專利名稱：用于確定配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)的過程和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的、具體地公用電網(wǎng)上的配電的領(lǐng)域。本發(fā)明涉及用于確定配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方法。本發(fā)明還涉及用于確定這樣的方法的實(shí)施的設(shè)備。本發(fā)明還涉及適合于實(shí)施這樣的方法的數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序。
背景技術(shù)：
如圖1所示，在電力系統(tǒng)1上，從MV/LV(中電壓/低電壓)配電站2到低電壓用電設(shè)備5(具體地居民住所)以低電壓(LV)執(zhí)行電的終端分配。MV/LV變電站2存在幾個(gè)饋電站3。每個(gè)饋電站以輻射狀結(jié)構(gòu)4布置，存在幾個(gè)單相或三相連接6。此電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為特定數(shù)目的用電設(shè)備5提供單相或三相電力。用于向上述不同的饋電站3分配電力的LV面板位于MV/LV變電站2中。通常存在1到8個(gè)饋電站，其可以由保險(xiǎn)絲或電路斷路器保護(hù)。低電壓電力系統(tǒng)是密集的，有時(shí)在空中，有時(shí)在地下，混合可變的設(shè)備和可變使用壽命的電纜。它們由電力公司經(jīng)營(yíng)，其中一些電力公司具有一百多年的歷史，在此一百多年期間電力系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了變更、擴(kuò)展和修復(fù)。這些電力系統(tǒng)技術(shù)上是簡(jiǎn)單的，很少遭受損壞，因此經(jīng)常不被記錄或至少極少和不詳?shù)乇挥涗?。兩個(gè)因素已經(jīng)將它們自己移植到此領(lǐng)域(landscape)上。第一，電力工業(yè)的撤銷管制迫使行為者的分離。第二，配電系統(tǒng)屬于保持壟斷狀態(tài)但是受國(guó)家調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)約束的配電者。國(guó)家調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將服務(wù)質(zhì)量的目的強(qiáng)加于它們的配電者上，其目的必須被測(cè)量，尤其是在所連接的用電設(shè)備的每一個(gè)看得見的斷電的時(shí)間和數(shù)量方面。這些目的是限制的并且如果它們不被重視，可能引起懲罰。因此配電者需要具有關(guān)于斷電數(shù)據(jù)的極大的精確度和精確的信息以更好地定位可能的故障或不良的功能。此外，仍然在撤銷管制的范圍內(nèi)，特定數(shù)目的國(guó)家已經(jīng)決定安裝智能儀表，其避免工作人員必須挨個(gè)讀取儀表。根據(jù)受控制的環(huán)境并且還根據(jù)配電者，已經(jīng)選擇不同的結(jié)構(gòu)來執(zhí)行遠(yuǎn)程儀表讀數(shù)操作。在這些結(jié)構(gòu)的某些中，某些配電者已經(jīng)決定在每個(gè)MV/LV配電站中安裝數(shù)據(jù)集中器。此集中器執(zhí)行來自于分配給它的每個(gè)儀表的數(shù)據(jù)的收集。以規(guī)則的頻率(大約半小時(shí)到一天)經(jīng)由線載波電流或經(jīng)由無線電氣裝置接收儀表數(shù)據(jù)。集中器然后將這些測(cè)量結(jié)果經(jīng)由另一種通信手段發(fā)送到高層。來自于每個(gè)儀表的儀表數(shù)據(jù)因此幾乎實(shí)時(shí)地在每個(gè)MV/LV變電站中可用。在安裝智能儀表之前，可以幾乎實(shí)時(shí)地接入每個(gè)儀表的儀表值從經(jīng)濟(jì)的角度看是不可行的。此外，普通的傳感器技術(shù)不能在MV/LV變電站的每個(gè)LV饋電站的每個(gè)相上經(jīng)濟(jì)地測(cè)量電流。由上面看出，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有時(shí)鮮有文獻(xiàn)記載。但是對(duì)這些結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)是很重要的。因此，對(duì)能夠以簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和高效的方式確定這些結(jié)構(gòu)顯得非常關(guān)注。這樣的對(duì)電力系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)具體地可以以簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的方式確定并細(xì)致地定位電力系統(tǒng)上的非技術(shù)性的電流損耗或差的功能。此外，它還能夠在每個(gè)饋電站的級(jí)別診斷電力系統(tǒng)的不平衡。
在電力系統(tǒng)的不同的位置處使用許多的測(cè)量裝置以便確定此電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方法從文獻(xiàn)US 2010/0007219中可知。這樣的方法代價(jià)非常高，因?yàn)樗枰娏ο到y(tǒng)中的不同級(jí)別的許多測(cè)量設(shè)備。它還可以確定是否從電力系統(tǒng)竊取電力。用于優(yōu)化由電力測(cè)量系統(tǒng)或監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)的解釋的方法從文獻(xiàn)US2007/14313 中已知。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種用于確定電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方法，其能夠彌補(bǔ)上文引起的問題并且改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的已知方法。具體地，本發(fā)明提出一種用于確定簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和高效的結(jié)構(gòu)的方法。根據(jù)本發(fā)明，一種用于確定配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方法，該配電系統(tǒng)包括經(jīng)由呈現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相的一個(gè)或多個(gè)饋電站為用電設(shè)備的集合供電的變電站，包括以下步驟接收關(guān)于該集合的每個(gè)用電設(shè)備的第一耗電信息，接收關(guān)于該饋電站或關(guān)于變電站的每個(gè)饋電站的相的第二耗電信息，使用包括計(jì)算階段的第一和第二信息來在該集合內(nèi)確定用電設(shè)備子集，相同子集的用電設(shè)備由相同的給定饋電站和/或由給定饋電站的相同的給定相供電。有利地，該計(jì)算階段基于施加于第一和第二信息的能量守恒(energyconservation)的假設(shè)。優(yōu)選地，該計(jì)算階段包括說明用電設(shè)備是否連接到饋電站或連接到相的系數(shù)的計(jì)
笪弁。有利地，等于或基本上等于1的系數(shù)說明用電設(shè)備連接到饋電站或連接到相的事實(shí)，和/或等于或基本上等于0的系數(shù)說明用電設(shè)備沒有連接到饋電站或連接到相的事實(shí)。有利地，計(jì)算階段，具體地系數(shù)的計(jì)算階段，使用最小二乘方類型的優(yōu)化方法。有利地，計(jì)算階段包括置信指數(shù)的計(jì)算。優(yōu)選地，該使用步驟包括計(jì)算階段的不同的迭代的結(jié)果的比較階段。優(yōu)選地，如果計(jì)算階段的迭代的不同的結(jié)果基本上不同，則可斷定差的功能或非技術(shù)性的電流損耗存在于電力系統(tǒng)上。根據(jù)本發(fā)明，其上記錄計(jì)算機(jī)程序的、計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)記錄媒介包括用于實(shí)施上面定義的方法的步驟的軟件裝置。根據(jù)本發(fā)明，一種用于確定配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的設(shè)備，該配電系統(tǒng)包括經(jīng)由呈現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相的一個(gè)或多個(gè)饋電站為用電設(shè)備的集合供電的變電站，該設(shè)備包括用于實(shí)施上面定義的方法的步驟的硬件和/或軟件裝置。優(yōu)選地，該硬件裝置包括用于接收功率消耗信息的裝置，具體地涉及接收關(guān)于該集合的每個(gè)用電設(shè)備的第一耗電信息和接收關(guān)于該饋電站或關(guān)于變電站的每個(gè)饋電站的相的第二耗電信息；分析或處理裝置，包括用于計(jì)算的裝置；和用于恢復(fù)信息的裝置，具體地關(guān)于由相同的給定饋電站和/或由給定饋電站的相同的給定相供電的用電設(shè)備的子集的信息。根據(jù)本發(fā)明，一種計(jì)算機(jī)程序包括計(jì)算機(jī)程序編碼裝置，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該程序時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序編碼裝置適用于執(zhí)行上面定義的方法的步驟。


附圖以示例目的表示包括用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的用于確定的方法的設(shè)備的電力系統(tǒng)的實(shí)施例和根據(jù)本發(fā)明的用于確定的方法的執(zhí)行模式。圖1示出了 LV配電系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)的外形圖。圖2示出了 LV配電系統(tǒng)的示例的詳圖。圖3示出了簡(jiǎn)化的配電系統(tǒng)的示例的圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于確定的方法的執(zhí)行模式的流程圖。
具體實(shí)施例方式在最終用電設(shè)備的級(jí)別的智能耗電表的最近安裝意味著在MV/LV配電站1中處理和通信方式的實(shí)施。這給了在MV/LV配電站1中安裝高級(jí)處理功能的機(jī)會(huì)，這在之前是不可能的。根據(jù)本發(fā)明的方法可以以經(jīng)濟(jì)和自動(dòng)的方式確定或恢復(fù)LV分配系統(tǒng)的布局的結(jié)構(gòu)(即，確定哪一個(gè)用電設(shè)備5連接到哪一個(gè)饋電站或連接3，甚至連接到哪一個(gè)相)，具體地由在MV/LV配電站中可用的數(shù)據(jù)和測(cè)量來確定。這使得可以-量化和定位非技術(shù)性的電流損耗(具體地盜竊電力和商業(yè)數(shù)據(jù)庫錯(cuò)誤)，-準(zhǔn)確地知道LV系統(tǒng)上的損耗的狀態(tài)并且定位對(duì)這些損耗貢獻(xiàn)最大的饋電站，-在每個(gè)饋電站的級(jí)別確認(rèn)每相的消耗不平衡，和/或-準(zhǔn)確地知道由給定LV饋電站3上的故障影響的客戶的數(shù)目以便計(jì)算精確的每年每客戶的SAIDI (系統(tǒng)平均斷電持續(xù)時(shí)間指數(shù))和SAIFI (系統(tǒng)平均斷電頻率指數(shù))性能指標(biāo)。每個(gè)用電設(shè)備或最終用戶5具有能夠?qū)⑾男畔⒍ㄆ诎l(fā)送到它連接到的變電站2的智能儀表。位于變電站中的數(shù)據(jù)庫包含每個(gè)連接的儀表的連續(xù)耗電的帳戶。因而可以定義表示每個(gè)用電設(shè)備的耗電的指數(shù)(有功和/或無功和/或視在能量、瞬時(shí)有功和/或無功和/或視在功率、瞬時(shí)有功和/或無功和/或視在電流等等)。耗電測(cè)量或計(jì)量系統(tǒng)安裝在每個(gè)饋電站3的級(jí)別或每個(gè)饋電站3的每個(gè)相的級(jí)別的變電站2中，使得能夠測(cè)量與由每個(gè)儀表測(cè)量的信息一致的信息，即表示耗電的指數(shù)(有功和/或無功和/或視在能量、瞬時(shí)有功和/或無功和/或視在功率、瞬時(shí)有功和/或無功和/或視在電流等等)。在優(yōu)選實(shí)施例中，在每個(gè)用電設(shè)備的級(jí)別和在變電站2中在饋電站或相的級(jí)別收集的耗電數(shù)據(jù)是同步的，即在能量的情況下它們涉及相同的時(shí)段，或者如果涉及功率或電流強(qiáng)度，則涉及相同的時(shí)刻。無論什么類型的用電設(shè)備(三相或單相的)，用電設(shè)備通過根據(jù)本發(fā)明的方法被分配給它連接到的饋電站。根據(jù)可用的信息的類型，到對(duì)應(yīng)相的分配是可能的。如果三相用電設(shè)備的儀表給出表示與每個(gè)相對(duì)應(yīng)的耗電的三個(gè)指數(shù)，則每個(gè)用電設(shè)備到它連接到的相或多個(gè)相的分配是可能的。如果三相用電設(shè)備的儀表僅僅給出表示用電設(shè)備的總耗電的總指數(shù)，則每個(gè)用電設(shè)備到它連接到的相或多個(gè)相的分配可能不是可能的。然而，此分配可以通過使得能夠識(shí)別連接到以用電設(shè)備的級(jí)別存在的儀表的相的另一種設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。
如圖2所示，在電力系統(tǒng)1上，從MV/LV配電站2向低電壓用電設(shè)備5 (具體地居民住宅)以低電壓(LV)執(zhí)行終端電力分配。MV/LV配電站2是呈現(xiàn)幾個(gè)三相線路4的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的饋電站，每個(gè)三相線路由連線或饋電站3連接到變電站。此電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為特定數(shù)目的用電設(shè)備提供單相或三相電力(大約100)。向不同的饋電站3分配電力的LV面板位于MV/LV變電站中。通常存在可以由保險(xiǎn)絲或斷路器保護(hù)的1至8個(gè)饋電站。在圖2中，每個(gè)饋電站包括四個(gè)電導(dǎo)體每個(gè)由圖1、2、3標(biāo)識(shí)的三相和由字母N標(biāo)識(shí)的中線。三相用電設(shè)備連接到每個(gè)電導(dǎo)體，以及單相用電設(shè)備連接到一個(gè)相和中線。在圖2的示例中，變電站2包括四個(gè)低電壓饋電站3。每個(gè)饋電站為特定數(shù)目的單相和/或三相用電設(shè)備供電。由適合于配電者的參考標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)的智能儀表7 (在圖2中給出四個(gè)圖號(hào)作為一個(gè)例子)分配給每個(gè)用電設(shè)備。如果是單相的，則每個(gè)儀表發(fā)送耗電信息項(xiàng)(例如有功能量信息)，以及如果是三相的，則發(fā)送三個(gè)針對(duì)每個(gè)相的耗電信息項(xiàng)(例如有功能量信息)。此信息通過合適的通信方式(例如通過無線電波或通過線路載波電流)被發(fā)送到例如位于變電站2中的用于確定電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)的設(shè)備8。此外，測(cè)量系統(tǒng)9測(cè)量關(guān)于每個(gè)饋電站或關(guān)于每個(gè)饋電站的每個(gè)相的耗電信息(例如有功能量信息)，并且還將此信息發(fā)送到設(shè)備8。此測(cè)量系統(tǒng)可以使用無線技術(shù)以便簡(jiǎn)化在現(xiàn)有變電站上的實(shí)施。確定設(shè)備8包括用于接收由智能儀表7和由測(cè)量系統(tǒng)9發(fā)送的耗電信息的裝置81，此信息的分析或處理裝置82、以及可能包括用于傳送分析報(bào)告的裝置83 (諸如信息發(fā)送裝置或通信接口，具體地視覺和/或音頻)。這些裝置83具體地使得電力系統(tǒng)的管理的負(fù)責(zé)人能夠接收通過實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的用于確定的方法接收關(guān)于電力系統(tǒng)的采用的結(jié)構(gòu)的信息。確定設(shè)備8包括硬件和/或軟件裝置，使得它的操作能夠根據(jù)形成本發(fā)明的主題的方法被控制。軟件裝置可以具體地包括計(jì)算機(jī)程序編碼裝置，當(dāng)該程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序編碼裝置適用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟。軟件可以包括在分析或處理裝置82內(nèi)。從上文描述的數(shù)據(jù)出發(fā)，根據(jù)本發(fā)明的用于確定的方法將每個(gè)儀表分配到一個(gè)饋電站或一個(gè)饋電站的一個(gè)相，以形成權(quán)限分配組合。換句話說，用于確定的方法從整套用電設(shè)備中確定子集，每個(gè)子集與連接到相同的饋電站的所有用電設(shè)備或連接到相同的饋電站的相同的相的所有用電設(shè)備對(duì)應(yīng)。該結(jié)果可以以數(shù)據(jù)表的形式呈現(xiàn)，如下面對(duì)于圖2的電力系統(tǒng)的示例所示，列出了饋電站、相和連接的儀表。
權(quán)利要求
1.一種用于確定配電系統(tǒng)(1)的結(jié)構(gòu)的方法，該配電系統(tǒng)包括經(jīng)由呈現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相的一個(gè)或多個(gè)饋電站(3，Dj)為用電設(shè)備的集合(5，Ci)供電的變電站O)，其特征在于，它包括以下步驟-接收有關(guān)該集合的每個(gè)用電設(shè)備的第一耗電信息，-接收有關(guān)該饋電站或有關(guān)該變電站的每個(gè)饋電站的相的第二耗電信息，-使用包括計(jì)算階段的第一和第二信息來在該集合內(nèi)確定用電設(shè)備子集，相同子集的用電設(shè)備由相同的給定饋電站和/或由給定饋電站的相同的給定相供電。
2.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的用于確定的方法，其特征在于，該計(jì)算階段基于應(yīng)用于第一和第二信息的能量守恒的假設(shè)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的用于確定的方法，其特征在于，該計(jì)算階段包括說明用電設(shè)備(Ci)是否連接到饋電站(Dp或連接到一個(gè)相的系數(shù)(au)的計(jì)算。
4.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的用于確定的方法，其特征在于，等于或基本上等于1的系數(shù)(au)說明用電設(shè)備(Ci)連接到饋電站或連接到該相(Dp的事實(shí)，和/或等于或基本上等于0的系數(shù)(au)說明用電設(shè)備(Ci)沒有連接到饋電站或連接到該相(Dp的事實(shí)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的用于確定的方法，其特征在于，該計(jì)算階段，具體地系數(shù)(au)的計(jì)算階段，使用最小二乘方類型的優(yōu)化方法。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的用于確定的方法，其特征在于，該計(jì)算階段包括置信系數(shù)的計(jì)算。
7.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的用于確定的方法，其特征在于，該使用步驟包括計(jì)算階段的不同的迭代的結(jié)果的比較階段。
8.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的用于確定的方法，其特征在于，如果計(jì)算階段的迭代的不同的結(jié)果基本上不同，則斷定功能異?；蚍羌夹g(shù)性的電流損耗存在于該電力系統(tǒng)上。
9.一種計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)，其上記錄計(jì)算機(jī)程序，包括用于實(shí)施根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法的步驟的軟件裝置。
10.一種用于確定配電系統(tǒng)(1)的結(jié)構(gòu)的設(shè)備(8)，該配電系統(tǒng)包括經(jīng)由呈現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相的一個(gè)或多個(gè)饋電站(3，Dj)向用電設(shè)備(5，Ci)的集合供電的變電站O)，其特征在于，它包括用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至9中的一個(gè)所述的方法的步驟的硬件裝置(81，82，83)和/或軟件。
11.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，該硬件裝置包括用于接收電力消耗信息的裝置(81)，具體地涉及接收有關(guān)該集合的每個(gè)用電設(shè)備的第一耗電信息和接收有關(guān)該饋電站或有關(guān)變電站的每個(gè)饋電站的相的第二耗電信息；分析或處理裝置(82)，包括用于計(jì)算的裝置；和用于恢復(fù)信息的裝置(83)，具體地關(guān)于由相同的給定饋電站和/或由給定饋電站的相同的給定相供電的用電設(shè)備的子集的信息。
12.—種計(jì)算機(jī)程序，包括計(jì)算機(jī)程序編碼裝置，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該程序時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序編碼裝置適用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9中的一個(gè)所述的方法的步驟。
全文摘要
該方法確定配電系統(tǒng)(1)的結(jié)構(gòu)，該配電系統(tǒng)包括經(jīng)由呈現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相的一個(gè)或多個(gè)饋電站(3，Dj)為用電設(shè)備的集合(5，Ci)供電的變電站(2)。它包括以下步驟-接收有關(guān)該集合的每個(gè)用電設(shè)備的第一耗電信息；-接收有關(guān)該饋電站或有關(guān)該變電站的每個(gè)饋電站的相的第二耗電信息；-使用包括計(jì)算階段的第一和第二信息來在該集合內(nèi)確定用電設(shè)備子集，相同子集的用電設(shè)備由相同的給定饋電站和/或由給定饋電站的相同的給定相供電。該設(shè)備實(shí)施該方法。
文檔編號(hào)H02J3/12GK102570468SQ20111038059
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者M-C.阿爾瓦里茲-赫勞爾特, P.德沙姆普斯 申請(qǐng)人:施耐德電器工業(yè)公司