一种基于大数据的配电网节能降损系统及方法

技术领域

本发明属于配电网节能降损技术领域，尤其涉及一种基于大数据的配电网节能降损系统及方法方法。

背景技术

配电网是指从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网。是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。将电力系统中从降压配电变电站(高压配电变电站)出口到用户端的这一段系统称为配电系统。配电系统是由多种配电设备(或元件)和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。配电网由架空线路、杆塔、电缆、配电变压器、开关设备、无功补偿电容等配电设备及附属设施组成，它在电力网中的主要作用是分配电能。从配电网性质角度来看，配电网设备还包括变电站的配电装置。然而，现有对每个变电站新建引起的降损率进行手工计算，则需要统计一个月的发电、负荷情况，工作量非常大；同时，传统电力节能降损评估方法不计及天气、区位等外部客观因素对电力设备的影响，就电力线路而言，由于其大部分直接暴露于外部环境，传统方法一般忽略外部影响对电力设备评估计算的影响，对于线路来说，会出现一定的偏差。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有对每个变电站新建引起的降损率进行手工计算，则需要统计一个月的发电、负荷情况，工作量非常大；同时，传统电力节能降损评估方法不计及天气、区位等外部客观因素对电力设备的影响，就电力线路而言，由于其大部分直接暴露于外部环境，传统方法一般忽略外部影响对电力设备评估计算的影响，对于线路来说，会出现一定的偏差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于大数据的配电网节能降损系统及方法。

本发明是这样实现的，一种基于大数据的配电网节能降损方法，所述基于大数据的配电网节能降损方法包括以下步骤：

步骤一，通过电网电压检测模块利用电压表检测配电网电压数据；通过电网电流检测模块利用电流表检测配电网电流数据；

步骤二，通过电网功率检测模块利用功率表检测配电网功率数据；

所述利用功率表检测配电网功率数据包括：进行使用功率表检测配电网功率数据，并对获取的电网功率数据进行处理；

所述对获取的电网功率数据进行处理包括：

预设Web-Service接口；

通过Web-Service接口服务接收应用系统所发送的数据处理指令对实时数据库中的数据进行处理；

通过与预先设置与各个数据处理指令相对应的数据处理方法来完成对数据的处理；

步骤三，通过中央控制模块利用主控机控制各个模块正常运行；通过功耗计算模块利用计算程序计算配电网功耗数据；

步骤四，通过降损率计算模块利用计算程序计算配电网降损率数据；通过电网节能优化模块利用优化程序配电网供电进行节能优化；所述通过降损率计算模块利用计算程序计算配电网降损率数据，包括：确定新建的变电站；确定计算新建变电站降损率的计算方案；确定计算模型和数据模型的操作方案；计算选择时间段内的网损率并保存计算结果；

步骤五，通过节能降损评估模块利用评估程序对配电网节能降损进行评估；

所述通过节能降损评估模块利用评估程序对配电网节能降损进行评估，包括：

通过评估程序采用经济指标及节能指标分级评估作为线路节能降损适应性评估手段；

采用BP神经网络对线路容量上限、线路故障后维修费用基值、故障概率基值、土地征用等级、电缆使用长度基值和线路距离人口集中区域系数进行修正计算；

通过计算从节能降损角度评估电力线路节能适应性的二维方法；

步骤六，通过大数据处理模块利用云服务器集中大数据资源对配电网信息进行云处理；通过显示模块利用显示器显示电网电压、电流、功率、功耗、降损率、节能降损评估结果；

所述通过显示模块利用显示器显示电网电压、电流、功率、功耗、降损率、节能降损评估结果，包括：

进行采集以及计算的电网电压、电流、功率、功耗、降损率、节能降损评估结果的获取；

将获取的数据信息导入数据库中，并且获取信息后的数据库向显示器发送显示请求；

显示器接收数据显示请求，并进行数据库中电网电压、电流、功率、功耗、降损率、节能降损评估结果信息的显示。

进一步，所述确定新建的变电站，包括：

(1)确定新建变电站的投运时刻，选择统计的时间段；

(2)根据所述时间段，从网损系统的数据库服务器下载所述时间段的所有数据断面；

(3)以起始时间段为基准，与所有数据断面比较，判断是否有新增的线路和变压器，判断所述时间段内是否有新建变电站。

进一步，所述确定计算新建变电站降损率的计算方案，包括：

根据变电站的变化信息，确定计算新建变电站降损率的计算方案；所述计算方案包括：老数据、新模型和新数据、老模型；

所述老数据、新模型即取变电站投运之前的老运行数据模型和变电站投运之后的新电网计算模型，需要下载工程切改完成之后的新模型数据断面，计算网络损耗的情况；根据新电网模型中变电站的变化信息，切除新建变电站的变压器和线路，将新建变电站的负荷转移到相邻变电站，将数据断面恢复成工程切改前的状态，计算网络损耗的情况，求两者的差值，即为理论计算区域线损电量变化值，理论计算区域线损电量变化值与区域供电量的比值即为新建变电站的理论降损率；

所述新数据、老模型即取变电站投运之后的新运行数据模型和变电站投运之前的老电网计算模型，需要下载的是工程切改之前的老电网模型数据断面，计算网络损耗的情况，再根据老电网模型中变电站的变化信息，增加新建变电站的变压器和线路，按照新数据中新建变电站所带负荷的大小，将新建变电站周围的负荷转移等值负荷到新建变电站，计算网络损耗的情况，求两者的差值，即为理论计算区域线损电量变化值，理论计算区域线损电量变化值与区域供电量的比值即为新建变电站的理论降损率。

进一步，所述确定计算模型和数据模型的操作，包括：

装载要进行研究分析的新电网或老电网计算模型到研究态1；设置所述电网计算模型的操作方案，装载历史断面运行数据到研究态2，设置该断面的运行数据模型的操作方案；所述操作方案包括运行状态设置、调节线路的电阻或电抗值、调节发电机的有功或无功、负荷转移设置；所述运行状态设置包括线路的投运、退出；确定从研究态1和研究态2的负荷转移方案。

进一步，所述计算选择时间段内的网损率并保存计算结果方法：

(1)提交所述操作方案到服务端，服务端获取客户端提交的研究态1和研究态2的操作方案，设置计算时间段，一次执行所述计算时间段内的所述操作方案；

(2)根据装载数据断面时间装载该断面的运行数据模型到研究态2，生成E格式量测映射文件，并获取研究态2操作方案中要转移的负荷值；

(3)把历史数据量测映射到要研究的研究态1的电网计算模型中，并执行研究态1的操作方案；对要研究的研究态1的电网计算模型进行计算，并保存计算结果。

进一步，所述通过评估程序采用经济指标及节能指标分级评估作为线路节能降损适应性评估手段中，使用评估模型进行评估。

进一步，所述评估模型为：

其中，C

进一步，所述计算得到的η，η

进一步，所述当年线路传输损耗费用的计算公式如下：

C

上式中，W

本发明的另一目的在于提供一种应用所述基于大数据的配电网节能降损方法的基于大数据的配电网节能降损系统，所述基于大数据的配电网节能降损系统包括：

电网电压检测模块、电网电流检测模块、电网功率检测模块、中央控制模块、功耗计算模块、降损率计算模块、电网节能优化模块、节能降损评估模块、大数据处理模块、显示模块；

电网电压检测模块，与中央控制模块连接，用于通过电压表检测配电网电压数据；

电网电流检测模块，与中央控制模块连接，用于通过电流表检测配电网电流数据；

电网功率检测模块，与中央控制模块连接，用于通过功率表检测配电网功率数据；

中央控制模块，与电网电压检测模块、电网电流检测模块、电网功率检测模块、功耗计算模块、降损率计算模块、电网节能优化模块、节能降损评估模块、大数据处理模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；

功耗计算模块，与中央控制模块连接，用于通过计算程序计算配电网功耗数据；

降损率计算模块，与中央控制模块连接，用于通过计算程序计算配电网降损率数据；

电网节能优化模块，与中央控制模块连接，用于通过优化程序配电网供电进行节能优化；

节能降损评估模块，与中央控制模块连接，用于通过评估程序对配电网节能降损进行评估；

大数据处理模块，与中央控制模块连接，用于通过云服务器集中大数据资源对配电网信息进行云处理；

显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示电网电压、电流、功率、功耗、降损率、节能降损评估结果。

本发明的优点及积极效果为：本发明通过降损率计算模块可对投产项目的降损效益进行分析计算，为电网网损管理和电网规划投资提供辅助决策依据；大大减轻了相关人员的工作量；同时，通过节能降损评估模块考虑了线路非参数特征对安全损耗的修正，采用小时为时间窗，提高了周期成本、损耗的计算精度，从经济、节能二维标准对线路适应性进行评价，对现有线路及线路规划选型提供了节能降损适应性评估依据。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于大数据的配电网节能降损方法流程图。

图2是本发明实施例提供的通过显示模块利用显示器显示电网电压、电流、功率、功耗、降损率、节能降损评估结果流程图。

图3是本发明实施例提供的确定新建的变电站流程图。

图4是本发明实施例提供的计算选择时间段内的网损率并保存计算结果方法流程图。

图5是本发明实施例提供的基于大数据的配电网节能降损系统结构框图。

图5中：1、电网电压检测模块；2、电网电流检测模块；3、电网功率检测模块；4、中央控制模块；5、功耗计算模块；6、降损率计算模块；7、电网节能优化模块；8、节能降损评估模块；9、大数据处理模块；10、显示模块。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于大数据的配电网节能降损方法包括以下步骤：

S101，通过电网电压检测模块利用电压表检测配电网电压数据；通过电网电流检测模块利用电流表检测配电网电流数据；

S102，通过电网功率检测模块利用功率表检测配电网功率数据；所述利用功率表检测配电网功率数据包括：进行使用功率表检测配电网功率数据，并对获取的电网功率数据进行处理；

S103，通过中央控制模块利用主控机控制各个模块正常运行；通过功耗计算模块利用计算程序计算配电网功耗数据；

S104，通过降损率计算模块利用计算程序计算配电网降损率数据；通过电网节能优化模块利用优化程序配电网供电进行节能优化；所述通过降损率计算模块利用计算程序计算配电网降损率数据，包括：确定新建的变电站；确定计算新建变电站降损率的计算方案；确定计算模型和数据模型的操作方案；计算选择时间段内的网损率并保存计算结果；

S105，通过节能降损评估模块利用评估程序对配电网节能降损进行评估；

S106，通过大数据处理模块利用云服务器集中大数据资源对配电网信息进行云处理；通过显示模块利用显示器显示电网电压、电流、功率、功耗、降损率、节能降损评估结果。

本发明实施例提供的对获取的电网功率数据进行处理包括：

预设Web-Service接口；通过Web-Service接口服务接收应用系统所发送的数据处理指令对实时数据库中的数据进行处理；通过与预先设置与各个数据处理指令相对应的数据处理方法来完成对数据的处理。

本发明实施例提供的通过节能降损评估模块利用评估程序对配电网节能降损进行评估，包括：

通过评估程序采用经济指标及节能指标分级评估作为线路节能降损适应性评估手段；

采用BP神经网络对线路容量上限、线路故障后维修费用基值、故障概率基值、土地征用等级、电缆使用长度基值和线路距离人口集中区域系数进行修正计算；

通过计算从节能降损角度评估电力线路节能适应性的二维方法；

如图2所示，本发明实施例提供的通过显示模块利用显示器显示电网电压、电流、功率、功耗、降损率、节能降损评估结果，包括：

S201，进行采集以及计算的电网电压、电流、功率、功耗、降损率、节能降损评估结果的获取；

S202，将获取的数据信息导入数据库中，并且获取信息后的数据库向显示器发送显示请求；

S203，显示器接收数据显示请求，并进行数据库中电网电压、电流、功率、功耗、降损率、节能降损评估结果信息的显示。

如图3所示，本发明实施例提供的确定新建的变电站，包括：

S301，确定新建变电站的投运时刻，选择统计的时间段；

S302，根据所述时间段，从网损系统的数据库服务器下载所述时间段的所有数据断面；

S303，以起始时间段为基准，与所有数据断面比较，判断是否有新增的线路和变压器，判断所述时间段内是否有新建变电站。

本发明实施例提供的确定计算新建变电站降损率的计算方案，包括：

根据变电站的变化信息，确定计算新建变电站降损率的计算方案；所述计算方案包括：老数据、新模型和新数据、老模型；

所述老数据、新模型即取变电站投运之前的老运行数据模型和变电站投运之后的新电网计算模型，需要下载工程切改完成之后的新模型数据断面，计算网络损耗的情况；根据新电网模型中变电站的变化信息，切除新建变电站的变压器和线路，将新建变电站的负荷转移到相邻变电站，将数据断面恢复成工程切改前的状态，计算网络损耗的情况，求两者的差值，即为理论计算区域线损电量变化值，理论计算区域线损电量变化值与区域供电量的比值即为新建变电站的理论降损率；

所述新数据、老模型即取变电站投运之后的新运行数据模型和变电站投运之前的老电网计算模型，需要下载的是工程切改之前的老电网模型数据断面，计算网络损耗的情况，再根据老电网模型中变电站的变化信息，增加新建变电站的变压器和线路，按照新数据中新建变电站所带负荷的大小，将新建变电站周围的负荷转移等值负荷到新建变电站，计算网络损耗的情况，求两者的差值，即为理论计算区域线损电量变化值，理论计算区域线损电量变化值与区域供电量的比值即为新建变电站的理论降损率。

本发明实施例提供的确定计算模型和数据模型的操作，包括：

装载要进行研究分析的新电网或老电网计算模型到研究态1；设置所述电网计算模型的操作方案，装载历史断面运行数据到研究态2，设置该断面的运行数据模型的操作方案；所述操作方案包括运行状态设置、调节线路的电阻或电抗值、调节发电机的有功或无功、负荷转移设置；所述运行状态设置包括线路的投运、退出；确定从研究态1和研究态2的负荷转移方案。

如图4所示，本发明实施例提供的计算选择时间段内的网损率并保存计算结果方法：

S401，提交所述操作方案到服务端，服务端获取客户端提交的研究态1和研究态2的操作方案，设置计算时间段，一次执行所述计算时间段内的所述操作方案；

S402，根据装载数据断面时间装载该断面的运行数据模型到研究态2，生成E格式量测映射文件，并获取研究态2操作方案中要转移的负荷值；

S403，把历史数据量测映射到要研究的研究态1的电网计算模型中，并执行研究态1的操作方案；对要研究的研究态1的电网计算模型进行计算，并保存计算结果。

本发明实施例提供的通过评估程序采用经济指标及节能指标分级评估作为线路节能降损适应性评估手段中，使用评估模型进行评估。

本发明实施例提供的评估模型为：

其中，C

本发明实施例提供的计算得到的η，η

本发明实施例提供的当年线路传输损耗费用的计算公式如下：

C

上式中，W

如图5所示，本发明实施例提供的基于大数据的配电网节能降损系统包括：

电网电压检测模块1、电网电流检测模块2、电网功率检测模块3、中央控制模块4、功耗计算模块5、降损率计算模块6、电网节能优化模块7、节能降损评估模块8、大数据处理模块9、显示模块10；

电网电压检测模块1，与中央控制模块4连接，用于通过电压表检测配电网电压数据；

电网电流检测模块2，与中央控制模块4连接，用于通过电流表检测配电网电流数据；

电网功率检测模块3，与中央控制模块4连接，用于通过功率表检测配电网功率数据；

中央控制模块4，与电网电压检测模块1、电网电流检测模块2、电网功率检测模块3、功耗计算模块5、降损率计算模块6、电网节能优化模块7、节能降损评估模块8、大数据处理模块9、显示模块10连接，用于控制各个模块正常工作；

功耗计算模块5，与中央控制模块4连接，用于通过计算程序计算配电网功耗数据；

降损率计算模块6，与中央控制模块4连接，用于通过计算程序计算配电网降损率数据；

电网节能优化模块7，与中央控制模块4连接，用于通过优化程序配电网供电进行节能优化；

节能降损评估模块8，与中央控制模块4连接，用于通过评估程序对配电网节能降损进行评估；

大数据处理模块9，与中央控制模块4连接，用于通过云服务器集中大数据资源对配电网信息进行云处理；

显示模块10，与中央控制模块4连接，用于通过显示器显示电网电压、电流、功率、功耗、降损率、节能降损评估结果。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。