一种低压台区阻抗的计算方法技术

本发明专利技术涉及一种低压台区阻抗的计算方法，包括以下步骤：步骤S1获取一个台区一段时间内所有表箱各相别的电压有效值序列U和电流有效值序列I，提取电压阶跃及大小，提取电流阶跃、大小及类型；步骤S2：计算各表箱回路阻抗值；步骤S3：计算干线分支阻抗和支线分支阻抗。本发明专利技术提供可以准确地计算出低压台区的整个回路阻抗值和出线柜到分支箱处的分支阻抗，通过两者的差值，预估出分支箱到表箱处的阻抗，从而可得到各分支的阻抗值。对回路阻抗及分支阻抗的有效监测，可以及时发现线路异常情况，减少故障发生概率，通过对线路线损的计算，可有效排查出是否有用户窃电行为，提高供电企业电能的利用率。的利用率。的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种低压台区阻抗的计算方法


[0001]本专利技术涉及一种低压台区阻抗的计算方法，属于低压台区电网


技术介绍

[0002]在低压台区供电回路中，电流通过导线(包括电缆，母线)时，要产生电能损耗，使导线发热，裸导线的温度过高时，会使其接头处的氧化加剧，增大接触电阻，使之进一步氧化，加速接头处的老化甚至烧毁，引发火灾事故；同时随着线路的长期使用，电路会伴随有老化现象，出现漏电和短路现象。此外，在台区配电网在输送和分配电能的过程中，由于配电线路及配电设备存在阻抗，在电流流过时会产生一定数量的有功功率的损耗，这些线路损耗只能通过台区供电能量与台区的用电量差值进行计算，无法估算具体在哪段线路损耗情况，因此在低压台区对阻抗的分析研究已迫在眉睫。
[0003]低压台区中存在各种特征量的传递，其主要由于用户用电行为、设备运行状态及故障产生的。目前特征大多集中于对电流稳态量的描述和分析，主要包括有功功率、无功功率和基波、谐波分量等信息。然而在低压台区中也存在较多的电压瞬态特征，一部分是由于箱变侧往表箱侧传递，另一部分是由于用户用电拉低末端电压导致的表箱间的传递。台区中的电压特征大部分是由于后者产生的。在低压台区中，用户用电对同一个分支内的表箱电压传递时，其产生影响的是台变到分支箱线路的电压，因此，根据电压特征的传递规律，使用用户用电电流大小以及传递的电压大小，可以计算分支阻抗的大小。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种低压台区阻抗的计算方法，可以准确地计算出低压台区的整个回路阻抗值，并且能计算出出线柜到分支箱处的分支阻抗，通过回路阻抗与分支阻抗的差值，预估出分支箱到表箱处的阻抗，从而可得到各分支的阻抗值，对回路阻抗及分支阻抗的有效监测，可以及时发现线路异常情况，减少故障发生概率，通过对线路线损的计算，可有效排查出是否有用户窃电行为，提高供电企业电能的利用率。其具体技术方案如下：
[0005]一种低压台区阻抗的计算方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1：获取一个台区一段时间内所有表箱各相别的电压有效值序列U和电流有效值序列I，提取电压阶跃及大小，提取电流阶跃、大小及类型，类型包括电热类型、冲击类型；
[0007]步骤S2：通过阶跃匹配计算各表箱回路阻抗值R
loop
。
[0008]进一步的，还包括步骤S3：通过阶跃匹配计算干线分支阻抗R
branch
，并计算支线分支阻抗R
meterbox
，支线分支阻抗R
meterbox
的计算公式如下：
[0009]R
meterbox
＝R
loop
‑
R
branch
。
[0010]进一步的，步骤S1中提及的电压有效值序列U和电流有效值序列I，其获取方式是将瞬时电压、瞬时电流按一定的窗长计算一个有效值，一个有效值计算所需的时间计算公
式如下：
[0011][0012]其中，winNum为计算一个有效值的窗长，Fs为采样频率，使用不同的采样频率及不同的窗长可以在不同时间计算一个有效值。
[0013]进一步的，为了保证数据的准确性，选取电压大小deltaU大于0.2V的阶跃stepU，电流大小deltaI大于5A的阶跃stepI，所述步骤S1中的提取电压、电流阶跃的公式分别为：
[0014]deltaU(t)＝U(t)
‑
U(t+2)，t＝1，2...N
‑
2；
[0015]deltaI(t)＝I(t+2)
‑
I(t)，t＝1，2...N
‑
2；
[0016]其中，n为电压电流有效值序列的总个数，t为阶跃时刻，为所述stepU、stepI产生的时刻，其中挑选出的stepU、stepI阶跃时算成以秒为单位进行后续阶跃匹配。
[0017]进一步的，所述步骤S1中阶跃的类型在选取的电流阶跃中计算，判断每条阶跃的类型使用每个阶跃后n个点的电流值取方差，当方差值大于0.2时，该阶跃为冲击型阶跃；否则，该阶跃类型为电热型阶跃。对于n的取值与计算有效值时间窗口大小有关，窗口时间越长，其选取的点数越少，但不得低于3，如：当窗口大小为0.1S时，选取阶跃后4
‑
6个有效值；当窗口大小为0.02S时，选取阶跃后9
‑
11个有效值。每个选取的电流阶跃类型方差的计算公式如下：
[0018][0019]其中，i为选取的阶跃值，M为选取阶跃后n个有效电流值的均值。
[0020]进一步的，所述步骤S2具体包括以下步骤：
[0021]步骤S21：将步骤S1中选取的每个表箱电流阶跃序列与对应相别的电压阶跃序列进行匹配，此时得到匹配成功后的电流大小序列ΔI
pair
对应的类型序列T
pair
和电压大小序列ΔU
pair
。当一个分支中有多个表箱时，使用每个表箱的电流阶跃序列与对应相别的电压阶跃序列进行匹配；当一个分支只有一个表箱时，使用表箱内每个电表对应相别进行匹配；
[0022]步骤S22：按电流的类型分别计算电热类型、冲击类型的回路阻抗大小序列；
[0023]步骤S23：在每个类型序列中剔除异常值，剔除异常值后每个类型取中位数，得到电热类型回路阻抗R
loop_heat
及冲击类型回路阻抗R
loop_fast
，将冲击类型的阻抗值与电热类型的阻抗值求均值，即为最终的回路阻抗R
loop
。
[0024]进一步的，电热类型的回路阻抗R
loop_heat
及冲击类型回路阻抗R
loop_fast
计算公式如下：
[0025][0026][0027]其中，m为匹配的阶跃中电热类型的阶跃数量，p为匹配的阶跃中冲击类型的阶跃
数量。
[0028]进一步的，所述步骤S3中计算干线分支阻抗R
branch
具体包括以下步骤：
[0029]步骤S31：将步骤S1中选取的所有表箱每天的各相别的电流阶跃与同一个分支其他表箱对应相别的电压阶跃进行匹配，其中任意两个表箱匹配的结果数量小于min[5*n，20]时，该匹配组合不参与计算，n为匹配天数，将同一个分支内匹配成功后电流大小序列Δl
match
及对应类型序列T
match
和电压大小序列ΔU
match
进行计算。当一个分支中有多个表箱时，使用每个表箱的电流与同分支的电压匹配，当一个分支只有一个表箱时，使用表箱内每个电表进行匹配；
[0030]步骤S32：按电流的类型分别计算电热类型，冲击类型的分支阻抗大小序列；
[0031]步骤S33：在每个类型序列中剔除异常值，剔除异常值后每个类型取中位数，得到电热类型分支阻抗R
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压台区阻抗的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：获取一个台区一段时间内所有表箱各相别的电压有效值序列U和电流有效值序列I，提取电压阶跃及大小，提取电流阶跃、大小及类型，类型包括电热类型、冲击类型；步骤S2：通过阶跃匹配计算各表箱回路阻抗值R
loop
。2.根据权利要求1的低压台区阻抗的计算方法，其特征在于：还包括步骤S3：通过阶跃匹配计算干线分支阻抗R
branch
，并计算支线分支阻抗R
meterbox
，支线分支阻抗R
meterbox
的计算公式如下：R
meterbox
＝R
loop
‑
R
branch
。3.根据权利要求1的低压台区阻抗的计算方法，其特征在于：步骤S1中提及的电压有效值序列U和电流有效值序列I，其获取方式是将瞬时电压、瞬时电流按一定的窗长计算一个有效值，一个有效值计算所需的时间计算公式如下：其中，winNum为计算一个有效值的窗长，Fs为采样频率，使用不同的采样频率及不同的窗长可以在不同时间计算一个有效值。4.根据权利要求1的低压台区阻抗的计算方法，其特征在于：选取电压大小deltaU大于0.2V的阶跃stepU，电流大小deltaI大于5A的阶跃stepI，所述步骤S1中的提取电压、电流阶跃的公式分别为：deltaU(t)＝U(t)
‑
U(t+2)，t＝1，2...N
‑
2；deltaI(t)＝I(t+2)
‑
I(t)，t＝1，2...N
‑
2；其中，N为电压电流有效值序列的总个数，t为阶跃时刻，为所述stepU、stepI产生的时刻，其中挑选出的stepU、stepI阶跃时算成以秒为单位进行后续阶跃匹配。5.根据权利要求4的低压台区阻抗的计算方法，其特征在于：所述步骤S1中阶跃的类型在选取的电流阶跃中计算，判断每条阶跃的类型使用每个阶跃后n个点的电流值取方差，当方差值大于0.2时，该阶跃为冲击型阶跃；否则，该阶跃类型为电热型阶跃，每个选取的电流阶跃类型方差的计算公式如下：其中，i为选取的阶跃值，M为选取阶跃后n个有效电流值的均值。6.根据权利要求1的低压台区阻抗的计算方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括以下步骤：步骤S21：将步骤S1中选取的每个表箱每天的电流阶跃序列与对应相别的电压阶跃序列进行匹配，此时得到匹配成功后的电流大小序列ΔI
pair
对应的类型序列T
pair
和电压大小序列ΔU
pair
，当一个分支中有多个表箱时，使用每个表箱的电流阶跃序列与对应相别的电压阶跃序列进行匹配；当一个分支只有一个表箱时，使用表箱内每个电表对应相别进行匹配；步骤S22：按电流的类型分别计算电热类型、冲击类型的回路阻抗大小...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪佳燕，何朝伟，黄时，张蓓，肖婷，
申请(专利权)人：江苏瑞电智芯信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：