本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种基于状态估计后潮流分布数据的电网损耗在线计算方法。
背景技术：
电能损耗是电力网供售电过程中损失的电量，是考核电力网运行部门一个重要经济指标。从本质来说，电能传送过程中，电力网各元件不可避免地发生电能损耗。如何计算得到电力网的电能损耗情况是评估电网经济运行的基础条件之一。同时，节能降损是我国能源利用的长期国策。电网电能损耗理论计算是电力网损耗分析和指导降损的科学依据。因此，开展电网电能损耗理论计算是节能管理的重要工作，有利于电网的经济高效运行。
之前，由于电力系统信息化水平发展相对落后，电力网的电能损耗计算主要根据dl/t686-1999《电力网电能损耗计算导则》，采用离线的方式进行计算。该计算方法以人工的方式将电网电能损耗计算所需要的数据录入电网电能损耗计算软件，然后利用软件进行电网电能损耗的计算工作。这种计算方式工作量巨大、费事费力。同时由于人工录入数据存在错误，导致计算结果的精度较差。近几年，随着电力系统信息化技术的不断完善，为电力系统电能损耗计算提供了条件。“一种电力系统损耗在线计算系统及方法”(cn105119282a)提出了一种利用gis、pms以及open3000系统进行电网在线损耗的方法。该计算方法的数据主要由gis、pms以及open3000系统提供，没有经过状态估计，难以保障测量数据的准确性。在在线数据质量不高的情况下，电力系统潮流在线计算难以收敛，其计算方法的适应性有待提高。“基于scada/ems的负荷实测与网损在线计算的研究与应用”(电力系统保护与控制，2012，40(4)：96-100)介绍了一种利用scada/ems的负荷实测与网损在线计算系统。“电力网电能损耗在线计算与分析系统”(电网技术，2007，31(9)：88-90)介绍了一种基于电网调度自动化系统和电能量采集系统的电网在线电能损耗计算与分析系统。“基于scada系统实现电网理论线损在线计算的方法”(云南电力技术，2008，36(3)：5-6)介绍了一种基于scada系统实现电网理论线损在线计算的方法。不过这三项研究成果中的电能损耗计算结果的精度难以得到保障。不同于gis、pms以及open3000系统这类专门为电网损耗计算建立的监测系统，scada系统主要服务于电力系统调度运行。scada系统状态估计状态估计简化了线路、变压器、电容器、电抗器等元件模型，忽略了线路电阻、变压器铜损支路、电容器损耗、电抗器损耗等的影响，但这些却是电网损耗计算中的关键组成部分，对分析电网损耗非常重要。因此，状态估计数据只能作为线损理论计算的基础运行数据，而不直接用其计算结果。因此，已经公布的基于scada系统数据电网损耗在线损耗计算方法，直接利用scada系统数据和模型计算电网损耗，存在模型准确性低，不能真实的反应电网的实际损耗情况的问题。因此，如何利用scada系统数据准确计算电网电能损耗的算法实现仍然是电网损耗计算中的一个难题。
技术术语的解释和说明。
电网固定损耗：与系统运行状态关联较弱的损耗，当系统运行状态发生变化后，其损耗情况改变非常小。主要包括变压器铁损(也是其空载损耗)、变电站站用电损耗、并联电容电抗器损耗以及高压线路的电晕损耗。
电网可变损耗：与系统负载情况紧密相关的损耗，其损耗与线路流过的电流平方呈正比，主要包括线路的阻抗损耗、变压器的铜损(也就是阻抗损耗)。
状态估计：电力系统状态估计是电力系统调度中心能量管理系统的核心功能之一，其功能是根据电力系统的各种测量信息，估计当前电力系统的实际运行状态，修正电网数据监测中的不良数据，保障电网运行潮流的收敛性。
电网调度scada系统：数据采集与监视控制系统，是以计算机为基础的电力系统自动化监控系统，可以实现对现场运行设备监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信息报警等功能。可以为电网损耗计算提供设备运行状态数据和变压器以及线路的电流数据。
技术实现要素：
本发明的目的是，提供一种基于状态估计后潮流分布数据的电网损耗在线计算方法。该方法采用电网调度scada系统进行状态估计后的数据，修正了在线监测中的不良数据，在保证使用数据准确性的同时，将电网损耗分为固定损耗部分和可变损耗两部分分别计算，通过求和获得电网总的损耗，在避免电网损耗计算系统重复建设的情况下，有利于保障电网损耗的计算精度。
为了达到实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
基于状态估计后潮流分布数据的电网损耗在线计算方法，该方法包含下列步骤：
a、所述电网特为35kv及以上电压等级电网，该电网具有电网调度scada系统，该电网含有m台变压器、n条线路、s个变电站以及h个电容电抗器；
b、从电网调度scada系统接口中，获取状态估计之后电网潮流分布数据中第i条线路的电流ii及第j台变压器的电流ij，第s个变电站的运行状态ss和第h个电容电抗器的运行状态hh，以及电网总的供电量ame；
c、结合电网元件的铭牌参数，离线获取电网中所有变压器的空载损耗、所有高压线路的电晕损耗、所有变电站的站用电损耗和所有电容电抗器的固定损耗，提供电网在线运行元件固定损耗基础数据；
d、计算电网在线运行元件的固定损耗aco
d1、变压器空载损耗a1
式中，atj表示第j台变压器的空载损耗，当ij≠0时、jj＝1，当ij＝0时、jj＝0，j＝1,2，…，m；
d2、高压线路的电晕损耗a2
式中，ali表示第i条线路的电晕损耗，当第i条线路的电压等级低于220kv时，电晕损耗ali＝0；当ii≠0时、li＝1，当ii＝0时、li＝0，i＝1,2，…，n；
d3、变电站站用电损耗a3
式中，ass表示第s个变电站的站用电损耗，当变电站在线运行时，ss＝1，否者ss＝0，s＝1,2，…，s；
d4、电容电抗器损耗a4
式中，ach表示第h个电容或者电抗器损耗，当电容电抗器在线运行时，hh＝1，否者hh＝0，h＝1,2，…，h；
d5、电网在线运行元件的固定损耗aco
aco＝a1+a2+a3+a4
e、计算电网在线运行元件的的可变损耗ava
e1、计算第j台变压器的可变损耗atvj
式中，t表示每两次计算的时间间隔，rtj表示第j台变压器的阻抗参数，j＝1,2，…，m；
e2、计算第i条线路的可变损耗ali
式中，rli表示第i条线路的阻抗参数，i＝1,2，…，n；
e3、电网的可变损耗ava
f、计算电网的总电能损耗ato
ato＝aco+ava
g、计算电网的损耗率η
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)相比于传统的离线电能损耗计算，本发明提出的电能损耗在线计算方法，计算简便易于实施，且具有更高的计算精度。
(2)相比于传统的电网电能损耗在线计算，本发明所提出的方法具有更好的适应性。传统的电网电网损耗计算主要通过建立电网详细模型来实现损耗在线计算，当电网测量存在误差较大的情况是，该方法无法保障电网潮流收敛，可能会导致电网损耗计算难以顺利实现。针对该问题，本发明采用scada系统中经过状态估计之后的电网数据进行电能损耗计算，修正了测量数据的误差，保障了电能损耗计算过程中的电网潮流具有良好的收敛性。
(3)相比于已公布的利用scada数据进行电网损耗计算的方法，本发明完善了scada数据状态下电网损耗的计算模型，计算结果具有更高的精度。由于scada系统中电网模型是忽略了电网变压器铁损等支路的，之前利用scada系统数据进行电网损耗在线计算往往忽略了电网的固定损耗，其计算精度难以得到保障。本发明结合电网设备的运行状态，将电网的电能损耗分为了固定损耗部分和可变损耗部分，根据实际电网运行情况进行分项求取，有效解决了scada系统电能损耗计算模型粗糙的问题，进而提高和保障了电网损耗计算的精度。
附图表说明
图1是本发明基于状态估计后潮流分布数据的电网损耗在线计算方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例子仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例一
基于状态估计后潮流分布数据的电网损耗在线计算方法，如图1所示，该方法包含下列步骤：
a、所述电网特为35kv及以上电压等级电网，该电网具有电网调度scada系统，该电网含有m台变压器、n条线路、s个变电站以及h个电容电抗器；
b、从电网调度scada系统接口中，获取状态估计之后电网潮流分布数据中第i条线路的电流ii及第j台变压器的电流ij，第s个变电站的运行状态ss和第h个电容电抗器的运行状态hh，以及电网总的供电量ame；
c、结合电网元件的铭牌参数，离线获取电网中所有变压器的空载损耗、所有高压线路的电晕损耗、所有变电站的站用电损耗和所有电容电抗器的固定损耗，提供电网在线运行元件固定损耗基础数据；
d、计算电网在线运行元件的固定损耗aco
d1、变压器空载损耗a1
式中，atj表示第j台变压器的空载损耗，当ij≠0时、jj＝1，当ij＝0时、jj＝0，j＝1,2，…，m；
d2、高压线路的电晕损耗a2
式中，ali表示第i条线路的电晕损耗，当第i条线路的电压等级低于220kv时，电晕损耗ali＝0；当ii≠0时、li＝1，当ii＝0时、li＝0，i＝1,2，…，n；
d3、变电站站用电损耗a3
式中，ass表示第s个变电站的站用电损耗，当变电站在线运行时，ss＝1，否者ss＝0，s＝1,2，…，s；
d4、电容电抗器损耗a4
式中，ach表示第h个电容或者电抗器损耗，当电容电抗器在线运行时，hh＝1，否者hh＝0，h＝1,2，…，h；
d5、电网在线运行元件的固定损耗aco
aco＝a1+a2+a3+a4
e、计算电网在线运行元件的的可变损耗ava
e1、计算第j台变压器的可变损耗atvj
式中，t表示每两次计算的时间间隔，rtj表示第j台变压器的阻抗参数，
j＝1,2，…，m；
e2、计算第i条线路的可变损耗ali
式中，rli表示第i条线路的阻抗参数，i＝1,2，…，n；
e3、电网的可变损耗ava
f、计算电网的总电能损耗ato
ato＝aco+ava
g、计算电网的损耗率η
实施例二
本实施里所提供的基于状态估计后潮流分布数据的主网电能损耗在线计算方法，在我国某省的某中心城市主网系统中得到了验证。该验证系统有137台变压器，29个电源点，200个负荷点，166条输电线路。
本发明中的基于状态估计后潮流分布数据的主网电能损耗在线计算方法，所述步骤(d)中电网在线运行元件的固定损耗计算包含以下子步骤：
d1、变压器空载损耗a1
式中，atj表示第j台变压器的空载损耗，当ij≠0时、jj＝1，当ij＝0时、jj＝0，j＝1,2，…，m；
d2、高压线路的电晕损耗a2
式中，ali表示第i条线路的电晕损耗，当第i条线路的电压等级低于220kv时，电晕损耗ali＝0；当ii≠0时、li＝1，当ii＝0时、li＝0，i＝1,2，…，n；
d3、变电站站用电损耗a3
式中，ass表示第s个变电站的站用电损耗，当变电站在线运行时，ss＝1，否者ss＝0，s＝1,2，…，s；
d4、电容电抗器损耗a4
式中，ach表示第h个电容或者电抗器损耗，当电容电抗器在线运行时，hh＝1，否者hh＝0，h＝1,2，…，h；
d5、电网的固定损耗aco
aco＝a1+a2+a3+a4
针对实施例中的算例系统，根据所述步骤(b)(c)获得计算数据后，计算得到在线运行设备的固定损耗，得到实施例中被计算电网的固定损耗为161.05兆瓦时。
进一步的，所述步骤(e)中电网可变损耗计算包含以下子步骤：
e1、计算第j台变压器的可变损耗atvj
式中，t表示每两次计算的时间间隔，rtj表示第j台变压器的阻抗参数，j＝1,2，…，m；
e2、计算第i条线路的可变损耗ali
式中，rli表示第i条线路的阻抗参数，i＝1,2，…，n；
e3、电网的可变损耗ava
针对实施例中的算例系统，通过与scada系统进行接口，导出经过状态评估后的潮流分布数据，得到该天系统内各支路24小时的电流情况，结合各支路的电阻情况，理论计算得到该天实例系统中主网的可变损耗为170.53兆瓦时。
进一步，根据本发明提供方法所述步骤(f)(g)，计算得到实施例电网的总共损耗电量为331.58兆瓦时，电网总供电量为29365.98兆瓦时，整个电网的电能损耗率为1.13％。
采用本发明提供方法在线计算得到上述电网损耗结果，为了校验其计算结果的准确性，利用离线软件计算实施例中电网的损耗结果为332.23兆瓦时，电网统计入网电量为29245.96兆瓦时，整个电网的电能损耗率为1.14％。由此可见，本发明基于状态估计后潮流分布数据的主网电能损耗在线计算方法具有良好的精度，有利于开展大规模电网电能损耗计算。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。