CN113824109B - 区域拓扑网络用电数据一致性核算方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供本申请提供了区域拓扑网络用电数据一致性核算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：获取供电网络拓扑中总根节点、中间节点、终端节点上报的电量读表信息；步骤2：判定各节点从属数据一致性，如果正常，则跳转到步骤4，如果异常，则跳转到步骤3；步骤3：根据异常的根节点其孩子节点的用电先验特性，判定孩子节点是否异常，输出异常的节点对信息；步骤4：输出正常提示，并结束本轮一致性核算。本申请通过智能读表及拓扑网络节点从属数据一致性判定，对用电异常进行智能检测，并基于终端节点用电先验特性判定出异常的终端，实现用电异常行为智能化、及时化、精细化的检测，极大提升供电服务的安全性及可靠性。

Description

区域拓扑网络用电数据一致性核算方法

技术领域

本申请属于电力***技术领域，具体涉及区域拓扑网络用电数据一致性核算方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

电能作为当今民生的基础能源，渗透到社会生活的方方面面，只要有人生活的地方，就有电力的应用需求，因此，用电的科学管理是项关乎民生的重要工作。

显然，用电至少包括安全问题、供需问题，只有在安全的前提下，供应满足需求的情况，电力服务才算合格。因此，有必要对整个电网拓扑中上下游各节点间的用电一致性做检测，通过一致性检测，一方面可发现是否存在漏电问题，进而及时杜绝安全隐患；另一方面可发现是否存在偷电行为，进而提升用电统计准确性，为电能充足供应提供有力的数据参考。

然而，现有应用中，对于漏电问题的发现，更多是通过路巡及举报来完成，由此造成维护成本高、安全隐患解决不及时等问题；而对于偷电行为，更多是通过检测电表读数极端情况来判定，即某户的读表长时间不走动，则认为异常，显然所述方法科学性不足，由此存在问题发现率低下的问题，进而难以杜绝偷电行为，最终也容易由于用电需求评估不准确，造成供电不足而导致片区停电的民生问题。

因此，提出一种智能的区域拓扑网络用电数据一致性核算方法，提升问题检测及时性及准确性，提高作业效率，则是现有技术有待解决的问题。

发明内容

本申请为了解决上述问题，提供了区域拓扑网络用电数据一致性核算方法，通过智能读表及拓扑网络节点从属数据一致性判定，对用电异常进行智能检测，并基于终端节点用电先验特性判定出异常的终端，实现用电异常行为智能化、及时化、精细化的检测，极大提升供电服务的安全性及可靠性。

本申请提供了区域拓扑网络用电数据一致性核算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取供电网络拓扑中总根节点、中间节点、终端节点上报的电量读表信息；

步骤2：判定各节点从属数据一致性，如果正常，则跳转到步骤4，如果异常，则跳转到步骤3；

步骤3：根据异常的根节点其孩子节点的用电先验特性，判定孩子节点是否异常，输出异常的节点对信息；

步骤4：输出正常提示，并结束本轮一致性核算；

所述步骤2中，判定各节点从属数据一致性的做法为：

步骤2.1、以电源为树的总根节点，按照供电拓扑，采用多叉树结构存储各个节点的读数，所述各节点包括总根节点、中间节点、终端节点，与终端节点连接的中间节点也叫末端节点；与同一节点直接连接的下一级节点，皆属于该节点的孩子节点；与末端节点直接连接的终端节点，皆属于末端节点的孩子节点；存在孩子节点的节点皆属于根节点；

步骤2.2、获取多叉树中未完成一致性核算的任一根节点；

步骤2.3、获取根节点及其孩子节点的位置信息、读表信息，逐一核算各个孩子节点与所述根节点的距离，并基于电能传输损耗与距离的关系，换算得到所述孩子节点的电能损耗，而后把各个孩子节点的读表数据加上各自的电能损耗值，得到各个孩子节点修正后的读表值，而后把各个孩子节点修正后的读表值累加，得到所述根节点下各孩子节点的读表总值，最后判定根节点读表值与所述孩子节点的读表总值的误差是否在预设门限值1内，如果是，则认为该根节点与其孩子节点间电能应用正常，如果否，则认为该节点与其孩子节点间电能使用异常；

步骤2.4、判定多叉树中是否存在未完成一致性核算的根节点，如果是，则跳转到步骤2.2，如果否，则结束一致性核算。

所述步骤3中，判定孩子节点是否异常的做法为：

步骤3.1、获取异常的根节点中任一未完成其孩子节点异常与否判定的根节点；

步骤3.2、如果所述根节点为末端节点，则获取所述根节点下任一还未完成异常判定的孩子节点，并跳转到步骤3.3；如果所述根节点不为末端节点，则把所述根节点及其孩子节点皆标识为A级异常节点对，并跳转到步骤3.1；

步骤3.3、获取所述孩子节点的历史用电记录数据的特征参数及本次异常的特征参数；

步骤3.4、比对历史用电记录数据的特征参数与本次异常的特征参数，如果不一致，则把所述根节点及该孩子节点对标识为A级异常节点对，否则标识为B 级异常节点对；所述A级较B级代表异常的可能性更大；

步骤3.5、判定所述步骤3.2所获取的根节点下的孩子节点是否判定完毕，如果是，则则跳转到步骤3.6；如果否，则跳转到步骤3.2；

步骤3.6、判定所述步骤3.1所述的根节点是否判定完毕，如果是，则跳转到步骤3.7；如果否，则跳转到步骤3.1；

步骤3.7、完成判定，输出异常的节点对信息。

优选地，所述步骤1中，获取总根节点、中间节点、终端节点上报的电量读表信息的控制方法可以采用基于事件触发和周期上报两种方式中的任意一种或两种配合。

优选地，基于事件触发即需要读表时，各节点接收上级平台的读表请求，而后各节点读表并上报结果；周期上报即各节点按照配置周期性上报读表结果。

优选地，所述步骤2.3中，对于根节点为末端节点的情况，根节点与其孩子节点间的传输损耗，可以采用一个经验值进行修正，无需逐一核算末端节点与与其直接连接的每个终端节点间的传输损耗，以此在保证运输精度的同时提升运算效率。

优选地，所述步骤3中，所述输出异常的节点对信息包括根节点及孩子节点的配对信息。

优选地，所述步骤3.3中，所述特征参数用于表征所述节点所对应的电量使用特征，所述特征参数采用月度用电总量、月度用电标准差、月度用电单日最大偏差值中任意一种或几种的组合。

优选地，所述方法基于读表控制模块、一致性检测模块、异常节点对检测模块、检测结果输出模块组成的核算***，各模块的具体功能如下：

读表控制模块：该模块负责控制各节点上报电表读数，并把数据发送给一致性检测模块；

一致性检测模块：该模块负责节点用电量一致性检测，并把节点用电一致性结果输出检测结果输出模块、异常节点对检测模块，所述用电一致性结果包括异常的根节点及其孩子节点信息；

异常节点对检测模块：该模块负责检测异常的节点对，并进行异常等级分级，并把检测结果输出给检测结果输出模块；

检测结果输出模块：该模块汇总一致性检测模块所输入的结果和异常节点对检测模块所输入的结果，而后输出总体的异常节点对信息。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请通过智能读表而后判定拓扑网络节点从属数据的一致性，对用电异常进行智能检测，并基于终端节点用电先验特性判定出异常的终端，实现用电异常行为智能化、及时化、精细化的检测，极大提升供电服务的安全性及可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是一种区域拓扑网络用电数据一致性核算方法流程示意图；

图2是一种区域用电一致性核算***的***示意图；

图3是一种区域用电一致性核算***的拓扑示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本申请作进一步说明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

如图1和图2所示，本发明提供的一种区域用电一致性核算***，包括：读表控制模块、一致性检测模块、异常节点对检测模块、检测结果输出模块。

读表控制模块：该模块负责控制各节点上报电表读数，并把数据发送给一致性检测模块；

一致性检测模块：该模块负责节点用电量一致性检测，并把节点用电一致性结果输出检测结果输出模块，异常节点对检测模块，所述用电一致性结果包括异常的根节点及其孩子节点信息；

异常节点对检测模块：该模块负责检测异常的节点对，并进行异常等级分级，并把检测结果输出给检测结果输出模块；

检测结果输出模块：该模块汇总一致性检测模块所输入的结果和异常节点对检测模块所输入的结果，而后输出总体的异常节点对信息。

所述读表控制模块、一致性检测模块、异常节点对检测模块、检测结果输出模块相互配合进行区域用电一致性核算的步骤为：

步骤1：读表控制模块控制供电网络拓扑中总根节点、中间节点、终端节点上报电量读表信息；

步骤2：一致性检测模块判定各节点从属数据一致性，如果正常，则跳转到步骤4，如果异常，则跳转到步骤3；

步骤3：根据异常的根节点其孩子节点的用电先验特性，判定孩子节点是否异常，输出异常的节点对信息；

步骤4：输出正常提示，并结束本轮一致性核算。

本发明还提供一种区域拓扑网络用电数据一致性核算方法，具体步骤与所述步骤1-步骤4一致。

所述步骤1中，所述读表控制模块向总根节点、中间节点、终端节点发送读表请求，总根节点、中间节点、终端节点上报相应的电表读数，所述控制方法可以采用基于事件触发和周期上报两种方式中的任意一种或两种配合；所述于事件触发即需要读表时，读表控制模块向各节点发送读表请求，而后各节点读表并上报结果；所述周期上报即读表控制模块配置各节点上报周期，各节点按照所配置的周期性上报读表结果中的方式进行。

所述步骤2中，所述判定各节点从属数据一致性的做法为：

步骤2.1、以电源为树的总根节点，按照供电拓扑，采用多叉树结构存储各个节点的读数，所述各节点包括总根节点、中间节点、终端节点，所述与终端节点连接的中间节点也叫末端节点；所述与同一节点直接连接的下一级节点，皆属于所述节点的孩子节点；与末端节点直接连接的终端节点，皆属于所述末端节点的孩子节点；所述存在孩子节点的节点皆属于根节点；

步骤2.2、获取多叉树中未完成一致性核算的任一根节点；

步骤2.3、获取根节点及其孩子节点的位置信息、读表信息，逐一核算各个孩子节点与所述根节点的距离，并基于电能传输损耗与距离的关系，换算得到所述孩子节点的电能损耗，而后把各个孩子节点的读表数据加上各自的电能损耗值，得到各个孩子节点修正后的读表值，而后把各个孩子节点修正后的读表值累加，得到所述根节点下各孩子节点的读表总值，最后判定根节点读表值与所述孩子节点的读表总值的误差是否在预设门限值1内，如果是，则认为该根节点与其孩子节点间电能应用正常，如果否，则认为该节点与其孩子节点间电能使用异常；

步骤2.4、判定多叉树中是否存在未完成一致性核算的根节点，如果是，则跳转到步骤2.2，如果否，则结束一致性核算。

所述步骤2.3中，对于根节点为末端节点的情况，根节点与其孩子节点(此时孩子节点为终端节点)间的传输损耗，可以采用一个经验值进行修正，无需逐一核算末端节点与与其直接连接的每个终端节点间的传输损耗，以此在保证运输精度的同时提升运算效率。

所述步骤3中，所述输出异常的节点对信息包括根节点及孩子节点的配对信息；

所述步骤3中，判定孩子节点是否异常的做法为：

步骤3.1、获取异常的根节点中任一未完成其孩子节点异常与否判定的根节点；

步骤3.2、如果所述根节点为末端节点，则获取所述根节点下任一还未完成异常判定的孩子节点，并跳转到步骤3.3；如果所述根节点不为末端节点，则把所述根节点及其孩子节点皆标识为A级异常节点对，并跳转到步骤3.1；

步骤3.3、获取所述孩子节点的历史用电记录数据的特征参数及本次异常的特征参数；

步骤3.4、比对历史特征参数与异常的特征参数，如果不一致，则把所述根节点及该孩子节点对标识为A级异常节点对，否则标识为B级异常节点对；所述A级较B级代表异常的可能性更大。

步骤3.5、判定所述步骤3.2所获取的根节点下的孩子节点是否判定完毕，如果是，则则跳转到步骤3.6；如果否，则跳转到步骤3.2；

步骤3.6、判定所述步骤3.1所述的根节点是否判定完毕，如果是，则跳转到步骤3.7；如果否，则跳转到步骤3.1；

步骤3.7、完成判定，输出异常的节点对信息。

所述步骤3.3中，所述特征参数用于表征所述节点所对应的电量使用特征，典型的，可以采用月度用电总量，和或月度用电标准差，和或月度用电单日最大偏差值等，具体不做限制。

下面用具体的实施例来描述一种区域用电一致性核算***的具体实施方式：

实施例：如图3所示，本用电网络由电源(即总根节点)、中间节点1、中间节点1_1、中间节点1_2、中间节点1_3、终端节点1_1_1、终端节点1_2_1、终端节点1_2_2、终端节点1_2_3、终端节点1_2_4、终端节点1_3_1构成。其中，电源为总根节点；中间节点1_1、中间节点1_2、中间节点1_3为末级节点；电源、中间节点1、中间节点1_1、中间节点1_2、中间节点1_3为根节点；中间节点1_1、中间节点1_2、中间节点1_3为中间节点1的孩子节点；终端节点 1_1_1为中间节点1_1的孩子节点；终端节点1_2_1、终端节点1_2_2、终端节点1_2_3、终端节点1_2_4为中间节点1_2的孩子节点；终端节点1_3_1为中间节点1_3的孩子节点；前述的拓扑关系对应图3的拓扑结构。

先采用多叉数的方式存储各节点的读表信息及路损值(所述路损值，根据孩子节点与根节点间的传输距离及电能路径损耗计算得到的路损值)，存储结果详见表1。

而后根据步骤2.1至步骤2.4计算各节点从属数据一致性，假如本实施例预设门限值1为根节点电能读表值的10％，则通过表1的数据计算可以得到，总根节点与其孩子节点“中间节点1”的误差为(200-190-8)/200等于1％，因此在10％门限范围，即该节点对工作状态正常；根节点“中间节点1”与其孩子节点“中间节点1_1”“中间节点1_2”“中间节点1_3”的误差为 (190-30-7-80-5-40-3)/190＝13.2，大于10％的门限，由于根节点“中间节点 1”不是末端节点(对应步骤3.2后半句的条件)，因此该根节点与其所有孩子节点皆标识为A级异常节点对，即{中间节点1，中间节点1_2}、{中间节点1，中间节点1_2}、{中间节点1，中间节点1_3}为A级异常节点对；接着进行根节点“中间节点1_1”与其孩子节点“终端节点1_1_1”的误差计算，其误差为 (30-27-2)/30＝3.3％，在误差范围；根节点“中间节点1_2”与其孩子节点“终端节点1_2_1”、“终端节点1_2_2”、“终端节点1_2_3”、“终端节点1_2_4”的误差计算，其误差为(80-10-2-10-3-15-2-20-2)/80＝20％，超出10％的误差范围，因此，该根节点的从属数据一致性有问题，由于根节点“中间节点1_2”为末端节点，因此，根据步骤3.2到步骤3.7完成异常节点对的判定，本实施例采用历史均值及最大偏差值为参考进行A、B异常等级的判定，以终端节点 1_2_1为例，由于其历史均值为30，最大偏差值为5，因此，如果终端节点1_2_1 读表值在25到35范围，则认为正常，但是由于终端终端节点1_2_1读表值为 10，不在预期范围，因此把{中间节点1_2，终端节点1_2_1}节点对判定为A级异常节点对，按照同样方法可以计算根节点“中间节点1_2”与另外三个孩子节点的异常情况，由于另外三个孩子节点皆在历史数据预测范围，因此，把他们判定为B级异常节点对，即{中间节点1_2，终端节点1_2_2}、{中间节点1_2，终端节点1_2_3}、{中间节点1_2，终端节点1_2_4}为B级异常节点对，最终本发明输出的异常节点对信息为：

A级异常节点对：

{中间节点1，中间节点1_2}、

{中间节点1，中间节点1_2}、

{中间节点1，中间节点1_3}、

{中间节点1_2，终端节点1_2_1}

B级异常节点对：

{中间节点1_2，终端节点1_2_2}、

{中间节点1_2，终端节点1_2_3}、

{中间节点1_2，终端节点1_2_4}。

相应的，电网维护人员可基于本发明智能分析的结果，按照优先级进行检修。

从上述实施例可以看出，本发明通过智能读表而后判定拓扑网络节点从属数据的一致性，对用电异常进行智能检测，并基于终端节点用电先验特性判定出异常的终端，实现用电异常行为智能化、及时化、精细化的检测，极大提升供电服务的安全性及可靠性。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本申请的具体实施方式进行了描述，但并非对本申请保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本申请的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本申请的保护范围以内。

Claims (7)

1.区域拓扑网络用电数据一致性核算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取供电网络拓扑中总根节点、中间节点、终端节点上报的电量读表信息；

步骤2：判定各节点从属数据一致性，如果正常，则跳转到步骤4，如果异常，则跳转到步骤3；

步骤3：根据异常的根节点其孩子节点的用电先验特性，判定孩子节点是否异常，输出异常的节点对信息；

步骤4：输出正常提示，并结束本轮一致性核算；

所述步骤2中，判定各节点从属数据一致性的做法为：

步骤2.1、以电源为树的总根节点，按照供电拓扑，采用多叉树结构存储各个节点的读数，所述各节点包括总根节点、中间节点、终端节点，与终端节点连接的中间节点也叫末端节点；与同一节点直接连接的下一级节点，皆属于该节点的孩子节点；与末端节点直接连接的终端节点，皆属于末端节点的孩子节点；存在孩子节点的节点皆属于根节点；

步骤2.2、获取多叉树中未完成一致性核算的任一根节点；

步骤2.3、获取根节点及其孩子节点的位置信息、读表信息，逐一核算各个孩子节点与所述根节点的距离，并基于电能传输损耗与距离的关系，换算得到所述孩子节点的电能损耗，而后把各个孩子节点的读表数据加上各自的电能损耗值，得到各个孩子节点修正后的读表值，而后把各个孩子节点修正后的读表值累加，得到所述根节点下各孩子节点的读表总值，最后判定根节点读表值与所述孩子节点的读表总值的误差是否在预设门限值1内，如果是，则认为该根节点与其孩子节点间电能应用正常，如果否，则认为该节点与其孩子节点间电能使用异常；

步骤2.4、判定多叉树中是否存在未完成一致性核算的根节点，如果是，则跳转到步骤2.2，如果否，则结束一致性核算；

所述步骤3中，判定孩子节点是否异常的做法为：

步骤3.1、获取异常的根节点中任一未完成其孩子节点异常与否判定的根节点；

步骤3.2、如果所述根节点为末端节点，则获取所述根节点下任一还未完成异常判定的孩子节点，并跳转到步骤3.3；如果所述根节点不为末端节点，则把所述根节点及其孩子节点皆标识为A级异常节点对，并跳转到步骤3.1；

步骤3.3、获取所述孩子节点的历史用电记录数据的特征参数及本次异常的特征参数；

步骤3.4、比对历史用电记录数据的特征参数与本次异常的特征参数，如果不一致，则把所述根节点及该孩子节点对标识为A级异常节点对，否则标识为B级异常节点对；所述A级较B级代表异常的可能性更大；

步骤3.5、判定所述步骤3.2所获取的根节点下的孩子节点是否判定完毕，如果是，则跳转到步骤3.6；如果否，则跳转到步骤3.2；

步骤3.6、判定所述步骤3.1所述的根节点是否判定完毕，如果是，则跳转到步骤3.7；如果否，则跳转到步骤3.1；

步骤3.7、完成判定，输出异常的节点对信息。

2.根据权利要求1所述的区域拓扑网络用电数据一致性核算方法，其特征在于：

所述步骤1中，获取总根节点、中间节点、终端节点上报的电量读表信息的控制方法采用基于事件触发和周期上报两种方式中的任意一种或两种配合。

3.根据权利要求2所述的区域拓扑网络用电数据一致性核算方法，其特征在于：

基于事件触发即需要读表时，各节点接收上级平台的读表请求，而后各节点读表并上报结果；周期上报即各节点按照配置周期性上报读表结果。

4.根据权利要求1所述的区域拓扑网络用电数据一致性核算方法，其特征在于：

所述步骤2.3中，对于根节点为末端节点的情况，根节点与其孩子节点间的传输损耗，采用一个经验值进行修正，无需逐一核算末端节点与与其直接连接的每个终端节点间的传输损耗，以此在保证运输精度的同时提升运算效率。

5.根据权利要求1所述的区域拓扑网络用电数据一致性核算方法，其特征在于：

所述步骤3中，所述输出异常的节点对信息包括根节点及孩子节点的配对信息。

6.根据权利要求1所述的区域拓扑网络用电数据一致性核算方法，其特征在于：

所述步骤3.3中，所述特征参数用于表征所述节点所对应的电量使用特征，所述特征参数采用月度用电总量、月度用电标准差、月度用电单日最大偏差值中任意一种或几种的组合。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的区域拓扑网络用电数据一致性核算方法，其特征在于：

所述方法基于读表控制模块、一致性检测模块、异常节点对检测模块、检测结果输出模块组成的核算***，各模块的具体功能如下：

读表控制模块：该模块负责控制各节点上报电表读数，并把数据发送给一致性检测模块；

一致性检测模块：该模块负责节点用电量一致性检测，并把节点用电一致性结果输出检测结果输出模块、异常节点对检测模块，所述用电一致性结果包括异常的根节点及其孩子节点信息；

异常节点对检测模块：该模块负责检测异常的节点对，并进行异常等级分级，并把检测结果输出给检测结果输出模块；

检测结果输出模块：该模块汇总一致性检测模块所输入的结果和异常节点对检测模块所输入的结果，而后输出总体的异常节点对信息。