一种台区侧业扩报装接入判断方法

本发明属于电力技术领域，涉及业扩报装，为一种台区侧业扩报装接入判断方法。

随着市场经济的迅猛发展，对电力的需求也随之增加，在这种趋势下电力业扩报装业务量得到空前的提升，面对庞大的业务量，电力业报装系统面临严峻的挑战。我国的电力业扩报装系统还不是很成熟，在电力业扩报的速度上无法满足要求，工作效率较低，严重阻碍了电力业的发展。因此，为了解决当今电力行业资源闲置问题、进一步提高业扩报装业务量，对业扩报装接入的研究是尤为必要的关键。

业扩报装工作是用电客户与供电公司建立联系的首要渠道，也是两者建立关系的重要环节，是电力企业组好营销工作的重要手段。电力公司进行营销时，营销数据信息大部分来源于业扩报装部门提供的数据，业扩报装部门对客户的信息进行分析和总结，然后通过信息整理后上传信息，通过这种信息处理方式实现供电企业内部各个部门之间的信息共享。因此，业扩报装工作具有十分重要的意义，是联系客户和供电企业的窗口，关系着电力系统运行管理的质量，关系着电力企业的服务质量和形象。

现有的业扩报装接入判断方法往往采用“一刀切”的形式，即拟申请接入用户的三相功率数据曲线叠加到台区对应三相功率数据曲线上，如果叠加后三相功率数据曲线中的任意一相中，叠加曲线峰值负荷超过额定负荷80％即不可接入。但是，在实际的业扩报装施行中，该方法具有一定的局限性，峰值负荷偶尔有超过80％情况实际是台区可以负荷的，现有方式以孤立数据采样点来判断用户接入对台区运行的整体影响过于严苛，会导致台区经济运行效率低。根据某地电网公司的数据报告显示，某地台区2019年平均可开放容量占比为40.69％，可开放容量裕度较大，轻空载占比较高，台区运行经济效率低下，未充分发挥台区配变的运行效率。

本发明要解决的技术问题是：为解决现存业扩报装接入“一刀切”的判断方法，提供一种基于三阶贝塞尔曲线拟合的台区侧业扩报装接入判断方法。

本发明的技术方案为：一种台区侧业扩报装接入判断方法，包括以下步骤：

1)获取台区三相功率数据，包括台区总三相功率数据与台区现存各行业用户的三相功率数据，功率数据的采样频率为每小时采样1次，功率数据时间长度为1个自然年；

2)数据预处理，对所获取数据中存在的采样时间缺失和功率数据缺失进行填补，并采用局部离因子算法检验经预处理后的数据中是否含有离点，对离点作清除处理；

3)基于步骤2)处理后的数据，计算得到台区总三相功率数据所对应的平滑拟合曲线；

4)计算拟申请接入台区用户三相功率数据所对应的平滑拟合曲线；

5)判断是否允许拟申请接入台区用户接入台区：将拟申请接入台区用户三相功率数据所对应的平滑拟合曲线分别叠加到对应相台区总三相功率数据所对应的平滑拟合曲线，获得接入后台区总三相功率数据所对应的平滑拟合曲线，计算接入前后台区总三相功率数据所对应平滑拟合曲线的大于等于80％负载率时长：若接入后台区总三相功率数据对应的平滑拟合曲线大于等于80％负载率时长不发生改变，则允许拟申请接入台区用户接入，反之，有任何一相平滑拟合曲线大于等于80％负载率时长发生变化，则不允许接入。

进一步的，所述平滑拟合曲线为三阶贝塞尔曲线，对三相功率数据分别进行上包络计算，根据上包络结果进行三阶贝塞尔曲线拟合，获得三相功率数据所对应的三阶贝塞尔曲线。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提出一种新的业扩报装接入判断方法，以接入前后台区80％负载率时长为判断条件，从用户接入对台区的总体运行影响来判断是否允许用户接入，而不是台区是否会出现超过80％负荷的情况为判定条件，只要用户接入后台区负荷情况不超过台区原有负荷情况，哪怕是有部分时间段超过80％也可以的，本发明能够较为全面的评估用户接入对台区的影响，而不是如现有技术那样不允许任何超负荷情况的出现。本发明能够充分发挥台区配变的运行效率，有效利用台区可开放容量。

(2)本发明基于曲线拟合的台区侧业扩报装接入判断方法，尤其适用于处于轻型负载状态的变压器台区，可适量接入更多的用电用户。相对于传统方法而言，能够在一定程度上解决资源闲置问题，提高台区侧变压器的运行状态和利用率。

图1为本发明的台区侧业扩报装接入判断方法的流程图。

图2为本发明方法中数据预处理的流程示意图。

图3为三阶贝塞尔曲线示意图。

图4为本发明实施例中，居民行业用户申请接入台区A相三阶贝塞尔曲线示意图。

图5为本发明实施例中，居民行业用户申请接入台区前后A、B、C三相负载率变化情况。

本发明提供了一种台区侧业扩报装接入判断方法，其实施步骤如下：

1、数据获取

获取台区三相功率数据，包括台区总三相功率数据与各行业用户的三相功率数据。功率数据的采样频率为每小时采样1次，功率数据时间长度为1个自然年。

2、数据预处理

对所获取数据中存在的采样时间缺失和功率数据缺失进行填补，并采用局部离因子算法进行检验数据填补的效果，对离点作清除处理。数据预处理流程如图2所示。

台区三相功率数据缺失主要分为采样时间缺失和功率数据缺失两类，采样时间缺失表现为某相功率数据所对应的采样时间为空值，功率数据缺失表现为某时刻某相功率数据为0。对于采样时间缺失，采取方法为人为进行时间填充，使每一天的采样时间均为00:00、01:00、……、23:00，共计24个采样时刻；对于功率数据缺失，若仅有1个采样时刻下某相的功率数据缺失，则采用该缺失位置前后1个采样点功率数据的平均值进行填充；若有连续m个采样时刻下某相的功率数据缺失，则采用该缺失位置前m个采样点功率数据进行填充。

同时，为了验证功率数据缺失填充的效果，采用局部离因子算法检验经预处理后的数据中的离点。局部离因子算法是基于密度的异常点检验算法，适合于高维数据，核心思想是离点处的密度应该较邻域内其他点的密度小。

局部离因子算法定义了k距离，对于数据点p，在其一个邻域内，将其他点到达点p的距离按从小到大排列的第k个记为k距离；定义可达距离：若邻域内其他点到点p的实际距离小于k距离，则认为该点到达点p的距离为k距离，否则为其实际距离，记为rdist；局部可达密度lrd(p)为邻域内到达p点可达距离平均值∑rdist的倒数，

由局部可达密度可求局部离因子lof(p)，lof(p)为邻域内各点的局部可达密度的均值除以p点的局部可达密度lrd(p)，

lof(p)比值越接近1，说明p的邻域点密度越相近，一般来说，当lof(p)大于3时，认为p点为离点，对离点予以清除处理。

3、计算台区总三相功率数据所对应的三阶贝塞尔曲线

本发明平滑拟合曲线一是为了数据平滑，二是为了数据拟合。因为采集获取的数据是一个小时一个点，为了更加精确地计算时长，通过曲线拟合的方式来获得更多的拟合点，通过数据拟合之后可以达到半个小时或者15分钟一个点，数据平滑及拟合可以更加精确的获得用户负荷曲线，从而在后续步骤中更好地计算负荷达到80％的时长，这样计算更加准确。本发明优先采用三阶贝塞尔曲线。

对台区总的三相功率数据分别进行上包络计算，根据上包络结果进行三阶贝塞尔曲线拟合，获得接入前台区总三相功率数据所对应的三阶贝塞尔曲线。

三阶贝塞尔曲线如图3，其中四个控制点P0(A0,B0)、P1(A1,B1)、P2(A2,B2)、P3(A3,B3)。三阶贝塞尔曲线的数学表达式为：

三阶贝塞尔曲线P(τ)＝(x(τ),y(τ))可以用P(τ)＝(x(τ),y(τ))形式表示，其中x(τ),y(τ)分别为：

x(τ)＝A0(1-τ)3+3A1(1-τ)2τ+3A2(1-τ)τ2+3A3τ3 (4)

y(τ)＝B0(1-τ)3+3B1(1-τ)2τ+3B2(1-τ)τ2+3B3τ3 (5)

曲线任意点的曲率为：

两端点的切线：

由于贝塞尔被分为多段贝塞尔曲线，相邻贝塞尔曲线是连接的。假设相邻两条贝塞尔曲线P(τ),U(τ)，在L点相连，则

P(L)＝U(L),…,P(n)(L)＝U(n)(L) (9)

上述公式为三阶贝塞尔曲线的现有技术，不再详述。

4、计算拟申请接入台区用户三相功率数据所对应的三阶贝塞尔曲线

若用户拟申请接入台区的下属用户存在与拟申请接入台区用户相同类别的用户，则提取该台区下属与拟申请接入台区用户同类别用户的三相功率数据，并计算对应时刻点的三相功率数据平均值，对三相功率数据平均值进行上包络计算，根据上包络结果进行三阶贝塞尔曲线拟合，获得拟申请接入台区用户三相功率数据所对应的三阶贝塞尔曲线；若用户拟申请接入台区的下属用户不存在与拟申请接入台区用户相同类别的用户，则提取该台区方圆5公里内所有台区下属与拟申请接入台区用户同类别用户的三相功率数据，并计算对应时刻点的三相功率数据平均值，对三相功率数据平均值进行上包络计算，根据上包络结果进行三阶贝塞尔曲线拟合，获得拟申请接入台区用户三相功率数据所对应的三阶贝塞尔曲线。

5、判断是否允许拟申请接入台区用户接入台区

将拟申请接入台区用户三相功率数据所对应的三阶贝塞尔曲线分别叠加到对应相台区总三相功率数据所对应的三阶贝塞尔曲线上，获得接入后台区总三相功率数据所对应的三阶贝塞尔曲线，计算接入前后台区总三相功率数据所对应三阶贝塞尔曲线的大于等于80％负载率时长：若接入后三相功率数据三阶贝塞尔曲线大于等于80％负载率时长不发生改变，则允许接入，反之，有任何一相三阶贝塞尔曲线大于等于80％负载率时长发生变化，则不允许接入。

图4为一个实施例，显示了某居民行业用户申请接入台区的各A相三阶贝塞尔曲线。

图5为居民行业用户申请接入台区前后A、B、C三相负载率变化情况。根据图5可知，居民用户接入后并没有影响大于等于80％负载率时长，因此允许居民用户接入拟申请台区。

本发明通过计算负荷时长变化来判断判断用户接入前后台区负荷情况，而不是以单独某个时间点的负荷变化作为判断依据，贝赛尔曲线是数据处理的辅助，有利于数据准确性，在不脱离本发明设计思路范畴下还可以采用其他具有同样功能替代手段，均属于本发明的保护范围。