[发明专利]一种基于频谱分析的电力用户相位识别方法

说明书

本发明涉及一种基于频谱分析的电力用户相位识别方法，采用频谱分析技术，如傅利叶变换和反变换或小波分解和重构，对变压器台区下的用户电表用电量数据和变压器每个相位用电量数据进行分析计算，获得其时域数据高频分量的差值，或用电量差值的时域数据高频分量，再计算用户电表的特征值，排序后取前若干个，提取对应周期的时域数据高频分量的差值或用电量差值的时域数据高频分量构成特征集合，最后根据特征集合利用相关性分析方法获得超过指定阈值的最大的相似度值，以此判断用户电表所属相位。本发明无需对用户智能电表和抄表方式进行任何改造，只需用电量数据即可较为准确的判断用户所属相位，且用电量数据越多，识别率越高，便于推广应用。

技术领域

本发明属于电气工程(电力系统)领域，特别涉及一种基于频谱分析的电力用户相位识别方法。

背景技术

发电厂产生三相交流电压，为向家庭或建筑物供电，需通过变压器逐步降压。当最后分配电力到低压用户时，每个低压变压器供电约几十户到几百户。然而，低压用户使用的电力是单相的，每个低压用户都连接到低压变压器的三相之一：A相，B相或C相。

低压变压器三个相位上连接的低压用户负荷随时间变化不断波动，如果三相负荷差异较大，即三相负载不对称，会造成变压器损耗增大，严重时会危及用电安全。因此，需要定期检查变压器三相用户的负荷情况，必要时需要对低压用户的相位进行调整。

对低压用户相位进行调整的前提是知道低压用户所属的相位。目前国内的低压用户电表抄表方式包括有线和无线两大类，无线抄表的用户占低压用户总数的三分之一以上。无线抄表的低压用户无法获得其所属的变压器相位，如果将无线抄表方式更换为有线抄表方式，成本巨大。因此，如何识别无线抄表低压用户的相位，对变压器的稳定运行至关重要。

现有的技术方案，多采用人力现场观察确定或采用相位识别仪等专业仪器。使用人力现场观察确定，存在工程量巨大，耗时耗力，检查的准确性和效率较差等问题；而用专业的相位识别仪器多数基于载波通信技术和电流脉冲技术。对于载波通信技术而言，由于载波信号会在台变或电缆内跨相耦合，使得在某一相加载信息后，其他两相也可以接收到，即存在“信号串相”问题。对于电流脉冲技术而言，需要在变压器出线端安装电流互感器，操作上存在一定安全隐患，且可控制性差。而且使用专业仪器会增加电力监控管理设备的投入成本，增加电网的运维管理投入。所以目前亟需一种操作简单，且行之有效的相位识别方法。

公开号为107147430A的专利提供了一种基于载波通信的电力相位识别方法。方法要求一报文发送设备，存在硬件及其维护成本，同时也存在部署工程量大等问题。

公开号为107271946A的专利提供了一种利用智能电能表采集的电压与一致相位电能表的几个时刻的电压值做线性相关运算来确定相位的电能表相位识别方法。该方法要求用户的智能电表必须采集电压数据，并且对时间的精度要求较高，即需要同时采集变压器关口表和用户电表的电压读数，通过电压的相关性进行判断。国内低压用户的智能电表虽然具有采集电压读数的功能，但在电力系统的实际运行中，该数据并未采集和保存，低压用户智能电表采集并保存的数据通常只有用电量(电表读数)。并且，大多数低压用户智能电表也无法保证数据采集时间的准确性。总体来说，该方法缺乏实用性。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于频谱分析的电力用户相位识别方法，该方法只需采集变压器关口表每个相位和低压用户智能电表的用电量，即可较为准确的识别低压用户所属变压器相位。采集的用电量数据越多，识别率越高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于频谱分析的电力用户相位识别方法，包括以下步骤：

1)采集第i周期变压器关口表电表每一相位p的电量数据tm_i,p，p∈{A,B,C}，和每一用户电表j的电量数据um_i,j，j＝1,2,...,K，按T个周期汇总得如下集合：