一种配电网实时潮流计算方法、装置、设备及介质与流程

1.本发明涉及一种配电网实时潮流计算方法、装置、设备及介质，属于电力系统技术领域。


背景技术：

2.电力系统潮流计算是分析电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，是电力系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础，大电网潮流计算（10kv以上）已伴随调度自动化系统（d5000）的推广而广泛应用，而配电网由于数据分散在多个业务系统、数据质量不高、量测监测点不足等问题，导致配电网实时潮流尚未实现在线工程化计算。
3.配电网理论潮流计算方法主要包括前推回代法、pq分解法、牛顿法等，理论方法已相对成熟，但在实际应用中，主要存在以下问题：1、理论计算研究与配电网实际工程情况相脱离配电网潮流计算理论研究中，基于pmu(phasor measurement unit 相量测量装置 )的配网潮流计算方法，假定配电网拓扑、参数及量测已知基础上，构建各类求解模型，但其假定已知输入实际配电网并无法提供，而在实际中，由于配电网点多面广，加装pmu投资量巨大，难以实现。
4.2、长期以来配网潮流计算依靠线下建模，难以大规模计算长期以来，配电网计算程序尚未打通与现有设备管理系统pms，调度自动化d5000，配电自动化d5200以及用电信息采集系统之间的联系，在部分地区，配电线路建模仍依赖于人工，工作量巨大，难以大规模计算。
5.3、配电自动化尚未全面覆盖，不能满足计算需求部分做法参考调度自动化对于主网计算方法，试图依赖配电自动化数据进行配网潮流计算。但由于配电自动化ftu（feeder terminal unit，馈线终端单元）、dtu(distribution terminal unit，配电终端单元)、ttu(transformer terminal unit，变压器终端单元)等设备尚未实现全量覆盖，利用这些设备采集的电气量无法满足配电网可观性要求，导致配电网潮流不可计算。
6.4、配电网缺乏设备实测电气参数现有方法假设已知配网设备电气参数，主网设备如主变、输电线路等均有实测的电阻电抗等电气参数，而配电网设备如架空线、电缆、配电变压器等均无实测电气参数，导致配电网潮流无法计算。
7.5、配电网拓扑模型不准确现有方法假设拓扑模型准确，或仅存在拓扑联通性等问题，然而配网拓扑还存在线变关系不一致，开关状态错误等拓扑异常情况，导致配网潮流计算失真。
8.6、采集设备一次采集成功率较低，无法满足实时计算需求现有方法并未考虑实时计算情形下，配电网采集设备一次采集成功率较低，导致配网实时量测缺失，进而导致配网潮流无法计算。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种配电网实时潮流计算方法、装置、设备及介质，解决配电网实时潮流计算的技术问题，从而支撑配电网精准规划决策、精益运行分析。
10.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：第一方面，本发明提供了一种配电网实时潮流计算方法，包括：获取目标配电网的线路信息，所述线路信息包括各线路的线路id和额定电压；获取各线路的下属设备台账、拓扑数据以及量测数据；根据拓扑数据构建各线路的拓扑数据图，并通过量测数据对拓扑数据图进行校正，对校正后的拓扑数据图进行简化；根据下属设备台账计算各线路的电气参数，并通过量测数据和简化后的拓扑数据图对电气参数进行校正；对校正后的电气参数、简化后的拓扑数据图以及量测数据进行耦合关联和差异化状态估计；基于差异化状态估计结果，采用前推回代算法计算各线路的潮流值。
11.可选的，所述量测数据包括采集时刻和历史时段的量测数据，所述历史时段为采集时刻的前一天；若采集时刻的量测数据存在缺失，则根据当前采集时刻的上一采样时刻、下一采样时刻以及历史时段中同一采样时刻的量测值计算当前采集时刻的补足量测数据：；；；式中，为当前采集时刻的补足量测数据，为当前采集时刻的上一时刻、下一时刻的量测数据，为历史时段中同一采样时刻的量测值，为历史时段中各采样时刻的量测值平均值。
12.可选的，所述拓扑数据包括各配网设备的设备id、所属节点或支线、首端关系节点、末端关系节点以及设备标签；所述设备标签包括t节点、负荷节点、开关、支线，所述开关包括出线开关和联络开关；所述拓扑数据图的构建包括：以出线开关为起始节点，以负荷节点或联络开关为终止节点，以所属节点或支线、首端关系节点、末端关系节点为依据，在起始节点和终止节点之间遍历生成拓扑数据图。
13.可选的，所述通过量测数据对拓扑数据图进行校正包括：根据线路的量测数据获取拓扑数据图中各节点的电压曲线；将起始节点作为基准节点，将除起始节点以外的节点作为校验节点；基于获取的电压曲线根据电压相似性原理计算基准节点和各校验节点之间的皮尔逊相关系数；若，则相应的校验节点拓扑校验正确，无需修正；若，则相应的校验节点拓扑校验错误，需要修正；所述修正为将校验节点
从拓扑数据图中剔除。
14.可选的，所述对校正后的拓扑数据图进行简化包括：去除拓扑数据图中不存在负荷节点的支线；将t节点和开关上游的开关、支线、负荷节点剔除；聚合相邻两个节点之间的支线；相邻的两个节点之间仅保留一个开关。
15.可选的，所述下属设备台账包括各配网设备的设备id及其设备型号；所述根据下属设备台账计算各线路的电气参数包括：根据各设备型号与预构建的配网设备典型参数库进行匹配，获取各设备id的典型参数；根据各典型参数计算各设备id的电气参数。
16.可选的，所述根据各典型参数计算各设备id的电气参数包括：计算配电变压器的等效阻抗和对地导纳：；；；；式中，分别为配电变压器的等值电阻和等值电抗，分别为对地电导和对地电纳，分别为配电变压器的额定电压、额定功率、短路损耗、短路电压百分比、空载损耗功率以及空载电流百分比；计算架空线和电缆线的等效阻抗和对地电容：；式中，分别为架空线的等值电阻、等值电抗和对地电容，分别为架空线的长度、单位长度的等值电阻、等值电抗和对地电容；分别为电缆线的等值电阻、等值电抗和对地电容，分别为电缆线的长度、单位长度的等值电阻、等值电抗和对地电容。
17.可选的，所述通过量测数据和简化后的拓扑数据图对电气参数进行校正包括：根据线路的量测数据获取简化后的拓扑数据图的各节点的潮流值；根据各节点的潮流值计算各设备id对应的电阻参数和电抗参数；根据各设备id对应的电阻参数和等值电阻计算电阻相对偏差，若电阻相对偏差大于预设电阻偏差阈值，则等值电阻校验错误，将等值电阻修正为电阻参数；若电阻相对偏差小于等于预设电阻偏差阈值，则等值电阻校验正确；根据各设备id对应的电抗参数和等值电抗计算电抗相对偏差，若电抗相对偏差大于预设电抗偏差阈值，则等值电抗校验错误，将等值电抗修正为电抗参数；若电抗相对偏差
小于等于预设电抗偏差阈值，则等值电抗校验正确。
18.可选的，所述差异化状态估计包括：采样加权最小二乘法计算量测数据的差异化状态估计值：；式中，为采样时刻的量测数据，为电压幅值相角，为非线性量测函数，为量测数据的置信度；；式中，、为历史时段中各采样时刻的量测值平均值和标准差。
19.可选的，所述采用前推回代算法计算各线路的潮流值包括：获取线路末端电压和功率的差异化状态估计，通过逐段推算出首端电压和功率的计算量；计算首端电压的计算量和差异化状态估计的差值误差，若差值误差小于等于预设误差阈值，则记录首端电压的计算量，根据首端电压的计算量计算各节点的潮流值；若差值误差大于预设误差阈值，则获取线路首端电压的差异化状态估计，结合首端功率的计算量，通过逐段推算出末端电压和功率的计算量；将末端电压和功率的计算量作为线路末端电压和功率的差异化状态估计，重复上述步骤。
20.第二方面，本发明提供了一种配电网实时潮流计算装置，所述装置包括：信息获取模块，用于获取目标配电网的线路信息，所述线路信息包括各线路的线路id和额定电压；数据获取模块，用于获取各线路的下属设备台账、拓扑数据以及量测数据；拓扑计算模块，用于根据拓扑数据构建各线路的拓扑数据图，并通过量测数据对拓扑数据图进行校正，对校正后的拓扑数据图进行简化；电气计算模块，用于根据下属设备台账计算各线路的电气参数，并通过量测数据和简化后的拓扑数据图对电气参数进行校正；耦合估计模块，用于对校正后的电气参数、简化后的拓扑数据图以及量测数据进行耦合关联和差异化状态估计；潮流计算模块，用于基于差异化状态估计结果，采用前推回代算法计算各线路的潮流值。
21.第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述方法的步骤。
22.第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
23.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明提供的一种配电网实时潮流计算方法、装置、设备及介质，通过获取各线路
的下属设备台账、拓扑数据以及量测数据，生成对校正后的电气参数、简化后的拓扑数据图以及量测数据，并进行耦合关联和差异化状态估计；基于差异化状态估计结果，采用前推回代算法计算潮流值；可解决长期以来采集点不足、实时量测缺失、无实测参数、拓扑不准等问题导致的配电网实时潮流不可算及算不准的难题，支撑配电网精准规划决策、精益运行分析。
附图说明
24.图1是本发明实施例一提供的一种配电网实时潮流计算方法的流程图。
25.图2是本发明实施例一提供的一种构建好的拓扑数据图示例的示意图。
26.图3是本发明实施例一提供的图2简化后的拓扑数据图示例的示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
28.实施例一：如图1所示，本发明提供了一种配电网实时潮流计算方法，包括以下步骤：s1、获取目标配电网的线路信息，线路信息包括各线路的线路id和额定电压。
29.s2、获取各线路的下属设备台账、拓扑数据以及量测数据。
30.s3、根据拓扑数据构建各线路的拓扑数据图，并通过量测数据对拓扑数据图进行校正，对校正后的拓扑数据图进行简化。
31.s4、根据下属设备台账计算各线路的电气参数，并通过量测数据和简化后的拓扑数据图对电气参数进行校正。
32.s5、对校正后的电气参数、简化后的拓扑数据图以及量测数据进行耦合关联和差异化状态估计。
33.s6、基于差异化状态估计结果，采用前推回代算法计算各线路的潮流值。
34.具体的：1、量测数据包括采集时刻和历史时段的量测数据，历史时段为采集时刻的前一天；若采集时刻的量测数据存在缺失，则根据当前采集时刻的上一采样时刻、下一采样时刻以及历史时段中同一采样时刻的量测值计算当前采集时刻的补足量测数据：；；；式中，为当前采集时刻的补足量测数据，为当前采集时刻的上一时刻、下一时刻的量测数据，为历史时段中同一采样时刻的量测值，为历史时段中各采样时刻的量测值平均值。
35.在本实施例中，量测数据的来源有3个：一来源于调度自动化系统的配网线路出线开关量测，二来源于用电信息采集系统中配电变压器关口电表量测，三来源于配电自动化系统中柱上开关、环网柜、开闭所内开关ftu、dtu等配电自动化装置量测。
36.部分量测数据如表1-3所示：表1：配网线路出线开关量测
时间有功功率无功功率电流线电压a相电压b相电压c相电压2023-2-1900:00:000.8555-0.109749.219510.40615.98486.06686.022023-2-1900:15:000.8555-0.109748.86810.35935.94386.02586.00832023-2-1900:30:000.8336-0.109747.461710.33585.94386.02586.00832023-2-1900:45:000.7824-0.109743.594410.35345.93216.03176.00242023-2-1901:00:000.7458-0.109743.94610.35345.93216.03176.00242023-2-1901:15:000.7093-0.109741.836610.36515.93216.04345.9907
表2：配电变压器关口电表量测
id时间电流a相电压b相电压c相电压有功功率无功功率140009763712002023-2-1900:00:000.177229.3229.523066.336-6.192140009763712002023-2-1900:15:000.159227.8227.9228.466.24-5.376140009763712002023-2-1900:30:000.152227.7227.9228.364.704-5.952140009763712002023-2-1900:45:000.13228228.1228.556.88-5.424140009763712002023-2-1901:00:000.132227.8227.9228.453.04-5.376140009763712002023-2-1901:15:000.112228.1228.2228.647.472-5.616140009763712002023-2-1901:30:000.128228228.2228.647.952-5.232140009763712002023-2-1901:45:000.11228.2228.4228.848.48-4.56
表3：配电自动化装置量测
id时间有功功率无功功率a相电流b相电流c相电流140009764038462023-02-1900:00:000.36-0.02419.80000119.80000119.800001140009764038462023-02-1900:15:000.336-0.01219.80000119.218.6140009764038462023-02-1900:30:000.36-0.02420.40000220.40000219.2140009764038462023-02-1900:45:000.324-0.012181818.6140009764038462023-02-1901:00:000.3-0.02418.617.40000216.800001140009764038462023-02-1901:15:000.288-0.01217.40000217.40000216.2140009764038462023-02-1901:30:000.288016.80000115.615.000001140009764038462023-02-1901:45:000.288-0.02416.80000115.615.6140009764038462023-02-1902:00:000.264-0.02415.00000114.40000115.000001
2、拓扑数据包括各配网设备的设备id、所属节点或支线、首端关系节点、末端关系节点以及设备标签；设备标签包括t节点（母线、分支箱等）、负荷节点（普通负荷）、开关、支线（电缆、终端头、导线、塔杆等），开关包括出线开关和联络开关；通常通过获取线路cim文件地址，读取cim文件内容，解析cim文件，整理拓扑连接结构。
37.拓扑数据如表4所示：表4：拓扑数据
设备id所属节点或支线首端关系节点末端关系节点设备标签sbid000000654aa5e41ab148158cc50ec048de233at1303
‑‑
09544-t节点sbid00000071bba6450a90442a86e26d362bcf6a8f032120953309534开关14000978947835032150953609537开关14000976257656032130953409535负荷节点14000976257672032140953509536负荷节点d37e0e20-e79f-4fbb-9441-7b41fbf45320t130409537
‑‑‑
t节点
1400097625763309533t130303212支线14000976257934095340321203213支线
拓扑数据图的构建包括：以出线开关为起始节点，以负荷节点或联络开关为终止节点，以所属节点或支线、首端关系节点、末端关系节点为依据，在起始节点和终止节点之间遍历生成拓扑数据图；如图2所示，本实施例提供了一种构建好的拓扑数据图示例，图中六边形为出线开关、菱形为联络开关、矩形为其他开关、方形为负荷节点、圆形为t节点，箭头为潮流方向，省略了支线末端的负荷节点。
38.3、通过量测数据对拓扑数据图进行校正包括：根据线路的量测数据获取拓扑数据图中各节点的电压曲线；将起始节点作为基准节点，将除起始节点以外的节点作为校验节点；基于获取的电压曲线根据电压相似性原理计算基准节点和各校验节点之间的皮尔逊相关系数；若，则相应的校验节点拓扑校验正确，无需修正；若，则相应的校验节点拓扑校验错误，需要修正；所述修正为将校验节点从拓扑数据图中剔除；在剔除后，可进一步的将剔除的校验节点放入其他线路的拓扑数据图构建过程中，并再次进行拓扑校验。
39.4、对校正后的拓扑数据图进行简化包括：去除拓扑数据图中不存在负荷节点的支线；将t节点和开关上游的开关、支线、负荷节点剔除；聚合相邻两个节点之间的支线；相邻的两个节点之间仅保留一个开关；如图3所示，为图2简化后的拓扑数据图示例，将主支线上的两个负荷节点和一个开关进行了收缩简化。
40.5、下属设备台账包括各配网设备的设备id及其设备型号；根据下属设备台账计算各线路的电气参数包括：根据各设备型号与预构建的配网设备典型参数库进行匹配，获取各设备id的典型参数；根据各典型参数计算各设备id的电气参数。
41.其中，配网设备典型参数库为根据国标规定为明确设备型号与典型参数的对应关系所构建的库，其中设备涉及配电变压器、架空线、电缆线三类，表5-7分别为配电变压器、架空线、电缆线典型参数库的部分数据：表5：配电变压器典型参数库示例
型号变压器类型调压方式额定容量(mva)空载损耗(kw)空载电流(%)短路损耗(kw)短路阻抗(%)scb11-630/20(10)双绕组无励磁调压0.631.280.547.346sgb10-800/10双绕组有载调压0.80.851.526.996scb-630/10双绕组有载调压0.630.850.9655.3066666674...scb13双绕组有载调压1.251.50.858.7466666676s13-m-630/10双绕组有载调压0.630.60.576.24.5
表6：架空线典型参数库示例
型号导线类型导线材质截面积(mm
²
)电阻(ω)电抗(ω)载流量(a)
jklyj-25架空线路型号铝251.26340.409697jklyj-240/10架空线路型号铝2400.130.356500....jklyj-10-150架空线路型号铝1500.263680.295839341285jnrlh3/lby-300/55架空线路型号铝包钢芯铝合金3000.1411840.272558996565jklyj-150架空线路型号铝1500.263680.295839341285
表7：电缆线典型参数库示例
型号导线类型导线材质截面积(mm
²
)电阻(ω)电抗(ω)载流量(a)zc-yjv22-18/30-3*400电缆线路型号铝4000.0780.06520zryjv22-18/20-3*240电缆线路型号铜2400.07710.068.7....za-yjv22-8.7/15-3*400电缆线路型号铜4000.04630.06333yjv22-3*400电缆线路型号铜4000.060160.078240474610yjv22-3*240电缆线路型号铜2400.0965120.082846541500
配电变压器、架空线、电缆线台账信息的部分数据，如表8-10所示：表8：配电变压器台账信息
id型号额定容量联结组标号14000976371200sgb10-800/10800dyn1114000976375583sgb10-800/10800dyn11....14000976383990scb-630/10630dyn114cace66e4e8a06deec54f3d0c401554cac22d01054s13-m-630/10630dyn11d9f40ad119ff80808163d0e8100163d9f34e3f4bc0scb-630/10630dyn11dd14698574ff80808163d0e8100163dd139bb468ebscb-630/10630dyn11
表9：架空线台账信息
id型号长度截面积sbid000000baf003482c4b4339b63f889f9a3ff136jklyj-15030150sbid0000003cbc0e8559c24765957ef734493211edjklyj-15069.05150sbid000000c08246a7dca2452fa5db3605f4c02298jklyj-15039.56150a7c3e44f-c194-4371-92ab-17c367fd77fczs-jkl/lhyj-15042.5975150....sbid0000008439e1fcae9145a3af2f91125a599f60jklyj-15051.671502741d66d-63ed-45ff-b207-25d7d53b4460jklyj-10-15050150sbid000000c4f94bda3b6b41fabde490a82d01acfdzs-jkl/lhyj-15070150
表10：电缆线台账信息
id型号长度截面积sbid000000654aa5e41ab148158cc50ec048de233ayjv22-3*40011.43400sbid00000071bba6450a90442a86e26d362bcf6a8fyjv22-3*40010040014000978947835yjv22-3*24037524014000976257696yjv22-3*7043970....d37e0e20-e79f-4fbb-9441-7b41fbf45320yjv22-3*400122400
14001000168255yjv22-3*952595
匹配获取的各设备id的典型参数，如表11-13所示：表11：配电变压器典型参数
id型号容量空载电流空载损耗短路损耗短路电压百分比14000976371200sgb10-800/108000.851.526.99614000976375583sgb10-800/108000.851.526.996....14000976383990scb-630/106300.850.9655.30666666744cace66e4e8a06deec54f3d0c401554cac22d01054s13-m-630/106300.60.576.24.5d9f40ad119ff80808163d0e8100163d9f34e3f4bc0scb-630/106300.850.9655.3066666674dd14698574ff80808163d0e8100163dd139bb468ebscb-630/106300.850.9655.3066666674
表12：架空线典型参数
id型号每千米电阻(ω)每千米电抗(ω)每千米对地电容(nf)sbid000000baf003482c4b4339b63f889f9a3ff136jklyj-1500.263680.29583934112.44552089sbid0000003cbc0e8559c24765957ef734493211edjklyj-1500.263680.29583934112.44552089sbid000000c08246a7dca2452fa5db3605f4c02298jklyj-1500.263680.29583934112.44552089a7c3e44f-c194-4371-92ab-17c367fd77fczs-jkl/lhyj-1500.263680.29583934112.44552089....sbid0000008439e1fcae9145a3af2f91125a599f60jklyj-1500.263680.29583934112.445520892741d66d-63ed-45ff-b207-25d7d53b4460jklyj-10-1500.263680.29583934112.44552089sbid000000c4f94bda3b6b41fabde490a82d01acfdzs-jkl/lhyj-1500.263680.29583934112.44552089
表13：电缆线典型参数
id型号每千米电阻(ω)每千米电抗(ω)每千米对地电容(nf)sbid000000654aa5e41ab148158cc50ec048de233ayjv22-3*4000.060160.078240474531.1sbid00000071bba6450a90442a86e26d362bcf6a8fyjv22-3*4000.060160.078240474531.114000978947835yjv22-3*2400.0965120.08284654142914000976257696yjv22-3*700.343040.097716721269.3....d37e0e20-e79f-4fbb-9441-7b41fbf45320yjv22-3*4000.060160.078240474531.114001000168255yjv22-3*950.247040.0935021299.9
6、根据各典型参数计算各设备id的电气参数包括：计算配电变压器的等效阻抗和对地导纳：；；；；式中，分别为配电变压器的等值电阻和等值电抗，分别为对地电导和对地电纳，分别为配电变压器的额定电压、额定功率、短路损耗、短路电压百分比、空载损耗功率以及空载电流百分比；计算架空线和电缆线的等效阻抗和对地电容：；
式中，分别为架空线的等值电阻、等值电抗和对地电容，分别为架空线的长度、单位长度的等值电阻、等值电抗和对地电容；分别为电缆线的等值电阻、等值电抗和对地电容，分别为电缆线的长度、单位长度的等值电阻、等值电抗和对地电容。
42.7、通过量测数据和简化后的拓扑数据图对电气参数进行校正包括：根据线路的量测数据获取简化后的拓扑数据图的各节点的潮流值；根据各节点的潮流值计算各设备id对应的电阻参数和电抗参数；根据各设备id对应的电阻参数和等值电阻计算电阻相对偏差，若电阻相对偏差大于预设电阻偏差阈值，则等值电阻校验错误，将等值电阻修正为电阻参数；若电阻相对偏差小于等于预设电阻偏差阈值，则等值电阻校验正确；根据各设备id对应的电抗参数和等值电抗计算电抗相对偏差，若电抗相对偏差大于预设电抗偏差阈值，则等值电抗校验错误，将等值电抗修正为电抗参数；若电抗相对偏差小于等于预设电抗偏差阈值，则等值电抗校验正确。
43.8、差异化状态估计包括：采样加权最小二乘法计算量测数据的差异化状态估计值：；式中，为采样时刻的量测数据，为电压幅值相角，为非线性量测函数，为量测数据的置信度；；式中，、为历史时段中各采样时刻的量测值平均值和标准差。
44.以配电变压器的有功功率为例，表14为差异化状态估计值：表14：差异化状态估计值
id类型断面时间状态估计量测评估置信度差异化状态估计值14000976371200配电变压器2023-02-2013:45:0070.70490.993370.231214000976386482配电变压器2023-02-2013:45:0030.86570.981430.291614000976375583配电变压器2023-02-2013:45:0068.69820.872159.911714000976387987配电变压器2023-02-2013:45:0040.64640.943238.3377....143064475线路出线开关2023-02-2013:45:00518.52690.9436489.282012
9、采用前推回代算法计算各线路的潮流值包括：获取线路末端电压和功率的差异化状态估计，通过逐段推算出首端电压和功率的计算量；计算首端电压的计算量和差异化状态估计的差值误差，若差值误差小于等于预设误差阈值，则记录首端电压的计算量，根据首端电压的计算量计算各节点的潮流值；若差值误差大于预设误差阈值，则获取线路首端电压的差异化状态估计，结合首端功率的计算量，通过逐段推算出末端电压和功率的计算量；
将末端电压和功率的计算量作为线路末端电压和功率的差异化状态估计，重复上述步骤。
45.以配电变压器的有功功率为例，表15为潮流值：表15：潮流值
id类型断面时间差异化状态估计潮流值14000976371200配电变压器2023-02-2013:45:0070.231269.231014000976386482配电变压器2023-02-2013:45:0030.291630.182014000976375583配电变压器2023-02-2013:45:0059.911758.890114000976387987配电变压器2023-02-2013:45:0038.337738.1128....143064475线路出线开关2023-02-2013:45:00489.2820509.7064
实施例二：
46.本发明实施例提供了一种配电网实时潮流计算装置，所述装置包括：信息获取模块，用于获取目标配电网的线路信息，所述线路信息包括各线路的线路id和额定电压；数据获取模块，用于获取各线路的下属设备台账、拓扑数据以及量测数据；拓扑计算模块，用于根据拓扑数据构建各线路的拓扑数据图，并通过量测数据对拓扑数据图进行校正，对校正后的拓扑数据图进行简化；电气计算模块，用于根据下属设备台账计算各线路的电气参数，并通过量测数据和简化后的拓扑数据图对电气参数进行校正；耦合估计模块，用于对校正后的电气参数、简化后的拓扑数据图以及量测数据进行耦合关联和差异化状态估计；潮流计算模块，用于基于差异化状态估计结果，采用前推回代算法计算各线路的潮流值。
47.实施例三：
48.基于实施例一，本发明实施例提供了一种电子设备，其特征在于，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述方法的步骤。
49.实施例四：
50.基于实施例一，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
51.本发明应用于某省份全部41790条配电网线路每15分钟在线自动实时潮流计算，可以通过计算获得全部线路和节点状态的线路占全部线路的比例达95%以上，节点计算值与已有量测值比对偏差在5%以内的比例达到99%。
52.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术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，本技术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。
53.本技术是参照根据本技术实施例的方法、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。
54.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。
55.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。
56.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种配电网实时潮流计算方法，其特征在于，包括：获取目标配电网的线路信息，所述线路信息包括各线路的线路id和额定电压；获取各线路的下属设备台账、拓扑数据以及量测数据；根据拓扑数据构建各线路的拓扑数据图，并通过量测数据对拓扑数据图进行校正，对校正后的拓扑数据图进行简化；根据下属设备台账计算各线路的电气参数，并通过量测数据和简化后的拓扑数据图对电气参数进行校正；对校正后的电气参数、简化后的拓扑数据图以及量测数据进行耦合关联和差异化状态估计；基于差异化状态估计结果，采用前推回代算法计算各线路的潮流值。2.根据权利要求1所述的配电网实时潮流计算方法，其特征在于，所述量测数据包括采集时刻和历史时段的量测数据，所述历史时段为采集时刻的前一天；若采集时刻的量测数据存在缺失，则根据当前采集时刻的上一采样时刻、下一采样时刻以及历史时段中同一采样时刻的量测值计算当前采集时刻的补足量测数据：；；；式中，为当前采集时刻的补足量测数据，为当前采集时刻的上一时刻、下一时刻的量测数据，为的差值绝对值，为历史时段中同一采样时刻的量测值，为历史时段中各采样时刻的量测值平均值，为的差值绝对值。3.根据权利要求1所述的配电网实时潮流计算方法，其特征在于，所述拓扑数据包括各配网设备的设备id、所属节点或支线、首端关系节点、末端关系节点以及设备标签；所述设备标签包括t节点、负荷节点、开关、支线，所述开关包括出线开关和联络开关；所述拓扑数据图的构建包括：以出线开关为起始节点，以负荷节点或联络开关为终止节点，以所属节点或支线、首端关系节点、末端关系节点为依据，在起始节点和终止节点之间遍历生成拓扑数据图。4.根据权利要求3所述的配电网实时潮流计算方法，其特征在于，所述通过量测数据对拓扑数据图进行校正包括：根据线路的量测数据获取拓扑数据图中各节点的电压曲线；将起始节点作为基准节点，将除起始节点以外的节点作为校验节点；基于获取的电压曲线根据电压相似性原理计算基准节点和各校验节点之间的皮尔逊相关系数；若，则相应的校验节点拓扑校验正确，无需修正；若，则相应的校验节点拓扑校验错误，需要修正；所述修正为将校验节点从拓扑数据图中剔除。5.根据权利要求3所述的配电网实时潮流计算方法，其特征在于，所述对校正后的拓扑
数据图进行简化包括：去除拓扑数据图中不存在负荷节点的支线；将t节点和开关上游的开关、支线、负荷节点剔除；聚合相邻两个节点之间的支线；相邻的两个节点之间仅保留一个开关。6.根据权利要求2所述的配电网实时潮流计算方法，其特征在于，所述下属设备台账包括各配网设备的设备id及其设备型号；所述根据下属设备台账计算各线路的电气参数包括：根据各设备型号与预构建的配网设备典型参数库进行匹配，获取各设备id的典型参数；根据各典型参数计算各设备id的电气参数。7.根据权利要求6所述的配电网实时潮流计算方法，其特征在于，所述根据各典型参数计算各设备id的电气参数包括：计算配电变压器的等效阻抗和对地导纳：；；；；式中，分别为配电变压器的等值电阻和等值电抗，分别为对地电导和对地电纳，分别为配电变压器的额定电压、额定功率、短路损耗、短路电压百分比、空载损耗功率以及空载电流百分比；计算架空线和电缆线的等效阻抗和对地电容：；式中，分别为架空线的等值电阻、等值电抗和对地电容，分别为架空线的长度、单位长度的等值电阻、等值电抗和对地电容；分别为电缆线的等值电阻、等值电抗和对地电容，分别为电缆线的长度、单位长度的等值电阻、等值电抗和对地电容。8.根据权利要求7所述的配电网实时潮流计算方法，其特征在于，所述通过量测数据和简化后的拓扑数据图对电气参数进行校正包括：根据线路的量测数据获取简化后的拓扑数据图的各节点的潮流值；根据各节点的潮流值计算各设备id对应的电阻参数和电抗参数；根据各设备id对应的电阻参数和等值电阻计算电阻相对偏差，若电阻相对偏差大于预设电阻偏差阈值，则等值电阻校验错误，将等值电阻修正为电阻参数；若电阻相对偏差小于等于预设电阻偏差阈值，则等值电阻校验正确；
根据各设备id对应的电抗参数和等值电抗计算电抗相对偏差，若电抗相对偏差大于预设电抗偏差阈值，则等值电抗校验错误，将等值电抗修正为电抗参数；若电抗相对偏差小于等于预设电抗偏差阈值，则等值电抗校验正确。9.根据权利要求1所述的配电网实时潮流计算方法，其特征在于，所述差异化状态估计包括：采样加权最小二乘法计算量测数据的差异化状态估计值：；式中，为采样时刻的量测数据，为电压幅值相角，为非线性量测函数，为量测数据的置信度；；式中，、为历史时段中各采样时刻的量测值平均值和标准差。10.根据权利要求1所述的配电网实时潮流计算方法，其特征在于，所述采用前推回代算法计算各线路的潮流值包括：获取线路末端电压和功率的差异化状态估计，通过逐段推算出首端电压和功率的计算量；计算首端电压的计算量和差异化状态估计的差值误差，若差值误差小于等于预设误差阈值，则记录首端电压的计算量，根据首端电压的计算量计算各节点的潮流值；若差值误差大于预设误差阈值，则获取线路首端电压的差异化状态估计，结合首端功率的计算量，通过逐段推算出末端电压和功率的计算量；将末端电压和功率的计算量作为线路末端电压和功率的差异化状态估计，重复上述步骤。11.一种配电网实时潮流计算装置，其特征在于，所述装置包括：信息获取模块，用于获取目标配电网的线路信息，所述线路信息包括各线路的线路id和额定电压；数据获取模块，用于获取各线路的下属设备台账、拓扑数据以及量测数据；拓扑计算模块，用于根据拓扑数据构建各线路的拓扑数据图，并通过量测数据对拓扑数据图进行校正，对校正后的拓扑数据图进行简化；电气计算模块，用于根据下属设备台账计算各线路的电气参数，并通过量测数据和简化后的拓扑数据图对电气参数进行校正；耦合估计模块，用于对校正后的电气参数、简化后的拓扑数据图以及量测数据进行耦合关联和差异化状态估计；潮流计算模块，用于基于差异化状态估计结果，采用前推回代算法计算各线路的潮流值。12.一种电子设备，其特征在于，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1-10任一项所述方法的
步骤。13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-10任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种配电网实时潮流计算方法、装置、设备及介质，其方法包括获取目标配电网的线路信息；基于线路信息，获取各线路的下属设备台账、拓扑数据以及量测数据；根据拓扑数据构建各线路的拓扑数据图，并通过量测数据对拓扑数据图进行校正，对校正后的拓扑数据图进行简化；根据下属设备台账计算各线路的电气参数，并通过量测数据和简化后的拓扑数据图对电气参数进行校正；对校正后的电气参数、简化后的拓扑数据图以及量测数据进行耦合关联和差异化状态估计；基于差异化状态估计结果，采用前推回代算法计算潮流值；本发明能够实现配电网实时潮流计算，支撑配电网精准规划决策、精益运行分析。精益运行分析。精益运行分析。


技术研发人员：焦昊 韦磊 许扬 徐春雷 魏晓菁 范鹏展 刘鸿斌 蒋炜 蔡云峰 袁宇波 赵新冬 陈锦铭 陈烨 谭晶 车伟 蒋承伶 凌绍伟 马洲俊 郭宁
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司 国家电网有限公司 江苏省电力试验研究院有限公司
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/8/14