CN109581086A - 基于线性回归处理的台区相位识别方法 - Google Patents

基于线性回归处理的台区相位识别方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于线性回归处理的台区相位识别方法，获取所采集总表的三相电压数据实际值集合以及任一单相电表的电压数据实际值集合后，建立以该任一单相电表的电压数据为因变量且以所采集总表的三相电压数据实际值分别为自变量的一元回归方程组；根据建立的一元回归方程组及总表的三相电压数据平均值，分别得到各方程的截距值和斜率值，得到具体的各一元回归方程，计算该单相电表电压数据理论值分别与单相电表电压数据实际值之间差值平方的累加值，将具有最小数值的累加值对应的电压相位作为该任一单相电表所接的电压相别，实现了不需要改动现有台区，只需将基于本方案设计的程序在集中器升级，就能分别准确识别台区内各单相电表所接电压相别。

Description

基于线性回归处理的台区相位识别方法
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种基于线性回归处理的台区相位识别方法。
背景技术
针对集中器和电表的相位自动识别技术在计量自动化***中的应用有利于对台区分相负荷和分组损耗进行量化，实现台区线损的精确的监控与分析，是电网损耗管理的必然趋势；其可以在保证台区配变功率平衡及安全的基础上，尽量减小电力输送过程中的损耗，有助于线损管理人员有针对性发现问题和解决问题，对进一步提高台区配电网经济运行水平有很大实用价值。
为了精确获取台区内的单相电表相位信息以及集中器的相位信息，现有的相位识别方法主要通过停电方式进行相位检测。在利用停电方式检测相位时，需要针对台区内的所属区域实施停电，势必会影响该台区内的居民日常生活。
近年来，利用更换新型路由模块检测相位的方式逐渐被采用。日常抄电过程主要是将从节点(电表、采集器)的相位信息抄回并存储在路由模块中，然后由集中器去读取存储在路由模块中的节点(电表、采集器)相位信息并再存储读到的节点相位信息到该集中器内。采取更换新型路由模块方式检测相位时，即在路由模块上增加台区电能表相位功能。但是，采取更换新型路由模块方式检测相位时，需要台区内的集中器、路由模块和电能表都支持才可以使用，即电能表与集中器需要增添适配模块，以适配更换后的新型路由模块。一旦推广该方案，需要全面替换旧产品，导致成本过高。不仅如此，采用该方案的主动权在于路由模块的生产厂家，由于每个路由模块生产厂家通常会采用不同的相位识别方案，这也必然会造成资源浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于线性回归处理的台区相位识别方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于线性回归处理的台区相位识别方法，用于集中器、总表以及M个单相电表所形成的台区相位识别***，其特征在于，所述基于线性回归处理的台区相位识别方法包括如下步骤：
步骤1，所述集中器在预设时间段内按照预设时间间隔分别同时采集所述总表的三相电压数据实际值以及任一所述单相电表的电压数据实际值，对应得到该总表的三相电压数据实际值集合和该任一单相电表的电压数据实际值集合；
其中，所述预设时间段标记为Y，所述预设时间间隔标记为W，所述集中器在该预设时间段Y内的采集总次数标记为N；所述集中器在第X次采集的总表的A相电压数据实际值标记为UAX，所述集中器在第X次采集的总表的B相电压数据实际值标记为UBX，所述集中器在第X次采集的总表的C相电压数据实际值标记为UCX；所述该任一单相电表为M个单相电表中的第m个单相电表，所述集中器在第X次采集的该第m个单相电表的电压数据实际值标记为UmX；1≤m≤M，1≤X≤N； 表示对数值向下取整；
步骤2，以所述该任一单相电表的电压数据作为因变量，且以集中器所采集总表的三相电压数据实际值分别作为自变量，建立单相电表电压数据分别与集中器所采集总表三相电压数据之间的一元回归方程组；其中，所述一元回归方程组如下：
其中，a1、a2和a3分别表示对应一元回归方法的截距，b1、b2和b3分别表示对应一元回归方程的斜率；
步骤3，分别计算所述总表在所述预设时间段内所对应的三相电压数据平均值；其中，所述总表的A相电压数据平均值标记为所述总表的B相电压数据平均值标记为所述总表的C相电压数据平均值标记为
步骤4，根据建立的所述一元回归方程组以及所得总表的三相电压数据平均值，分别得到各一元回归方程的截距值和斜率值；其中：
步骤5，根据所得各截距和斜率值，分别计算集中器所采集总表三相电压数据实际值对应的该任一所述单相电表电压数据理论值；其中，该任一所述单相电表电压数据理论值计算方式如下：
其中，Um'a表示集中器所采集总表A相电压数据实际值UA所对应的该任一所述单相电表电压理论值，Um'b表示集中器所采集总表B相电压数据实际值UB所对应的该任一所述单相电表电压理论值，Um'c表示集中器所采集总表C相电压数据实际值UC所对应的该任一所述单相电表电压理论值；
步骤6，计算在所述预设时间端内的该单相电表电压数据理论值分别与单相电表电压数据实际值之间差值平方的累加值；其中，所述各累加值计算方式如下：
其中，SA表示该单相电表电压数据理论值Um'a与单相电表电压数据实际值Um之间差值平方的累加值，SB表示该单相电表电压数据理论值Um'b与单相电表电压数据实际值Um之间差值平方的累加值，SC表示该单相电表电压数据理论值Um'c与单相电表电压数据实际值Um之间差值平方的累加值；
步骤7，在步骤6所得到的三个累加值中选取具有最小数值的累加值，并将选取的该累积值所对应的电压相位作为所述该任一单相电表所接的电压相别；
步骤8，按照步骤1～步骤7的方式，依次分别得到剩余M-1个单相电表所接的电压相别。
改进地，所述基于线性回归处理的台区相位识别方法还包括：针对任一单相电表，通过多次重复执行步骤1～步骤7，对应得到针对该任一单相电表所接电压相别的多个判定结果，并将所述多个判定结果中具有最大次数的电压相别作为当前该任一单相电表所接电压相别的最终判定结果。
进一步地，在所述基于线性回归处理的台区相位识别方法中，针对任一单相电表，通过重复执行步骤1～步骤7达到预设奇数次，对应得到针对该任一单相电表所接电压相别的预设奇数个判定结果，并将所述预设奇数个判定结果中具有最大次数的电压相别作为当前该任一单相电表所接电压相别的最终判定结果；其中，该预设奇数次至少等于三次。
再改进地，所述基于线性回归处理的台区相位识别方法还包括：针对任一单相电表，通过按照预设检测识别次数重复执行步骤1～步骤7，对应得到针对该任一单相电表所接电压相别的多个判定结果，并且判断所述多个判定结果的电压相别不一致时，执行告警提示的步骤。
进一步地，所述预设检测识别次数为奇数次，且该预设检测识别次数至少等于三次。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
首先，本发明通过在获取所采集总表的三相电压数据实际值集合以及所选任一单相电表的电压数据实际值集合后，建立以该任一单相电表的电压数据作为因变量且以所采集总表的三相电压数据实际值分别作为自变量的一元回归方程组；并根据所建立的一元回归方程组以及总表的三相电压数据平均值，分别得到各一元回归方程的截距值和斜率值，从而得到具体函数形式的各一元回归方程，继而计算该单相电表电压数据理论值分别与单相电表电压数据实际值之间差值平方的累加值，并将具有最小数值的累加值所对应的电压相位作为所述该任一单相电表所接的电压相别，由此实现了不需要改动现有台区，也不需要针对集中器和各单相电表增填适配用的模块，只需要将基于本方案所设计的程序在集中器进行升级，就能够分别完成对台区内各单相电表所接电压相别的准确识别，有效节约了台区内单相电表相位识别的成本；
其次，本发明通过根据线性回归方程(即所得一元回归方程)得到总表三相电压与所接单相电表电压的变化关系式，满足了当需要单相电表侧的电压稳定在一定范围内时，根据所得线性回归方程就可以得到总表的电压所应该控制的范围；一旦总表侧电压出现电压越限情况时，可以根据所得线性回归方程预测得知单相电表侧电压是否也出现了越限情况，从而方便提前做好风险管控处理。
附图说明
图1为本实施例中基于线性回归处理的台区相位识别方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例中基于线性回归处理的台区相位识别方法，用于集中器、总表以及M个单相电表所形成的台区相位识别***，该基于线性回归处理的台区相位识别方法包括如下步骤1～步骤8：
步骤1，集中器在预设时间段内按照预设时间间隔分别同时采集所述总表的三相电压数据实际值以及任一所述单相电表的电压数据实际值，对应得到该总表的三相电压数据实际值集合和该任一单相电表的电压数据实际值集合；其中，预设时间段标记为Y，所述预设时间间隔标记为W，集中器在该预设时间段Y内的采集总次数标记为N， 表示对数值向下取整；集中器在第X次采集的总表的A相电压数据实际值标记为UAX，集中器在第X次采集的总表的B相电压数据实际值标记为UBX，集中器在第X次采集的总表的C相电压数据实际值标记为UCX；该任一单相电表为M个单相电表中的第m个单相电表，集中器在第X次采集的该第m个单相电表的电压数据实际值标记为UmX；1≤m≤M，1≤X≤N；
步骤2，以该任一单相电表的电压数据作为因变量，且以集中器所采集总表的三相电压数据实际值分别作为自变量，建立单相电表电压数据分别与集中器所采集总表三相电压数据之间的一元回归方程组；其中，所述一元回归方程组如下：
其中，a1、a2和a3分别表示对应一元回归方法的截距，b1、b2和b3分别表示对应一元回归方程的斜率；此处通过建立上述一元回归方程组(本质上是构建总表三相电压数据分别与单相电表电压数据之间的线性回归关系)，即为后续针对总表三相电压数据以及该任一单相电表的电压数据进行线性回归处理做准备；
步骤3，分别计算总表在预设时间段Y内所对应的三相电压数据平均值；其中，总表的A相电压数据平均值标记为总表的B相电压数据平均值标记为总表的C相电压数据平均值标记为
由于在步骤1中已经得到了针对该总表的三相电压数据实际值集合，从而就可以按照上述公式得到总表的各三相电压数据平均值；
步骤4，根据建立的一元回归方程组以及所得总表的三相电压数据平均值，分别得到各一元回归方程的截距值和斜率值；其中：
在分别得到各截距和斜率后，就可以得到步骤2所形成一元回归方程组中各一元回归方程的具体形式；
步骤5，根据所得各截距和斜率值，分别计算集中器所采集总表三相电压数据实际值对应的该任一所述单相电表电压数据理论值；其中，该任一所述单相电表电压数据理论值计算方式如下：
其中，Um'a表示集中器所采集总表A相电压数据实际值UA所对应的该任一所述单相电表电压理论值，Um'b表示集中器所采集总表B相电压数据实际值UB所对应的该任一所述单相电表电压理论值，Um'c表示集中器所采集总表C相电压数据实际值UC所对应的该任一所述单相电表电压理论值；
由于步骤2所形成一元回归方程组中各一元回归方程的具体形式已经得到，所以，再将步骤1所得总表的三相电压数据实际值集合中的对应相位电压数据实际值代入到对应的一元回归方程中，就可以得到总表的该相位电压数据实际值所对应的该任一所述单相电表电压理论值；
步骤6，计算在预设时间端Y内的该单相电表电压数据理论值分别与单相电表电压数据实际值之间差值平方的累加值；其中，各累加值计算方式如下：
其中，SA表示该单相电表电压数据理论值Um'a与单相电表电压数据实际值Um之间差值平方的累加值，SB表示该单相电表电压数据理论值Um'b与单相电表电压数据实际值Um之间差值平方的累加值，SC表示该单相电表电压数据理论值Um'c与单相电表电压数据实际值Um之间差值平方的累加值；
步骤7，在步骤6所得到的三个累加值中选取具有最小数值的累加值，并将选取的该累积值所对应的电压相位作为所述该任一单相电表所接的电压相别；
例如，经比较判断，在所得三个累加值SA、SB和SC中，累加值SB具有最小数值，则将该累积值SB选取，并将选取的该累积值SB所对应的电压相位(即B相)作为所述该任一单相电表所接的电压相别，即该任一单相电表所接的电压相别所接的电压相别为B相；
步骤8，按照步骤1～步骤7的方式，依次分别得到剩余M-1个单相电表所接的电压相别。
当然，为了进一步提高针对单相电表所接的电压相别判定结果，本实施例中的该基于线性回归处理的台区相位识别方法还包括：针对任一单相电表，通过多次重复执行步骤1～步骤7，对应得到针对该任一单相电表所接电压相别的多个判定结果，并将所述多个判定结果中具有最大次数的电压相别作为当前该任一单相电表所接电压相别的最终判定结果。当然，作为优化，针对任一单相电表，通过重复执行步骤1～步骤7达到预设奇数次，对应得到针对该任一单相电表所接电压相别的预设奇数个判定结果，并将所述预设奇数个判定结果中具有最大次数的电压相别作为当前该任一单相电表所接电压相别的最终判定结果；其中，该预设奇数次至少等于三次。
当然，作为另一种有效的改进方式，还可以针对任一单相电表，通过按照预设检测识别次数重复执行步骤1～步骤7，对应得到针对该任一单相电表所接电压相别的多个判定结果，并且判断这多个判定结果的电压相别不一致时，执行告警提示。其中，本实施例中的预设检测识别次数为奇数次，且该预设检测识别次数至少等于三次。例如，此处的预设检测识别次数设置为5次。
尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于线性回归处理的台区相位识别方法，用于集中器、总表以及M个单相电表所形成的台区相位识别***，其特征在于，所述基于线性回归处理的台区相位识别方法包括如下步骤：
步骤1，所述集中器在预设时间段内按照预设时间间隔分别同时采集所述总表的三相电压数据实际值以及任一所述单相电表的电压数据实际值，对应得到该总表的三相电压数据实际值集合和该任一单相电表的电压数据实际值集合；
其中，所述预设时间段标记为Y，所述预设时间间隔标记为W，所述集中器在该预设时间段Y内的采集总次数标记为N；所述集中器在第X次采集的总表的A相电压数据实际值标记为UAX，所述集中器在第X次采集的总表的B相电压数据实际值标记为UBX，所述集中器在第X次采集的总表的C相电压数据实际值标记为UCX；所述该任一单相电表为M个单相电表中的第m个单相电表，所述集中器在第X次采集的该第m个单相电表的电压数据实际值标记为UmX；1≤m≤M，1≤X≤N； 表示对数值向下取整；
步骤2，以所述该任一单相电表的电压数据作为因变量，且以集中器所采集总表的三相电压数据实际值分别作为自变量，建立单相电表电压数据分别与集中器所采集总表三相电压数据之间的一元回归方程组；其中，所述一元回归方程组如下：
其中，a1、a2和a3分别表示对应一元回归方法的截距，b1、b2和b3分别表示对应一元回归方程的斜率；
步骤3，分别计算所述总表在所述预设时间段内所对应的三相电压数据平均值；其中，所述总表的A相电压数据平均值标记为所述总表的B相电压数据平均值标记为所述总表的C相电压数据平均值标记为
步骤4，根据建立的所述一元回归方程组以及所得总表的三相电压数据平均值，分别得到各一元回归方程的截距值和斜率值；其中：
步骤5，根据所得各截距和斜率值，分别计算集中器所采集总表三相电压数据实际值对应的该任一所述单相电表电压数据理论值；其中，该任一所述单相电表电压数据理论值计算方式如下：
其中，Um'a表示集中器所采集总表A相电压数据实际值UA所对应的该任一所述单相电表电压理论值，Um'b表示集中器所采集总表B相电压数据实际值UB所对应的该任一所述单相电表电压理论值，Um'c表示集中器所采集总表C相电压数据实际值UC所对应的该任一所述单相电表电压理论值；
步骤6，计算在所述预设时间端内的该单相电表电压数据理论值分别与单相电表电压数据实际值之间差值平方的累加值；其中，所述各累加值计算方式如下：
其中，SA表示该单相电表电压数据理论值Um'a与单相电表电压数据实际值Um之间差值平方的累加值，SB表示该单相电表电压数据理论值Um'b与单相电表电压数据实际值Um之间差值平方的累加值，SC表示该单相电表电压数据理论值Um'c与单相电表电压数据实际值Um之间差值平方的累加值；
步骤7，在步骤6所得到的三个累加值中选取具有最小数值的累加值，并将选取的该累积值所对应的电压相位作为所述该任一单相电表所接的电压相别；
步骤8，按照步骤1～步骤7的方式，依次分别得到剩余M-1个单相电表所接的电压相别。
2.根据权利要求1所述基于线性回归处理的台区相位识别方法，其特征在于，还包括：针对任一单相电表，通过多次重复执行步骤1～步骤7，对应得到针对该任一单相电表所接电压相别的多个判定结果，并将所述多个判定结果中具有最大次数的电压相别作为当前该任一单相电表所接电压相别的最终判定结果。
3.根据权利要求2所述基于线性回归处理的台区相位识别方法，其特征在于，针对任一单相电表，通过重复执行步骤1～步骤7达到预设奇数次，对应得到针对该任一单相电表所接电压相别的预设奇数个判定结果，并将所述预设奇数个判定结果中具有最大次数的电压相别作为当前该任一单相电表所接电压相别的最终判定结果；其中，该预设奇数次至少等于三次。
4.根据权利要求1所述基于线性回归处理的台区相位识别方法，其特征在于，还包括：针对任一单相电表，通过按照预设检测识别次数重复执行步骤1～步骤7，对应得到针对该任一单相电表所接电压相别的多个判定结果，并且判断所述多个判定结果的电压相别不一致时，执行告警提示的步骤。
5.根据权利要求4所述基于线性回归处理的台区相位识别方法，其特征在于，所述预设检测识别次数为奇数次，且该预设检测识别次数至少等于三次。
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