一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统的制作方法

1.本发明涉及电网潮流技术领域，尤其涉及一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统。


背景技术：

2.潮流计算是电力学名词，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。
3.现有的潮流计算，都是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、各支路电流与功率及网损；然而这种电力系统潮流计算方法的计算范围局限没有对用电区域进行区分，计算效率较低，计算得到的结果不够准确。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统，以解决现有的潮流计算不能对用电区域进行分级分析的问题。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统，所述分析系统包括电网采集模块、潮流分析模块以及电网记忆模块；
6.所述电网采集模块包括区域分配单元和时段采集单元；
7.所述区域分配单元用于对电网运行数据采集区域进行分配；所述时段采集单元用于采集时段电网运行数据；
8.所述潮流分析模块包括区域分析单元和波动分析单元，所述区域分析单元用于根据采集到的时段电网运行数据进行用电等级划分；所述波动分析单元用于将采集到的时段电网运行数据进行分析得到区域波动值；
9.所述电网记忆模块用于对历史电网运行数据进行存储和分析处理，输出用电异常信号或用电正常信号；
10.所述电网记忆模块包括历史存储单元和比对分析单元。
11.进一步地，所述区域分配单元配置有区域分配策略，所述区域分配策略包括将用电区域网格划分为若干个小区域，将各个小区域记为qy1至qyn，n为正整数。
12.进一步地，所述时段采集单元配置有固定时段采集策略，所述固定时段采集策略包括：设置三个固定时段，分别为第一固定时段、第二固定时段和第三固定时段；所述三个固定时段的时长相等且没有交集；
13.获取三个固定时段内各个小区域的实际电功率，将第一固定时段的实际电功率设
置为第一实际电功率，将第二固定时段的实际电功率设置为第二实际电功率，将第三固定时段的实际电功率设置为第三实际电功率。
14.进一步地，所述时段采集单元配置有间隔时段采集策略，所述间隔时段采集策略包括：每间隔第一时间段分别获取各个小区域内的时段电网运行数据；所述时段电网运行数据包括时段额定电压、时段额定电流和时段实际电功率。
15.进一步地，所述区域分析单元配置有区域分析策略，所述区域分析策略包括：
16.将实际电功率代入区域用电量计算公式q
sj
＝w
sj
×
t中，获得区域用电量；其中，q
sj
为固定时段用电量，w
sj
为实际电功率，t为固定时间段时长；
17.所述固定时段用电量包括第一固定时段用电量、第二固定时段用电量和第三固定时段用电量；
18.当小区域的第一固定时段用电量、第二固定时段用电量和第三固定时段用电量几乎相等时，将所述小区域设置为商业区；
19.当小区域的第一固定时段用电量与第二固定时段用电量几乎相等且大于第三固定时段用电量时，将所述小区域设置为工业区；
20.当小区域的第三固定时段用电量大于第一固定时段用电量和第二固定时段用电量时，将所述小区域设置为居民区；
21.当小区域第一固定时段用电量、第二固定时段用电量和第三固定时段用电量无特殊规律时，将所述小区域设置为其他区。
22.进一步地，所述波动分析单元配置有时段波动分析策略，所述时段波动分析策略包括：获取时段电网运行数据和历史平均电网运行数据，所述时段电网运行数据包括时段额定电压、时段额定电流和时段实际电功率，所述历史时段电网运行数据包括历史时段平均电压、历史时段平均电流和历史时段实际电功率；
23.将时段电网运行数据和历史平均电网运行数据代入时段波动计算公式b＝||w
ls-u
ls
×ils
|-w
sd-u
sd
×isd
||中，求得时段波动值；其中，u
ls
为历史时段平均电压，i
ls
为历史时段平均电流，w
ls
为历史时段实际电功率，u
sd
为时段额定电压，i
sd
为时段额定电流，为w
sd
时段实际电功率，b为时段波动值。
24.进一步地，所述波动分析单元还配置有区域波动分析策略，所述区域分析策略包括：获取时段波动值和区域权重值，将时段波动值和区域权重值代入区域波动分析公式d＝a
×
b；其中，d为区域波动值，a为区域权重值，b为时段波动值；
25.所述区域权重值包括商业区权重值、工业区权重值、居民区权重值和其他区权重值。
26.进一步地，所述分析比对单元配置有分析比对策略，所述分析比对策略包括：从历史储存单元获取历史区域波动值，求得平均波动值，将区域波动值与平均区域波动值相减获得的波动值差值，当波动值差值大于第一波动差值时，输出用电异常信号；
27.当波动值差值小于第一波动差值时，输出用电正常信号。
28.本发明的有益效果：本发明首先将用电区域网格划分为若干小区域，再获取小区域的电网运行数据，通过对各个小区域的电网运行数据进行计算和比对，将各个小区域分为商业区、工业区、居住区和其他区四个区域；再获取四个区域的时段电网运行数据，对四个区域的时段电网运行数据进行再计算，获得各个区域的电网潮流，通过对用电区域进行
分级分析，避免了由于某些区域的极端用电量对潮流计算产生的影响。
29.本发明附加方面的优点将在下面的具体实施方式的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
30.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更明显：
31.图1为本发明的电网潮流分析系统的原理框图；
32.图2为本发明的区域划分示意图。
具体实施方式
33.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
34.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发明的示例性实施方式。
35.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.请参阅图1所示，一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统，所述分析系统包括电网采集模块、潮流分析模块以及电网记忆模块；
37.所述电网采集模块包括区域分配单元和时段采集单元；
38.所述区域分配单元用于对电网运行数据采集区域进行分配；所述时段采集单元用于采集时段电网运行数据；
39.请参阅图2所示，所述区域分配单元配置有区域分配策略，所述区域分配策略包括将用电区域网格划分为若干个小区域，将各个小区域记为qy1至qyn，n为正整数，将用电区域进行网格划分，避免出现区域重叠导致的划分不准确。
40.所述时段采集单元配置有固定时段采集策略，所述固定时段采集策略包括：设置三个固定时段，分别为第一固定时段、第二固定时段和第三固定时段；所述三个固定时段的时长相等且没有交集；设置三个固定时段能够反应用户全天各个时段的不同用电情况，避免由于固定时段采集数据过少，无法对用户用电区域进行划分的情况，具体地，第一固定时段为7点至12点，第二固定时段为13点至18点，第三固定时段为19点至24点；
41.获取三个固定时段内各个小区域的实际电功率，将第一固定时段的实际电功率设置为第一实际电功率，将第二固定时段的实际电功率设置为第二实际电功率，将第三固定时段的实际电功率设置为第三实际电功率。
42.所述时段采集单元配置有间隔时段采集策略，所述间隔时段采集策略包括：每间隔第一时间段分别获取各个小区域内的时段电网运行数据；所述时段电网运行数据包括时段额定电压、时段额定电流和时段实际电功率。
43.所述潮流分析模块包括区域分析单元和波动分析单元，所述区域分析单元用于根据采集到的时段电网运行数据进行用电等级划分；所述波动分析单元用于将采集到的时段电网运行数据进行分析得到区域波动值；
44.所述区域分析单元配置有区域分析策略，所述区域分析策略包括：
45.将实际电功率代入区域用电量计算公式q
sj
＝w
sj
×
t中，获得区域用电量；其中，q
sj
为固定时段用电量，w
sj
为实际电功率，t为固定时间段时长；
46.所述固定时段用电量包括第一固定时段用电量、第二固定时段用电量和第三固定时段用电量；
47.当小区域的第一固定时段用电量、第二固定时段用电量和第三固定时段用电量几乎相等时，将所述小区域设置为商业区；
48.当小区域的第一固定时段用电量与第二固定时段用电量几乎相等且大于第三固定时段用电量时，将所述小区域设置为工业区；
49.当小区域的第三固定时段用电量大于第一固定时段用电量和第二固定时段用电量时，将所述小区域设置为居民区；
50.当小区域第一固定时段用电量、第二固定时段用电量和第三固定时段用电量无特殊规律时，将所述小区域设置为其他区。
51.所述波动分析单元配置有时段波动分析策略，所述时段波动分析策略包括：获取时段电网运行数据和历史平均电网运行数据，所述时段电网运行数据包括时段额定电压、时段额定电流和时段实际电功率，所述历史时段电网运行数据包括历史时段平均电压、历史时段平均电流和历史时段实际电功率；
52.将时段电网运行数据和历史平均电网运行数据代入时段波动计算公式b＝||w
ls-u
ls
×ils
|-|w
sd-u
sd
×isd
||中，求得时段波动值；其中，u
ls
为历史时段平均电压，i
ls
为历史时段平均电流，w
ls
为历史时段实际电功率，u
sd
为时段额定电压，i
sd
为时段额定电流，为w
sd
时段实际电功率，b为时段波动值；
53.时段实际功率是实际使用中消耗的功率，时段额定电压与时段额定电流的乘积可以得到时段额定电功率，时段额定电功率反应电源使用过程中，规定的最大的功率，时段额定电功率与时段实际电功率的差值反映用电区域内的功率差值，再将此时的功率差值与历史功率差值进行求差计算，得到该时段的功率差值波动值，并设置为时段波动值。
54.所述波动分析单元还配置有区域波动分析策略，所述区域分析策略包括：获取时段波动值和区域权重值，将时段波动值和区域权重值代入区域波动分析公式d＝a
×
b；其中，d为区域波动值，a为区域权重值，b为时段波动值；
55.所述区域权重值包括商业区权重值、工业区权重值、居民区权重值和其他区权重值，具体地，各个区域用电量不同，设置区域权重值可以避免由于某一区域用电量较大或较小对波动值有影响的极端情况出现，所述区域权重值取值范围为0至1，其中，商业区权重值为0.5，工业区权重值为0.2，居民区权重值为0.2，其他区权重值为0.1。
56.所述电网记忆模块用于对历史电网运行数据进行存储和分析处理，输出用电异常信号或用电正常信号；
57.所述电网记忆模块包括历史存储单元和比对分析单元；
58.所述分析比对单元配置有分析比对策略，所述分析比对策略包括：从历史储存单元获取历史区域波动值，求得平均波动值，将区域波动值与平均区域波动值相减获得的波动值差值，当波动值差值大于第一波动差值时，输出用电异常信号；
59.当波动值差值小于第一波动差值时，输出用电正常信号。
60.工作原理：本发明首先将用电区域网格划分为若干小区域，再获取小区域的电网运行数据，通过对各个小区域的电网运行数据进行计算和比对，将各个小区域分为商业区、工业区、居住区和其他区四个区域；对用电区域进行分析后划分为四个区域，分别对四个区域进行潮流分析，避免了各个区域用电量和用电时间不同导致的潮流计算不准确的问题；
61.再获取四个区域的时段电网运行数据，对四个区域的时段电网运行数据进行再计算，获得各个区域的电网潮流，通过对用电区域进行分级分析，避免了由于某些区域的极端用电量对潮流计算产生的影响。
62.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(static random access memory，简称sram)，电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，简称eeprom)，可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，简称eprom)，可编程只读存储器(programmable red-only memory，简称prom)，只读存储器(read-onlymemory，简称rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
63.以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统，其特征在于，所述分析系统包括电网采集模块、潮流分析模块以及电网记忆模块；所述电网采集模块包括区域分配单元和时段采集单元；所述区域分配单元用于对电网运行数据采集区域进行分配；所述时段采集单元用于采集时段电网运行数据；所述潮流分析模块包括区域分析单元和波动分析单元，所述区域分析单元用于根据采集到的时段电网运行数据进行用电等级划分；所述波动分析单元用于将采集到的时段电网运行数据进行分析得到区域波动值；所述电网记忆模块用于对历史电网运行数据进行存储和分析处理，输出用电异常信号或用电正常信号；所述电网记忆模块包括历史存储单元和比对分析单元。2.根据权利要求1所述的一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统，其特征在于，所述区域分配单元配置有区域分配策略，所述区域分配策略包括将用电区域网格划分为若干个小区域，将各个小区域记为qy1至qy
n
，n为正整数。3.根据权利要求2所述的一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统，其特征在于，所述时段采集单元配置有固定时段采集策略，所述固定时段采集策略包括：设置三个固定时段，分别为第一固定时段、第二固定时段和第三固定时段；所述三个固定时段的时长相等且没有交集；获取三个固定时段内各个小区域的实际电功率，将第一固定时段的实际电功率设置为第一实际电功率，将第二固定时段的实际电功率设置为第二实际电功率，将第三固定时段的实际电功率设置为第三实际电功率。4.根据权利要求3所述的一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统，其特征在于，所述时段采集单元配置有间隔时段采集策略，所述间隔时段采集策略包括：每间隔第一时间段分别获取各个小区域内的时段电网运行数据；所述时段电网运行数据包括时段额定电压、时段额定电流和时段实际电功率。5.根据权利要求4所述的一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统，其特征在于，所述区域分析单元配置有区域分析策略，所述区域分析策略包括：将实际电功率代入区域用电量计算公式q
sj
＝w
sj
×
t中，获得区域用电量；其中，q
sj
为固定时段用电量，w
sj
为实际电功率，t为固定时间段时长；所述固定时段用电量包括第一固定时段用电量、第二固定时段用电量和第三固定时段用电量；当小区域的第一固定时段用电量、第二固定时段用电量和第三固定时段用电量几乎相等时，将所述小区域设置为商业区；当小区域的第一固定时段用电量与第二固定时段用电量几乎相等且大于第三固定时段用电量时，将所述小区域设置为工业区；当小区域的第三固定时段用电量大于第一固定时段用电量和第二固定时段用电量时，将所述小区域设置为居民区；当小区域第一固定时段用电量、第二固定时段用电量和第三固定时段用电量无特殊规律时，将所述小区域设置为其他区。
6.根据权利要求5所述的一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统，其特征在于，所述波动分析单元配置有时段波动分析策略，所述时段波动分析策略包括：获取时段电网运行数据和历史平均电网运行数据，所述时段电网运行数据包括时段额定电压、时段额定电流和时段实际电功率，所述历史时段电网运行数据包括历史时段平均电压、历史时段平均电流和历史时段实际电功率；将时段电网运行数据和历史平均电网运行数据代入时段波动计算公式b＝||w
ls-u
ls
×
i
ls
|-|w
sd-u
sd
×
i
sd
||中，求得时段波动值；其中，u
ls
为历史时段平均电压，i
ls
为历史时段平均电流，w
ls
为历史时段实际电功率，u
sd
为时段额定电压，i
sd
为时段额定电流，为w
sd
时段实际电功率，b为时段波动值。7.根据权利要求6所述的一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统，其特征在于，所述波动分析单元还配置有区域波动分析策略，所述区域分析策略包括：获取时段波动值和区域权重值，将时段波动值和区域权重值代入区域波动分析公式d＝a
×
b；其中，d为区域波动值，a为区域权重值，b为时段波动值；所述区域权重值包括商业区权重值、工业区权重值、居民区权重值和其他区权重值。8.根据权利要求7所述的一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统，其特征在于，所述分析比对单元配置有分析比对策略，所述分析比对策略包括：从历史储存单元获取历史区域波动值，求得平均波动值，将区域波动值与平均区域波动值相减获得的波动值差值，当波动值差值大于第一波动差值时，输出用电异常信号；当波动值差值小于第一波动差值时，输出用电正常信号。

技术总结
本发明提供一种基于电网运行数据的电网潮流分析系统，所述分析系统包括电网采集模块、潮流分析模块以及电网记忆模块；本发明通过将用电区域网格划分为若干小区域，再获取小区域的电网运行数据，通过对各个小区域的电网运行数据进行计算和比对，将各个小区域分为商业区、工业区、居住区和其他区四个区域；再获取四个区域的时段电网运行数据，对四个区域的时段电网运行数据进行再计算，获得各个区域的电网潮流；对用电区域进行分级分析，避免了由于某些区域的极端用电量对潮流计算产生的影响，解决了现有潮流计算不够精确的问题。解决了现有潮流计算不够精确的问题。解决了现有潮流计算不够精确的问题。


技术研发人员：张承宇 杨桦 孙成富 徐尔丰 周翀
受保护的技术使用者：浙江浙能能源服务有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/28