[发明专利]一种基于GIS和电压波形相关性分析的低压配电网拓扑识别方法

说明书

本发明属于低压配电网技术领域，具体涉及一种基于GIS和电压波形相关性分析的低压配电网拓扑识别方法。首先采集GIS数据和电压数据，然后基于GIS的用户经纬度、台区配变经纬度初步评估配电网拓扑，确定非重叠区域的户变关系，然后对重叠区域，计算用户电压和相邻台区配变电压的相似性，则判定该用户属于该台区，最后动态监控重叠区域的台区变动情况。本发明是一种既可以有效改进奇点问题，又可以减少计算量的基于GIS和电压波形相关性分析的低压配电网拓扑识别方法。

技术领域

本发明属于低压配电网技术领域，具体涉及一种基于GIS和电压波形相关性分析的低压配电网拓扑识别方法。

背景技术

电力系统低压配电网台区数量多，用电用户达百万级，为了快速甄别户变关系，有必要先划分台区的供电范围，重点考察台区与潜在用户之间的拓扑关系。地理信息系统GIS可以提供台区变压器和周边用电用户的地理经纬度信息，结合户变关系空间约束，可用于低压配电网的初步识别。随着线路长度的增加，线路末端电压会降低，当供电距离过长时，末端用户电压过低，无法满足电压质量要求。在实际电网中，电力公司会严格考察配电网的输电电压降指标，台区供电距离有严格的限制，台区变压器到所属用电用户的物理距离存在空间约束，不可能无限远。

实际台区配变的辐射形状不是直线，与地形地势有关，但根据有关指导规定和经验，都存在一个配电变压器和用电用户的最大直线距离r，使得以配电变压器为圆心，以r为半径，该变压器所供电的所有用户都处于圆内。通过设定合适的r，就可以根据GIS的地理经纬度信息，初步识别低压配电网的户变关系。

但是，不同台区配电变压器的圆形区域可能存在重叠，如图1所示。图1中，3个台区有重叠区域，区域A内的用户既可能属于台区1，也可能属于台区3；区域B内的用户可能属于台区1或台区2或台区3；区域C内的用户既可能属于台区2，也可能属于台区3。对于重叠区域的用电用户，可能属于不同台区，因此需要进一步识别拓扑关系。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于GIS和电压波形相关性分析的低压配电网拓扑识方法，以解决现有技术中重叠区域的用电用户，属于不同台区的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于GIS和电压波形相关性分析的低压配电网拓扑识别方法，包括以下步骤：

S1.采集GIS数据和电压数据；

S2.基于GIS的用户经纬度、台区配变经纬度初步评估配电网拓扑，确定非重叠区域的户变关系；

S3.对重叠区域，计算用户电压和相邻台区配变电压的相似性，分别计算欧氏距离、DDTW、皮尔逊相关系数3个指标，若该用户电压和某相邻台区配变电压之间有任意2项以上指标最相关，则判定该用户属于该台区；

S4.动态监控重叠区域的台区变动情况。

进一步地，步骤S3中，所述欧氏距离的计算公式：

式中：d为欧氏距离，n为多维空间的维数，x和y为多维空间的2个点，x_i为x的第i个坐标，y_i为y的第i个坐标。

进一步地，步骤S3中，所述DDTW的计算方法包括以下步骤：

S3.1.对电压序列进行求导、标准化处理；

S3.2.计算步骤S3.1中的最优路径。

进一步地，所述步骤S3.1中电压序列求导、标准化处理方法为：