基于考虑零线损耗的三相不平衡的计算方法与计算装置

技术领域

本申请涉及台区三相不平衡计算领域，具体而言，涉及一种基于考虑零线损耗的三相不平衡的计算方法、计算装置、计算机可读存储介质与处理器。

背景技术

低压台区损耗电量在电力系统中占有很大比重，采取相应措施降低台区的损耗对于我国电网来讲，可以节省大量的电能，具有很大的降损节电潜力。台区三相不平衡是台区损耗电量高的一个重要因素，台区三相不平衡会造成某一相电流过大，会增加线路损耗，增加线路烧毁的风险，影响安全供电。

相对较为精准的台区全相算法对降低损耗和台区三相不平衡治理能够起到重要的指导作用。基于考虑零线损耗的三相不平衡计算方法考虑了零线的损耗是对现有台区损耗算法的改进和补充，能够更为精准的计算台区损耗和台区三相不平衡。基于考虑零线损耗的三相不平衡计算方法对计算逻辑也进行了相应的优化和改进，在同样数据量情况下计算速度更快。

对于目前电力单位使用的台区损耗计算和三相不平衡计算的现状，需要一种“高效、规范精准”的算法来支撑台区降损改进和三相不平衡治理。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种基于考虑零线损耗的三相不平衡的计算方法、计算装置、计算机可读存储介质与处理器，以解决现有技术中缺乏一种高精度的基于考虑零线损耗的三相不平衡计算方法的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种基于考虑零线损耗的三相不平衡的计算方法，包括：获取基础数据；根据所述基础数据构建台区计算模型；采用所述台区计算模型，计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压；采用所述台区计算模型，计算各段所述导线B相的电流和所述末端节点B相的电压；采用所述台区计算模型，计算各段所述导线C相的电流和所述末端节点C相的电压；至少根据所述各段导线A相的电流、所述末端节点A相的电压、所述导线B相的电流、所述末端节点B相的电压、所述导线C相的电流和所述末端节点C相的电压中的部分或者全部，计算各段导线损耗、零线电流和台区三相不平衡度。

进一步地，所述采用所述台区计算模型，计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压，包括：步骤一，利用初始电压从末端向首端计算各段所述导线A相电流；步骤二，利用各段所述导线A相电流计算各段所述导线末端节点A相电压；步骤三，将各段所述导线末端节点A相电压与上一次计算得到的所述导线末端节点A相电压作比较，得到电压偏差最大值；步骤四，根据最近相邻两次计算的所述电压偏差最大值判断计算是否收敛；步骤五，若收敛，将各段所述导线A相电流和所述末端节点A相电压进行存储；步骤六，若不收敛，重复执行步骤一至步骤四，直到收敛为止。

进一步地，计算各段导线A相的电流，包括：采用第一公式，计算末端用户A相电流，其中，所述第一公式表示为：

进一步地，根据最近相邻两次计算的所述电压偏差最大值判断计算是否收敛，包括：在最近相邻两次计算的所述电压偏差最大值小于10

根据本申请的另一个方面，提供了一种基于考虑零线损耗的三相不平衡的计算装置，包括：获取单元，用于获取基础数据；构建单元，用于根据所述基础数据构建台区计算模型；第一计算单元，用于采用所述台区计算模型，计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压；第二计算单元，用于采用所述台区计算模型，计算各段所述导线B相的电流和所述末端节点B相的电压；第三计算单元，用于采用所述台区计算模型，计算各段所述导线C相的电流和所述末端节点C相的电压；第四计算单元，用于至少根据所述各段导线A相的电流、所述末端节点A相的电压、所述导线B相的电流、所述末端节点B相的电压、所述导线C相的电流和所述末端节点C相的电压中的部分或者全部，计算各段导线损耗、零线电流和台区三相不平衡度。

根据本申请的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述基于考虑零线损耗的三相不平衡的计算方法。

根据本申请的再一个方面，提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任意一种所述的基于考虑零线损耗的三相不平衡的计算方法。

应用本申请的技术方案，通过获取基础数据，再根据所述基础数据构建台区计算模型，再采用台区计算模型计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压，各段所述导线B相的电流和所述末端节点B相的电压，各段所述导线C相的电流和所述末端节点C相的电压，然后计算各段导线损耗、零线电流和台区三相不平衡度，实现了对基于考虑零线损耗的三相不平衡的精确计算。

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。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的基于考虑零线损耗的三相不平衡的计算方法流程图；

图2示出了根据本申请的实施例的基于考虑零线损耗的三相不平衡的计算装置示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中缺乏一种高精度的基于考虑零线损耗的三相不平衡计算方法，为解决如上现有技术中缺乏一种高精度的基于考虑零线损耗的三相不平衡计算方法，本申请的实施例提供了一种基于考虑零线损耗的三相不平衡的计算方法、计算装置、计算机可读存储介质与处理器。

根据本申请的实施例，提供了一种基于考虑零线损耗的三相不平衡计算方法。

图1是根据本申请实施例的基于考虑零线损耗的三相不平衡计算方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，获取基础数据；

步骤S102，根据上述基础数据构建台区计算模型；

步骤S103，采用上述台区计算模型，计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压；

步骤S104，采用上述台区计算模型，计算各段上述导线B相的电流和上述末端节点B相的电压；

步骤S105，采用上述台区计算模型，计算各段上述导线C相的电流和上述末端节点C相的电压；

步骤S106，至少根据上述各段导线A相的电流、上述末端节点A相的电压、上述导线B相的电流、上述末端节点B相的电压、上述导线C相的电流和上述末端节点C相的电压中的部分或者全部，计算各段导线损耗、零线电流和台区三相不平衡度。

具体地，上述基础数据包括：

A、台区首端：名称、所属线路、变电站、日有功电量、无功电量、首端三相日相电压平均值，首端三相24小时电流；

B、馈线段：线经、型号、长度、线制类型；

C、表箱：名称和接入位置；

D、用户：名称、资产编号、接入相位、日抄见电量；

E、用户下户线：线经、型号、长度、线制类型。

上述方案中，通过获取基础数据，再根据基础数据构建台区计算模型，再采用台区计算模型计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压，各段导线B相的电流和末端节点B相的电压，各段导线C相的电流和末端节点C相的电压，然后计算各段导线损耗、零线电流和台区三相不平衡度，实现了对基于考虑零线损耗的三相不平衡的精确计算。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本申请的一种实施例中，采用上述台区计算模型，计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压，包括：步骤一，利用初始电压从末端向首端计算各段上述导线A相电流；步骤二，利用各段上述导线A相电流计算各段上述导线末端节点A相电压；步骤三，将各段上述导线末端节点A相电压与上一次计算得到的上述导线末端节点A相电压作比较，得到电压偏差最大值；步骤四，根据最近相邻两次计算的上述电压偏差最大值判断计算是否收敛；步骤五，若收敛，将各段上述导线A相电流和上述末端节点A相电压进行存储；步骤六，若不收敛，重复执行步骤一至步骤四，直到收敛为止。实现了对各段导线A相的电流和末端节点A相的电压的精确计算。

本申请的一种实施例中，计算各段导线A相的电流，包括：采用第一公式，计算末端用户A相电流，其中，上述第一公式表示为：

可选地，根据最近相邻两次计算的上述电压偏差最大值判断计算是否收敛，包括：在最近相邻两次计算的上述电压偏差最大值小于10

本申请实施例还提供了一种基于考虑零线损耗的三相不平衡计算装置，需要说明的是，本申请实施例的基于考虑零线损耗的三相不平衡计算装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于基于考虑零线损耗的三相不平衡计算方法。以下对本申请实施例提供的基于考虑零线损耗的三相不平衡计算装置进行介绍。

图2是根据本申请实施例的基于考虑零线损耗的三相不平衡计算装置的示意图。如图2所示，该装置包括：

获取单元10，用于获取基础数据；

构建单元20，用于根据上述基础数据构建台区计算模型；

第一计算单元30，用于采用上述台区计算模型，计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压；

第二计算单元40，用于采用上述台区计算模型，计算各段上述导线B相的电流和上述末端节点B相的电压；

第三计算单元50，用于采用上述台区计算模型，计算各段上述导线C相的电流和上述末端节点C相的电压；

第四计算单元60，用于至少根据上述各段导线A相的电流、上述末端节点A相的电压、上述导线B相的电流、上述末端节点B相的电压、上述导线C相的电流和上述末端节点C相的电压中的部分或者全部，计算各段导线损耗、零线电流和台区三相不平衡度。

上述方案中，获取单元获取基础数据，构建单元根据基础数据构建台区计算模型，第一计算单元采用台区计算模型计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压，第二计算单元计算各段导线B相的电流和末端节点B相的电压，第三计算单元计算各段导线C相的电流和末端节点C相的电压，第四计算单元计算各段导线损耗、零线电流和台区三相不平衡度，实现了对基于考虑零线损耗的三相不平衡的精确计算。

所述基于考虑零线损耗的三相不平衡计算装置包括处理器和存储器，上述获取单元、构建单元、第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元和第四计算单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来实现对基于考虑零线损耗的三相不平衡的精确计算。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行所述基于考虑零线损耗的三相不平衡计算方法。

本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述基于考虑零线损耗的三相不平衡计算方法。

本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：

步骤S101，获取基础数据；

步骤S102，根据上述基础数据构建台区计算模型；

步骤S103，采用上述台区计算模型，计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压；

步骤S104，采用上述台区计算模型，计算各段上述导线B相的电流和上述末端节点B相的电压；

步骤S105，采用上述台区计算模型，计算各段上述导线C相的电流和上述末端节点C相的电压；

步骤S106，至少根据上述各段导线A相的电流、上述末端节点A相的电压、上述导线B相的电流、上述末端节点B相的电压、上述导线C相的电流和上述末端节点C相的电压中的部分或者全部，计算各段导线损耗、零线电流和台区三相不平衡度。

本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：

步骤S101，获取基础数据；

步骤S102，根据上述基础数据构建台区计算模型；

步骤S103，采用上述台区计算模型，计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压；

步骤S104，采用上述台区计算模型，计算各段上述导线B相的电流和上述末端节点B相的电压；

步骤S105，采用上述台区计算模型，计算各段上述导线C相的电流和上述末端节点C相的电压；

步骤S106，至少根据上述各段导线A相的电流、上述末端节点A相的电压、上述导线B相的电流、上述末端节点B相的电压、上述导线C相的电流和上述末端节点C相的电压中的部分或者全部，计算各段导线损耗、零线电流和台区三相不平衡度。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于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的装置。

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。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于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的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例

本实施例涉及一种具体的基于考虑零线损耗的三相不平衡计算方法。该方法包括如下步骤：

步骤一，调用现有的PMS/GIS/营销系统等源系统的数据，包括台区名称、所属线路、所属变电站，馈线段的名称、型号、长度线制类型，表箱名称接入位置，用户名称、资产编号、接入相位，用户下户线线径、型号、长度、线制类型，基于现有的PMS/GIS/营销系统等源系统的数据构建台区计算模型；

步骤二，通过用采系统和配变监测系统获取台区首端日有功电量、无功电量、首端三相日相电压平均值、首端三相24小时平均电流，用户日抄见电量。

步骤三，基于步骤一构建的台区计算模型和步骤二获取的台区、用户的运行数据首先计算各段导线A相电流和首端节点A相电压，具体包括如下步骤：

步骤A：从末端向首端计算各段导线A相电流；

步骤B：利用各段导线A相电流计算各段导线末端节点A相电压。

步骤C：再将各节点电压与上次计算电压值比较，找出电压偏差最大值；

步骤D：比较两次计算电压偏差最大值判断计算是否收敛，判断标准为两次电压偏差最大值差值是否小于10

步骤E：如果两次计算获得的电压偏差最大值小于10

步骤F：如果两次计算获得的电压偏差最大值不小于10

步骤四，依据步骤三的过程计算B相电流、首末节点电压。

步骤五，依据步骤三的过程计算C相电流、首末节点电压。

步骤六，计算各段导线损耗、零线电流以及三相不平衡度。

步骤六包括：

1、零线电流计算方法：

各段导线的三相电流计算完毕后，可根据如下公式计算零线电流：

2、台区总损耗计算方法：

三相电流及零线电流计算完成后，即可计算总损耗：

K表示负荷形状系数；

R

T表示供电时间(h)。

3、三相不平衡度计算方法

对于三相不平衡，假设计算网架结构及负荷不变、在不平衡优化后运行方式不变，只计算线路损耗和变压器铜耗，不考虑变压器的磁滞损耗和涡流损耗以及无功补偿装置等电力设备自身的损耗变化。首先引入相电流不平衡度的定义如下式所示：

其中，I

因此，在原始运行状态下，馈线的三相电流可以用三相电流值大小与各相电流相角表示，表示方法如下所示：

其中，β

此时配变出口电流不平衡度为：

β

以上所述的步骤仅是对本发明的优选实现方式描述，在当前《DL686-2018T_电力网电能损耗计算导则》中，尚未包含台区三相不平衡计算的全相理论线损计算算法，即都是默认台区三相线为均衡状态计算出的理论线损结果。但实际电网中接线中，台区几乎不可能出现三相均衡状态，三相负荷不平衡将会产生一定的零线损耗，故需要结合台区实际的接入相位信息与实测电流或电量信息，进行考虑零线损耗的全相理论线损计算，这样才能与现场实际情况更为接近，通过计算结果能够反映出台区主干线、支线等各个区域的三相不平衡状态，有利于台区基层单位进行三相不平衡优化分析。本系统的三相不平衡算法首次提出了考虑零线损耗的计算逻辑，更优于计算导则的算法逻辑，在台区理论线损计算方面实属创新。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的基于考虑零线损耗的三相不平衡计算方法，通过获取基础数据，再根据基础数据构建台区计算模型，再采用台区计算模型计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压，各段导线B相的电流和末端节点B相的电压，各段导线C相的电流和末端节点C相的电压，然后计算各段导线损耗、零线电流和台区三相不平衡度，实现了对基于考虑零线损耗的三相不平衡的精确计算。

2)、本申请的基于考虑零线损耗的三相不平衡计算装置，获取单元获取基础数据，构建单元根据基础数据构建台区计算模型，第一计算单元采用台区计算模型计算各段导线A相的电流和末端节点A相的电压，第二计算单元计算各段导线B相的电流和末端节点B相的电压，第三计算单元计算各段导线C相的电流和末端节点C相的电压，第四计算单元计算各段导线损耗、零线电流和台区三相不平衡度，实现了对基于考虑零线损耗的三相不平衡的精确计算。

以上所述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。