CN115508662B - 一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法 - Google Patents

一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及配电网自动化技术领域，公开了一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法，包括以下步骤：剔除未抄读到的数据点；遍历电表，计算各开关各相电压与电表电压的皮尔逊相关系数，将相关系数大于阈值的开关聚为一个簇；计算电表高于各开关有功功率的数据点数占所有数据点数的比重；对仍未确定归属关系的电表：将表电压与对应簇内开关相电压的相关系数与上步得到的比重进行权重归一化与加和得到契合度，选择契合度最大的开关作为当前表的配对开关，即得电表归属关系。本发明无需额外硬件，仅通过电压和功率分析即实现箱表关系梳理，易于实现，节约人力成本，降低误判概率，得到更准确可靠的判断结果，提高工作效率，具有一定的推广价值。

Description

一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法
技术领域
本发明涉及配电网自动化技术领域，尤其涉及一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法。
背景技术
配电网是对社会发展和经济进步而言关键的基础设施，电网业务的迅速发展对配电网的配置水平提出了更高的要求。作为直接与用户相关联的配电***的末端环节，低压配电网更是尤为关键。低压配电台区的档案的确定在用电信息采集工作中是极为重要的一部分，但存在部分低压配电台区，尤其是一些老旧小区，由于迁改等原因经常变动、线路复杂、数据量大等原因导致传统的人工摸查方式工作量巨大且周期长，难以准确获取电表与表箱的归属关系，常有错误或者遗漏的情况发生。同时，人工确定电表与表箱的归属关系时常需要分段断电停电，这会导致用户体验不佳，且影响供电可靠性。总之，传统方式已无法满足现今的实际需求，且易造成资源浪费。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法，通过对电压和有功功率双重因素的分析来确定电表与量测开关间的关系，从而实现箱表归属关系的细化梳理，同时也充分挖掘了数据价值。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法，所述台区为低压台区，台区每个表箱都配备一个量测开关，方法包括以下步骤：
S1，集中器接收主站下发的信号，对台区所有的表箱量测开关及电表进行校时，确保时钟同步；
S2，以15分钟为采集时间粒度，即每天采集96次，集中器采集量测开关及电表T天的电压及有功功率数据，构成电压及有功功率数据集；
对于三相表用户，取其A相电压数据作为其电压数据；
S3，判定台区电表与表箱间的归属关系；具体步骤为：
S31，首先对电压及有功功率数据序列进行预处理，即剔除未抄读到的数据点；若某个时间点存在某个量测开关或电表的电压或有功功率数据未抄读到，则将该时间点所有量测开关及电表的电压或有功功率数据剔除；
S32，遍历电表，计算各量测开关各相电压与电表电压的皮尔逊相关系数，将与电表电压的皮尔逊相关系数大于阈值α的量测开关聚为一个簇；
若量测开关多个相位的电压与电表电压的皮尔逊相关系数均大于阈值α，则只保留皮尔逊相关系数最大的相位数据；
若簇内只有一个量测开关，则直接判定该电表属于该量测开关对应的表箱，无需执行后续流程；
S33，对仍未确定归属关系的电表进行功率交叉验证，对比电表的有功功率数据与其簇内量测开关的有功功率数据，找出电表有功功率高于各个量测开关有功功率的数据点数，记录其占所有数据点数的比重；
S34，对仍未确定归属关系的电表逐一进行如下操作：将步骤S32所得的当前电表电压与对应簇内量测开关相电压的皮尔逊相关系数与S33得到的比重进行权重归一化处理后加和得到契合度，选择契合度数值最高的量测开关作为当前电表的配对量测开关，即得到了当前电表的表箱归属关系。
优选地，步骤S1中，在任意两个进行校时的装置间的同步时间误差均小于1s后才转入S2。
优选地，步骤S2中电压及有功功率的采集类型是定点冻结数据。
优选地，步骤S32中的皮尔逊相关系数R(X , Y)的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中X表示电表电压向量，Y表示量测开关的电压向量，cov()表示向量X和Y的协方差，
Figure 569134DEST_PATH_IMAGE002
表示向量的标准差。
优选地，所述S33的具体步骤为：
步骤S331，获取第i个电表的有功功率序列
Figure DEST_PATH_IMAGE003
和对应簇内的所有量测开关的有功功率序列
Figure 300330DEST_PATH_IMAGE004
；
其中N表示完成步骤S32后仍未确定归属关系的电表个数；n表示有功功率数据点的个数；m表示第i个电表对应簇内量测开关的个数；
步骤S332，将第i个电表有功功率序列分别与对应簇内第k个量测开关的有功功率序列进行比较，找出电表有功功率高于量测开关有功功率的数据点数，再除以总数据点数n，所得结果记为Fi,k，表示有功功率交叉占比。
优选地，步骤S34中契合度计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
其中i表示电表标号，i=1,…,N，N表示完成步骤S32后仍未确定归属关系的电表个数；k表示电表对应簇内量测开关的标号，k=1,…,m，m表示第i个电表对应簇内量测开关的个数； Ri,k表示第i个电表与对应簇内第k个量测开关的电压皮尔逊相关系数；min(R)表示第i个电表与对应簇内量测开关的电压皮尔逊相关系数最小的值；max(R)表示第i个电表与对应簇内量测开关的电压皮尔逊相关系数最大的值；Fi,k表示第i个电表和对应簇内第k个开关的有功功率交叉占比；min(F)表示第i个电表与对应簇内量测开关的有功功率交叉占比最小值；max(F) 表示第i个电表与对应簇内量测开关的有功功率交叉占比最大值；ω表示权重系数；
ω取值范围的具体选择原则如下：若该电表的有功功率数据全部为零，即代表用户在采集时段内没有用电，则将权重系数ω设为1；否则ω取值范围为0.3~0.4。
优选地，步骤S32中阈值α取值范围为0.9~1.0。
本发明的有益技术效果：无需增加额外硬件，仅通过对电压和有功功率双重因素的分析即可实现箱表归属关系的细化梳理，易于实现，相比传统方案，节约了人力成本，降低了误判概率，从而得到更加准确可靠的判断结果，也提高了工作效率，具有一定的推广价值。
附图说明
图1为本发明的总体流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例：
结合附图1，一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法，实施对象为浙江绍兴的30个低压台区，台区每个表箱都配备一个量测开关，方法包括以下步骤：
S1，集中器接收主站下发的信号，对台区所有的表箱量测开关及电表进行校时，确保时钟同步；在任意两个进行校时的装置间的同步时间误差均小于1s后，转入S2。
S2，以15分钟为采集时间粒度，集中器采集量测开关及电表3天的电压及有功功率定点冻结数据，即288个数据点，构成电压及有功功率数据集；
对于三相表用户，取其A相电压数据作为其电压数据。
S3，判定台区电表与表箱间的归属关系；具体步骤为：
S31，首先对电压及有功功率数据序列进行预处理，即剔除未抄读到的12个数据点，还剩余276个数据点。
S32，以电表1为例，计算各量测开关各相电压与电表电压的皮尔逊相关系数，将与电表电压的皮尔逊相关系数大于阈值0.95的量测开关聚为一个簇；所得簇内包括3个量测开关：量测开关6（其A相电压与电表电压的皮尔逊相关系数最大，为0.9753）、量测开关12（其C相电压与电表电压的皮尔逊相关系数最大，为0.9614）、量测开关27（其B相电压与电表电压的皮尔逊相关系数最大，为0.9569）。
S33，对电表1进行功率交叉验证，对比电表的有功功率数据与其簇内量测开关的有功功率数据，找出电表有功功率高于各个量测开关有功功率的数据点数，记录其占所有数据点数的比重。
具体步骤为：
步骤S331，获取电表1的有功功率序列
Figure 982109DEST_PATH_IMAGE006
和对应簇内量测开关的有功功率序列
Figure DEST_PATH_IMAGE007
。
步骤S332，将电表1有功功率序列分别与对应簇内3个量测开关的有功功率序列进行比较，找出电表有功功率高于量测开关有功功率的数据点数，再除以总数据点数276，所得结果为：F1,1=2/276（开关6）、F1,2=39/276（开关12）、F1,3=13/276（开关27）。
S34，将步骤S32所得的当前电表电压与对应簇内量测开关电压的皮尔逊相关系数与S33得到的比重进行权重归一化处理后加和得到契合度，选择契合度数值最大的量测开关作为当前电表的配对量测开关，即得到了当前电表的表箱归属关系。
契合度计算公式为：
Figure 674122DEST_PATH_IMAGE005
其中i表示电表标号，i=1,…,N，N表示完成步骤S32后仍未确定归属关系的电表个数；k表示电表对应簇内量测开关的标号，k=1,…,m，m表示第i个电表对应簇内量测开关的个数； Ri,k表示第i个电表与对应簇内第k个量测开关的电压皮尔逊相关系数；min(R)表示第i个电表与对应簇内量测开关的电压皮尔逊相关系数最小的值；max(R)表示第i个电表与对应簇内量测开关的电压皮尔逊相关系数最大的值；Fi,k表示第i个电表和对应簇内第k个开关的有功功率交叉占比；min(F)表示第i个电表与对应簇内量测开关的有功功率交叉占比最小值；max(F) 表示第i个电表与对应簇内量测开关的有功功率交叉占比最大值；ω表示权重系数，实施例中其值为0.4；
对于该实施例，电表1与量测开关6的契合度S1,1=1；电表1与量测开关12的契合度S1,2=0.097826；电表1与量测开关27的契合度S1,3=0.42162。数值之间相差明显，能清楚地确定电表1归属于量测开关6的A相。
核查台区用电采集***中最新的用户档案信息，确定计算结果与实际核查结果一致，本发明得以验证。
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法，其特征在于，所述台区为低压台区，台区每个表箱都配备一个量测开关，方法包括以下步骤：
S1，集中器接收主站下发的信号，对台区所有的表箱量测开关及电表进行校时，确保时钟同步；
S2，以15分钟为采集时间粒度，即每天采集96次，集中器采集量测开关及电表T天的电压及有功功率数据，构成电压及有功功率数据集；
对于三相表用户，取其A相电压数据作为其电压数据；
S3，判定台区电表与表箱间的归属关系；具体步骤为：
S31，首先对电压及有功功率数据序列进行预处理，即剔除未抄读到的数据点；若某个时间点存在某个量测开关或电表的电压或有功功率数据未抄读到，则将该时间点所有量测开关及电表的电压或有功功率数据剔除；
S32，遍历电表，计算各量测开关各相电压与电表电压的皮尔逊相关系数，将与电表电压的皮尔逊相关系数大于阈值α的量测开关聚为一个簇；
若量测开关多个相位的电压与电表电压的皮尔逊相关系数均大于阈值α，则只保留皮尔逊相关系数最大的相位数据；
若簇内只有一个量测开关，则直接判定该电表属于该量测开关对应的表箱，无需执行后续流程；
S33，对仍未确定归属关系的电表进行功率交叉验证，对比电表的有功功率数据与其簇内量测开关的有功功率数据，找出电表有功功率高于各个量测开关有功功率的数据点数，记录其占所有数据点数的比重；
S34，对仍未确定归属关系的电表逐一进行如下操作：将步骤S32所得的当前电表电压与对应簇内量测开关相电压的皮尔逊相关系数与S33得到的比重进行权重归一化处理后加和得到契合度，选择契合度数值最高的量测开关作为当前电表的配对量测开关，即得到了当前电表的表箱归属关系。
2.根据权利要求1所述的一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法，其特征在于，步骤S1中，在任意两个进行校时的装置间的同步时间误差均小于1s后才转入S2。
3.根据权利要求1所述的一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法，其特征在于，步骤S2中电压及有功功率的采集类型是定点冻结数据。
4.根据权利要求1所述的一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法，其特征在于，步骤S32中的皮尔逊相关系数R(X , Y)的计算公式为：
Figure 778035DEST_PATH_IMAGE001
其中X表示电表电压向量，Y表示量测开关的电压向量，cov()表示向量X和Y的协方差，
Figure 861660DEST_PATH_IMAGE002
表示向量的标准差。
5.根据权利要求1所述的一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法，其特征在于，所述S33的具体步骤为：
步骤S331，获取第i个电表的有功功率序列
Figure 613716DEST_PATH_IMAGE003
和对应簇内的所有量测开关的有功功率序列
Figure 623129DEST_PATH_IMAGE004
；
其中N表示完成步骤S32后仍未确定归属关系的电表个数；n表示有功功率数据点的个数；m表示第i个电表对应簇内量测开关的个数；
步骤S332，将第i个电表有功功率序列分别与对应簇内第k个量测开关的有功功率序列进行比较，找出电表有功功率高于量测开关有功功率的数据点数，再除以总数据点数n，所得结果记为Fi,k，表示有功功率交叉占比。
6.根据权利要求1所述的一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法，其特征在于，步骤S34中契合度计算公式为：
Figure 827845DEST_PATH_IMAGE005
其中i表示电表标号，i=1,…,N，N表示完成步骤S32后仍未确定归属关系的电表个数；k表示电表对应簇内量测开关的标号，k=1,…,m，m表示第i个电表对应簇内量测开关的个数；Ri,k表示第i个电表与对应簇内第k个量测开关的电压皮尔逊相关系数；min(R)表示第i个电表与对应簇内量测开关的电压皮尔逊相关系数最小的值；max(R)表示第i个电表与对应簇内量测开关的电压皮尔逊相关系数最大的值；Fi,k表示第i个电表和对应簇内第k个开关的有功功率交叉占比；min(F)表示第i个电表与对应簇内量测开关的有功功率交叉占比最小值；max(F) 表示第i个电表与对应簇内量测开关的有功功率交叉占比最大值；ω表示权重系数；
ω取值范围的具体选择原则如下：若该电表的有功功率数据全部为零，即代表用户在采集时段内没有用电，则将权重系数ω设为1；否则ω取值范围为0.3~0.4。
7.根据权利要求1所述的一种用于判定台区电表与表箱间归属关系的方法，其特征在于，步骤S32中阈值α取值范围为0.9~1.0。
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