrm{ii}}(9:\mathrm{11,8})={[-2({f_i}^d-{f_i}^n)]}_{3\&times;1}\end{array}\right.---\left(11\right)$

式中：ΔH_ii为雅可比分块子矩阵H_ii的修正项子阵，i为除低压配电网台区公共变压器外的其他端点；B_p、d、及的意义同公式(3)；和均为修正项子矩阵ΔH_ii的矩阵元素，其计算公式分别为： 

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&eta;}}_i^d=\frac{{\hat{Q}}_i^{\mathrm{dn}}({(e_i^d-e_i^n)}^2-{({f_i}^d-{f_i}^n)}^2)-2{\hat{P}}_i^{\mathrm{dn}}(e_i^d-e_i^n)({f_i}^d-{f_i}^n)}{{({(e_i^d-e_i^n)}^2+{({f_i}^d-{f_i}^n)}^2)}^2}\\ {\mathrm{\&mu;}}_i^d=\frac{{\hat{P}}_i^{\mathrm{dn}}({(e_i^d-e_i^n)}^2-{({f_i}^d-{f_i}^n)}^2)+2{\hat{Q}}_i^{\mathrm{dn}}(e_i^d-e_i^n)({f_i}^d-{f_i}^n)}{{({(e_i^d-e_i^n)}^2+{({f_i}^d-{f_i}^n)}^2)}^2}\end{array}\right.,d\&Element;B_P---\left(12\right)$

式中：B_p、d、及的意义同公式(3)。 

计算雅可比矩阵C，计算公式为： 

$C_{\mathrm{ij}}(1:\mathrm{8,1}:8)={\left[\begin{array}{cc}{G}_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{dt}}& -B_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{dt}}\\ B_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{dt}}& G_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{dt}}\end{array}\right]}_{8\&times;8},d\&Element;B_1,t\&Element;B_1---\left(13\right)$

式中：C_ij为雅可比矩阵C的子矩阵；i、j、d、t及B₁的意义同公式(10)。 

以第1次迭代计算的结果举例，按公式(7)-公式(12)，计算得到量测雅可比矩阵H为： 

$H={\left[\begin{array}{ccccccc}7.439\&times;{10}^4& -2.001\&times;{10}^3& -1.481\&times;{10}^3& ...& 0& 0& 0\\ 4.077\&times;{10}^3& -3.514\&times;{10}^4& -0.801\&times;{10}^3& ...& 0& 0& 0\\ 2.869\&times;{10}^3& -0.762\&times;{10}^3& -3.595\&times;{10}^4& ...& 0& 0& 0\\ .& .& .& .& .& .& .\\ .& .& .& .& .& .& .\\ .& .& .& .& .& .& .\\ 0& 0& 0& ...& 0& 0& 531.041\\ 0& 0& 0& ..& -4.161\&times;{10}^3& 0& 4.161\&times;{10}^3\\ 0& 0& 0& ...& 0& 3.598\&times;{10}^3& -3.598\&times;{10}^3\end{array}\right]}_{129\&times;101}$

按公式(13)，得到雅可比矩阵C为： 

$C={\left[\begin{array}{ccccc}0& ...& 1.7864& 1.4337& ...\\ 0& ...& -4.6070& 0.9400& ...\\ 0& ...& 0.9400& -4.4304& ...\\ 0& ...& 0.8712& 0.9486& ...\\ 0& ...& -3.2235& -2.7391& ...\\ 0& ...& 14.7412& -2.0712& ...\\ 0& ...& -2.0712& 14.5739& ...\\ 0& ...& -1.8608& -1.9540& ...\end{array}\right]}_{8\&times;101}$

(8)状态变量更新 

计算状态变量的修正量Δx^(time)，然后更新状态变量，得到状态变量新值；即：x^(time+1)＝x^(time)+Δx^(time)，time＝time+1，修正量计算公式为： 

Δx＝(H^TR^-1H)^-1{H^TR^-1Δz-C^T[C(H^TR^-1H)^-1C^T]^-1[C(H^TR^-1H)^-1H^TR^-1Δz-Δc]}   (14)式中，time为计算迭代次数；H^T和C^T分别为雅克比矩阵H和C的转置；Δc＝-c(x)； 表示迭代值为x时基于公式(2)-(5)计算的量测不平衡量，包括低压配电网台区公变端点s各相节点注入电流幅值不平衡量和总有功功率不平衡量及总无功功率不平衡量、低压配电网负荷用户端点i中三相节点及中性点的注入有功功率不平衡量和注入无功功率的不平衡量及电压不平衡量；R^-1为n阶单位矩阵，其意义同步骤(1)。 

以第1次迭代计算的结果举例，按公式(14)，计算得到状态变量的修正量Δx⁽¹⁾为： 

$\mathrm{\&Delta;}{x}^{\left(1\right)}={\left[\begin{array}{ccccccc}...& -0.1423& 0.0106& 0.6434& -0.1243& -0.390& ...\end{array}\right]}_{1\&times;101}^T$

(9)状态估计收敛性判断 

如果状态变量的修正量Δx^(time)满足max(|Δx^(time)|)<ε，则结束迭代计算，转至步骤三；如果max(|Δx^(time)|)≥ε且迭代次数time≤Tmax，则返回步骤二，继续迭代进行状态估计；当max(|Δx^(time)|)≥ε且迭代次数time>Tmax，则直接停止迭代，输出“状态估计不收敛”。 

以第1次迭代计算的结果举例，此时，ε＝10^-4，Tmax＝50，max(|Δx⁽¹⁾|)＝229.1871>ε，time＝1<Tmax。根据收敛性判断，返回第步骤二，重新继续迭代进行状态估计。 

根据前面的步骤二，迭代7次后满足收敛条件，此时max(|Δx(7)|)＝7.1394×10-5<ε，故结束状态估计迭代计算，并转至步骤三。 

步骤三：进行低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率和无功功率估计； 

计算公式为： 

式中：和分别为低压配电网台区负荷用户端点i的d相电力用户的有功功率和无功功率的估计值；其余变量意义同公式(3)。其计算结果如下表1所示： 

表1 电力用户的有功和无功功率量测估计值 

步骤四：计算低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率遥测估计误差和无功功率遥测估计误差； 

计算公式为： 

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&lambda;}}_{i,P}^d=|P_i^{\mathrm{dn}}-{\hat{P}}_i^{\mathrm{dn}}|/Z_i\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{i,Q}^d=|Q_i^{\mathrm{dn}}-{\hat{Q}}_i^{\mathrm{dn}}|/Z_i\end{array}\right.,d\&Element;B_p---\left(16\right)$

式中，和分别是低压配电网台区负荷用户端点i的d相有功功率和无功功率的遥测估计误差；和同公式(3)；和同公式(15)；Z_i为端点i的有功功率或无功功率的测量类型基准值，本文是针对380/220V低压台区电网，有功功率和无功功率的测量类型基准值都为145kW。计算结果如下表2所示： 

表2 电力用户的有功和无功功率遥测估计误差结果 

步骤五：最后通过比较负荷端点的各相电力用户的有功功率和无功功率遥测估计误差与状态估计合格率指标值大小，来判断有无可疑窃电用户。 

所述通过比较负荷端点的各相电力用户的有功功率和无功功率遥测估计误差与状态估计合格率指标值大小，来判断有无可疑窃电用户：若低压配电网台区负荷用户端点i的d相有功功率或无功功率的遥测估计误差满足式(17)，则判定存在窃电或异常用电现象，即辨识出低压配电网台区负荷用户端点i的d相电力用户为可疑窃电用户；否则，低压配电网台区负荷用户端点i的d相电力用户认为是正常用电用户。 

${\mathrm{\&lambda;}}_{i,P}^d\&GreaterEqual;2.5\%,\mathrm{or}{\mathrm{\&lambda;}}_{i,Q}^d\&GreaterEqual;2.5\%---\left(17\right)$

由表2中各相电力用户的有功和无功功率遥测估计误差结果可知，台区所有电力用户的有功遥测估计误差和无功功率遥测估计误差均小于状态估计合格率，因此，该台区未发现可疑窃电用户，即该台区所有电力用户判定为是正常用电用户。 

实验效果 

以附图2所示的IEEE13节点***为对象，举例验证本发明方法的有效性。为便于简单说明本发明方法的实验效果，对原IEEE-13节点***作如下简化修改：以大地和公用配电变压器端点的a相节点为零电位参考点，仅台区配变低压侧端点的中性点直接接地，将支路型号均设置为501，且相间距设置相同，为该支路a-c两相间的相间距。 

对IEEE13节点修正***，获取网络结构及参数信息，即获取台区网络线路电阻、电抗和电纳参数、线路的额定电压、功率基准。并获取台区配变端点1处量测采集的相对中性点的三相总注入有功、总注入无功、三相注入电流幅值及电压幅值量测数据，以及其余负荷端点处电力用户的相对中性点的注入有 功、无功功率及电压幅值量测。假定端点2的c相负荷和端点13的b相节点负荷为窃电用户，并设定端点2的c相负荷和端点13的b相节点负荷在异常用电时的有功功率量测值都减小为正常用电时的50％，无功功率量测值减小为正常用电时的75％。设置状态估计的固定权重R^-1为单位阵，状态估计收敛精度ε为10^-4。初始化最大迭代次数：Tmax＝50，并令time＝1。 

首先输入IEEE13修正***的基础数据，并参数初始化；然后按照发明内容中的技术方案，进行低压配网三相状态估计，迭代8次后max(|Δx⁽⁸⁾|)＝2.5235×10^-6<ε，满足状态估计收敛条件，则转至步骤三，计算所有负荷用户端点的各相有功和无功功率的估计值，并按照步骤四，计算得到所有负荷用户的有功和无功功率遥测估计误差，计算结果如下表3所示。根据步骤五，将负荷用户的有功和无功功率遥测估计误差与状态估计合格率指标比较，逐个判断该台区电网中的电力负荷用户是否为可疑窃电用户，由表3可知，端点2的c相电力用户的有功遥测估计误差20.173％和无功遥测估计误差5.781％大于状态估计合格率，端点13的b相节点负荷有功遥测估计误差23.521％和无功功率遥测估计误差10.439％也都大于状态估计合格率，而其余节点负荷功率都小于相应的状态估计合格率，因此，判定端点2的c相电力负荷和端点13的b相节点电力负荷为可疑窃电用户，这与之前设定端点2的c相电力用户和端点13的b相电力用户为窃电用户的条件一致，即实现了窃电用户的辨识和定位，从而也验证了本发明方法的有效性和正确性。 

表3 负荷电力用户的有功和无功功率遥测估计误差结果 

从实验结果可知： 

1、本发明方法充分利用远程集抄***采集的冗余量测数据，通过状态估计能够准确计算出台区电网所有负荷电力用户的有功和无功功率估计值； 

2、本发明方法通过比较功率遥测估计误差与状态估计合格率指标大小，能够准确辨识出可疑窃电用户，辨识效果好； 

3、本发明方法通过获取台区电网结构参数和远程集抄***采集的电压电流和功率数据，利用计算机程序就准确地实现台区电网用电监测分析，方法简单，实用性强，便于推广应用。 

本发明方法的整个步骤过程可通过计算机编程实现自动计算得出结果。 

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。 

Claims (5)

1.一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法：

步骤一：首先输入负荷终端在同一时间断面下采集的三相电压、三相电流、有功功率数据及无功功率数据和低压配电网台区结构数据，并初始化状态估计参数信息；

步骤二：进行低压配电网三相状态估计；

步骤三：进行低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率和无功功率估计；

步骤四：计算低压配电网台区负荷用户端点的各相有功功率功率遥测估计误差和无功功率遥测估计误差；

步骤五：最后通过比较负荷端点的各相电力用户的有功功率和无功功率遥测估计误差与状态估计合格率指标值大小，来判断有无可疑窃电用户。

2.根据权利要求1所述的一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法，其特征在于：所述三相电压、三相电流和有功功率数据及无功功率数据包括低压配电网台区公共变压器在任一时间断面下的总有功功率和总无功功率数据以及三相电压幅值和三相电流幅值，以及低压配电网台区所有负荷用户终端在同一时间断面下的各相有功功率和各相无功功率数据、三相电压幅值和相电流幅值。

3.根据权利要求2所述的一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法，其特征在于：所述低压配电网台区结构数据包括：网络线路电阻、电抗和导纳参数、线路的额定电压、基准功率。

4.根据权利要求3所述的一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法，其特征在于：所述初始化状态估计参数信息具体是指：设置低压配电网台区所有端点的三相节点电压幅值均为1.0pu，且a相电压相位均为零，b、c两相电压相位较a相电压分别滞后120°和240°；设定状态估计量测权重矩阵R^-1为n阶单位矩阵，即n阶单位矩阵R^-1的对角线元素全为1，非对角线元素全为0，n为状态估计中实际的测量个数；初始化最大迭代次数Tmax为40～60；收敛精度ε为10^-3～10^-5，并设置迭代次数time＝1。

5.根据权利要求4所述的一种基于低压配电网三相状态估计的台区用电监测方法，其特征在于：所述低压配电网三相状态估计具体包括以下步骤:

1)计算网络节点导纳矩阵；

2)计算低压配电网台区公共变压器端点s的各相节点注入电流幅值不平衡量和总有功功率不平衡量及总无功功率不平衡量；

3)计算低压配电网台区负荷用户端点i的三相节点的各相有功功率不平衡量及无功功率不平衡量；

4)计算低压配电网台区负荷用户端点i的中性点的有功功率不平衡量及无功功率不平衡量；

5)计算低压配电网台区负荷用户端点i的三相节点电压的不平衡量；

6)计算联络零端点m中三相节点的电流不平衡量及中性点的电流不平衡量；

7)计算量测雅克比矩阵；

8)状态变量更新：计算状态变量的修正量Δx^(time)，然后更新状态变量，得到状态变量新值；

9)状态估计收敛性判断：如果状态变量的修正量Δx^(time)满足max(|Δx^(time)|)<ε，则结束迭代计算，转至步骤三；如果max(|Δx^(time)|)≥ε且迭代次数time≤Tmax，则返回步骤二，继续迭代进行状态估计；当max(|Δx^(time)|)≥ε且迭代次数time>Tmax，则直接停止迭代，输出“状态估计不收敛”。