基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法、装置及系统，基于电力公司目前已有的PMS、SG186和用电信息采集系统的基础信息数据，共包括拓扑校验模型构建、模型求解和拓扑校验三个环节；拓扑校验模型以PMS系统中的初始配网拓扑进行电路抽象，并结合SG186系统中的用户档案信息进行用户定位，以分支线路为单位构建电路模型及数学模型；获取AMI系统中高密度用户末端电压、电流信息，并利用多元线性规划方法进行数学模型求解，获取线路阻抗及根节点变压器出口端电压；最后拓扑校验包括相变校验和户变校验。本发明专利技术基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法、装置及系统能够有效解决城市低压配电网拓扑校验问题。

Topology Checking Method, Device and System of Urban Low Voltage Distribution Network Based on AMI Data

The invention discloses a method, device and system of urban low-voltage distribution network topology verification based on AMI data. Based on the existing PMS, SG186 and the basic information data of the telecommunication information acquisition system of the power company, the method comprises three parts: the construction of the topology verification model, the solution of the model and the topology verification. The topology verification model abstracts the circuit by the initial distribution network topology in the PMS system. In combination with the user profile information in SG186 system, the user location is carried out, and the circuit model and mathematical model are constructed with branch lines as units; the terminal voltage and current information of high-density users in AMI system are obtained, and the mathematical model is solved by using the method of multiple linear programming to obtain the line impedance and the outlet voltage of the root node transformer; finally, the topology verification includes phase change checksum and phase change checking. Household Change Check. The method, device and system of urban low-voltage distribution network topology verification based on AMI data can effectively solve the problem of urban low-voltage distribution network topology verification.

【技术实现步骤摘要】
基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法、装置及系统
本专利技术属于电力管理
，具体涉及一种基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法、装置及系统。
技术介绍
配电网的拓扑结构是配电网进行线损分析、故障诊断、潮流计算、三相平衡等应用功能的基础。然而，配电网拓扑结构繁杂并且节点分支体量巨大，配电自动化采集控制布点有限且仅部署在中压配电网，配网分析缺少必要的数据支撑，因此多基于关键节点的供需平衡关系来进行线损、三相平衡、负荷转供的分析。用户拓扑关系也是基于原始的档案记录人工排查，台区普查过程中，电表所属台区不清和所属相线记录错误的现象屡见不鲜，这种现象在城乡结合部尤为突出，据澳洲报告统计有46％用户连接情况信息,缺失，另外54％用户连接需要重新评估其GIS数据是否准确，困扰了配电网电网优化经济运行。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法、装置及系统，解决城市低压配电网拓扑校验问题。实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供了一种基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法，包括：获取初始配网拓扑和对应的用户档案信息；基于所述初始配网拓扑和对应的用户档案信息，根据设定的电路抽象规则，完成电路抽象，获得电路模型；基于所述电路模型，采用分层构建方法，获得与所述电路模型对应的数学模型；获取AMI系统中高密度用户末端电压和电流信息，并对所述数学模型进行求解，获取电路模型中两两节点之间的线路阻抗及根节点变压器出口端电压；基于所述电路中两两节点之间的线路阻抗及根节点变压器出口端电压，进行相变校验和户变校验。优选地，所述基于所述初始配网拓扑和对应的用户档案信息，根据设定的电路抽象规则，完成电路抽象，获得电路模型，具体包括：调用所述初始配网拓扑，设定变压器二次侧设为根节点，各表箱处的用户为末端叶节点，根据设定的电路抽象规则，选择初始配网拓扑中符合要求的转接点作为中间茎节点；从用户档案信息中获取所需的用户信息，确定出各表箱处各个相所带的具体用户；基于所述根节点、各中间茎节点、各末端叶节点以及各表箱处各个相所带的具体用户信息，确定出若干条分支线路以及每一相线路完整拓扑图，低压分支线路统一按照单相电路来逐相分析；所述分支线路的起点为根节点，终点为末端叶节点，中间为对应的中间茎节点。优选地，采用分层构建方法，获得与所述电路模型对应的数学模型，具体包括：针对某分支线路，首先建立从根节点到中间茎节点之间的阻性方程，然后建立从中间茎节点至末端叶节点的阻性方程；采用上述步骤建立其他分支线路的阻性方程，直至所有的分支线路均建立了对应的阻性方程；联立上述所有建立的阻性方程，整理后得到与所述电路模型对应的数学模型。优选地，所述数学模型的表达式为：式中，UL1-C1为根节点L1根据末端用户节点C1计算的电压；IC1为用户C1的电流值；ZC1为用户C1的入户段阻抗；ZL1-2为节点L1到L2之间的线路阻抗；UC1为C1用户的末端节点电压，其他表示意义类同。优选地，所述对所述数学模型进行求解，获取电路模型中两两节点之间的线路阻抗及根节点变压器出口端电压，具体为：利用多元线性规划方法对所述数学模型进行求解，获取电路模型中两两节点之间的线路阻抗及根节点变压器出口端电压。优选地，所述相变校验具体为：同一变压器同一相的不同用户根据所述数学模型，分别反解出数量与用户数量相同的根节点变压器出口端电压；利用求解到的根节点变压器出口端电压的曲线形状和变化趋势，判断用户是否在同一相。优选地，所述户变校验具体为：不同分支线中所有用户根据所述数学模型，分别反解出数量与用户数量相同的根节点变压器出口端电压；根据求解出来的各根节点变电器出口端电压的曲线形状和变化趋势，判断不同分支线是否属于同一变压器。优选地，所述初始配网拓扑来自于PMS系统；所述用户档案信息来自于SG186系统。第二方面，本专利技术提供了一种基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验装置，包括：获取模块，用于获取初始配网拓扑和对应的用户档案信息；电路模型建立模块，用于基于所述初始配网拓扑和对应的用户档案信息，根据设定的电路抽象规则，完成电路抽象，获得电路模型；数学模型建立模块，基于所述电路模型，采用分层构建方法，获得与所述电路模型对应的数学模型；求解模块，用于获取AMI系统中高密度用户末端电压和电流信息，并利用多元线性规划方法对所述数学模型进行求解，获取电路模型中两两节点之间的线路阻抗及根节点变压器出口端电压；校验模块，用于基于所述电路中两两节点之间的线路阻抗及根节点变压器出口端电压，进行相变校验和户变校验第三方面，本专利技术提供了一种基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验系统，包括：处理器，适于实现各指令；以及存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行第一方面中任一项所述的步骤。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术提出的基于AMI数据的城市低压电网拓扑校验方法、装置及系统，通过数据校验，提升拓扑档案信息的准确性；对比于以往的方案，当前很多时候错误档案信息并不能及时排查，主要纠错存在与拓扑错误影响了线损分析、故障定位等时，进行人工排查，本专利技术的方法极大降低了人工拓扑核查的工作量，提升效率；对比于PLC载波进行拓扑检验的方式，本专利技术并不需要增加额外的设备或更换通信方式，只是在目前的用采系统基础上，进一步挖掘了用采数据对高级应用的支撑作用，开发高级应用功能。附图说明图1是本专利技术一种实施例的基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验流程图；图2是本专利技术一种实施例的电路模型中的分支线路电路图；图3是本专利技术一种实施例的低压拓扑校验系统组织框架；图4是本专利技术一种实施例的算例中某台区某分支线用户相变校验的端电压曲线；图5(a)是本专利技术一种实施例的算例中某台区第3条分支线用户户变校验的端电压曲线；图5(b)是本专利技术一种实施例的算例中某台区第4条分支线用户户变校验的端电压曲线；图5(c)第3条分支线与第4条分支线端电压曲线对比图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术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仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。实施例1如图1-5所示，本专利技术实施例中提供了一种基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法，该方法是基于电力公司目前已有的PMS、SG186和用电信息采集系统的基础信息数据来进行的，共包括拓扑校验模型构建、数学模型求解和拓扑校验三个环节；拓扑校验模型以PMS系统中的初始配网拓扑进行电路抽象，并结合SG186系统中的用户档案信息进行用户定位，以分支线路为单位构建电路模型及数学模型；获取AMI系统(AMIadvancedmeteringinfrastructure，高级量测体系)中高密度(15min/点)用户末端电压、电流信息，并利用多元线性规划方法进行数学模型求解，获取线路阻抗及根节点变压器出口端电压；最后进行相变校验和户变校验；具体包括以下步骤：步骤(1)获取初始配网拓扑和对应的用户档案信息；在本专利技术实施例的一种具体实施方式中，所述的初始配网拓扑获取自PMS系统，所述用户档案信息获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法，其特征在于，包括：获取初始配网拓扑和对应的用户档案信息；基于所述初始配网拓扑和对应的用户档案信息，根据设定的电路抽象规则，完成电路抽象，获得电路模型；基于所述电路模型，采用分层构建方法，获得与所述电路模型对应的数学模型；获取AMI系统中高密度用户末端电压和电流信息，并对所述数学模型进行求解，获取电路模型中两两节点之间的线路阻抗及根节点变压器出口端电压；基于所述电路中两两节点之间的线路阻抗及根节点变压器出口端电压，进行相变校验和户变校验。

【技术特征摘要】
2018.11.15 CN 20181135653041.一种基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法，其特征在于，包括：获取初始配网拓扑和对应的用户档案信息；基于所述初始配网拓扑和对应的用户档案信息，根据设定的电路抽象规则，完成电路抽象，获得电路模型；基于所述电路模型，采用分层构建方法，获得与所述电路模型对应的数学模型；获取AMI系统中高密度用户末端电压和电流信息，并对所述数学模型进行求解，获取电路模型中两两节点之间的线路阻抗及根节点变压器出口端电压；基于所述电路中两两节点之间的线路阻抗及根节点变压器出口端电压，进行相变校验和户变校验。2.根据权利要求1所述的一种基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法，其特征在于，所述基于所述初始配网拓扑和对应的用户档案信息，根据设定的电路抽象规则，完成电路抽象，获得电路模型，具体包括：调用所述初始配网拓扑，设定变压器二次侧设为根节点，各表箱处的用户为末端叶节点，根据设定的电路抽象规则，选择初始配网拓扑中符合要求的转接点作为中间茎节点；从用户档案信息中获取所需的用户信息，确定出各表箱处各个相所带的具体用户；基于所述根节点、各中间茎节点、各末端叶节点以及各表箱处各个相所带的具体用户信息，确定出若干条分支线路以及每一相线路完整拓扑图，低压分支线路统一按照单相电路来逐相分析；所述分支线路的起点为根节点，终点为末端叶节点，中间为对应的中间茎节点。3.根据权利要求2所述的一种基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法，其特征在于：采用分层构建方法，获得与所述电路模型对应的数学模型，具体包括：针对某分支线路，首先建立从根节点到中间茎节点之间的阻性方程，然后建立从中间茎节点至末端叶节点的阻性方程；采用上述步骤建立其他分支线路的阻性方程，直至所有的分支线路均建立了对应的阻性方程；联立上述所有建立的阻性方程，整理后得到与所述电路模型对应的数学模型。4.根据权利要求3所述的一种基于AMI数据的城市低压配电网拓扑校验方法，其特征在于：所述数学模型的表达式为：式中，UL1-C1为根节点L1根据末端用户节点C1计算的电压；IC1为用户C1的电流值；ZC1为用户C1的入户段阻抗；ZL1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，赵永红，肖坚红，唐亮，疏奇奇，梁晓伟，张良，武文广，孙筵翔，卢炎炎，周永真，
申请(专利权)人：国网安徽省电力公司，国网安徽省电力公司电力科学研究院，国电南瑞南京控制系统有限公司，北明软件有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34