一种电网三相不平衡研判方法、系统及配变终端与流程

1.本发明涉及一种电网三相不平衡研判方法、系统及配变终端，属于电力系统技术领域。


背景技术：

2.三相不平衡是电能质量的一个重要指标，虽然影响电力系统的因素有很多，但正常性不平衡的情况大多是因为三相元件、线路参数或负荷不对称。由于三相负荷的因素是不一定的，所以供电点的三相电压和电流极易出现不平衡的现象，损耗线路。不仅如此，其对供电点上的电动机也会造成不利的影响，危害电动机的正常运行。因此，如果三相不平衡超过了配电网可以承受的范围，那么整体的电力系统的安全运行就会受到影响。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电网三相不平衡研判方法、系统及配变终端，能够对电网三相不平衡进行及时研判，促进电力系统稳定运行。
4.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：第一方面，本发明提供了一种电网三相不平衡研判方法，所述方法包括：根据预生成的电网拓扑采集负载侧电网实时参数；根据负载侧电网实时参数计算电网三相不平衡度；将计算获取的电网三相不平衡度与设定的三相允许不平衡度进行比较；根据比较结果输出电网三相不平衡研判结果。
5.结合第一方面，进一步地，所述负载侧电网实时参数通过设置于负载侧的电能表采集获取。
6.结合第一方面，进一步地，所述电网拓扑通过对电网拓扑进行识别生成的初级拓扑文件获取。
7.结合第一方面，进一步地，所述三相允许不平衡度包括gb/t15543-2008《三相电压允许不平衡度》规定的三相允许不平衡度。
8.结合第一方面，进一步地，所述方法还包括：当电网三相不平衡时，生成相应故障分析报告并反馈至主站，所述故障分析报告包括故障原因及故障地点。
9.第二方面，本发明提供一种配变终端，包括：采集模块：用于根据预生成的电网拓扑采集负载侧电网实时参数；交采模块：用于根据负载侧电网实时参数计算电网三相不平衡度；研判模块：用于将计算获取的电网三相不平衡度与设定的三相允许不平衡度进行比较，根据比较结果输出电网三相不平衡研判结果。
10.结合第二方面，进一步地，所述配变终端还包括：拓扑识别模块：用于识别电网拓扑，生成初级拓扑文件。
11.第三方面，本发明还提供了一种配变终端，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行第一方面任一项所述方法的步骤。
12.第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述方法的步骤。
13.第五方面，本发明提供了一种电网三相不平衡研判系统，包括配变终端，所述配变终端连接于三相电网进线开关出线端，所述配变终端配置有拓扑识别模块、抄表模块、交采模块和研判模块；所述拓扑识别模块被配置为识别电网拓扑，生成初级拓扑文件；所述抄表模块被配置为根据初级拓扑文件中的电网拓扑采集负载侧电能表的电网实时参数；所述交采模块被配置为根据电网实时参数计算电网三相不平衡度；研判模块被配置为将交采模块计算获取的电网三相不平衡度与设定的三相允许不平衡度进行比较，根据比较结果输出电网三相不平衡研判结果。
14.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：提供了一种电网三相不平衡研判方法、系统及配变终端，根据预生成的电网拓扑采集负载侧电网实时参数，根据负载侧电网实时参数计算电网三相不平衡度，将计算获取的电网三相不平衡度与设定的三相允许不平衡度进行比较；根据比较结果输出电网三相不平衡研判结果，能够对电网三相不平衡进行及时研判，减少不必要的电能损耗以及降低设备的损害，提升电能利用率，为配电网改造建设方案提供安全、稳定运行环境。
附图说明
15.图1是本发明实施例提供的一种配变终端与电网的连接结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
17.实施例一：本发明实施例提供了一种电网三相不平衡研判方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：根据预生成的电网拓扑采集负载侧电网实时参数；在本发明实施例中，电网拓扑可以通过采用预构建的拓扑自动识别app（注入式）识别获取，识别完成后生成初级拓扑文件。后续使用过程中，可通过调用初级拓扑文件直接读取电网拓扑。
18.负载侧电网实时参数可以通过设置于负载侧的电能表采集获取，对于不同的电能表所能够获取的负载侧电网实时参数会有所不同，包括电网电压（三相电网相电压、三相电网电压频率、三相电网电压畸变率），电网电流（电网侧三相电流有效值、电网侧功率因数、电网侧三相电流畸变率），负载电流（负载侧三相电流有效值、负载侧功率因数、负载侧三相电流畸变率），视在功率，有功功率，无功功率等数值。
19.步骤二：根据负载侧电网实时参数计算电网三相不平衡度；在本发明实施例中，获取负载侧电网实时参数的主要目的是用于计算电网三相不
平衡度，现行的三相不平衡度计算包括三相电流不平衡度计算和三相电压不平衡度计算，常用计算公式分别如下：三相电流不平衡度计算公式：式中：piur为三相电流不平衡度，ia、ib、ic为相电流有效值，i
pavg
是三相相电流平均值。
20.三相电压不平衡度计算公式：式中：pvur为三相电压不平衡度，va、vb、vc为相电压有效值，v
pavg
为三相相电压平均值。
21.根据上述计算公式可知，如需计算三相电压不平衡度，所采集的负载侧电网实时参数至少应包括a相电压、b相电压、c相电压数值；如需计算三相电流不平衡度，所采集的负载侧电网实时参数至少应包括a相电流、b相电流、c相电流数值。
22.步骤三：将计算获取的电网三相不平衡度与设定的三相允许不平衡度进行比较，根据比较结果输出电网三相不平衡研判结果。
23.所述三相允许不平衡度包括gb/t15543-2008《三相电压允许不平衡度》规定的三相允许不平衡度。gb/t15543-2008《三相电压允许不平衡度》规定电网正常运行时，负序电压不平衡不超过2%，短时不超过4%。接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡度允许值一般为1.3%，短时不超过2.6%。这样电能实际的情况就可以在具体测试项目上直观的体现。这里就存在我们需要监控的测试项目：正序电压/电流，负序电压/电流，零序电压/电流，以及电压电流正序不平衡度，电压电流负序不平衡度，电压电流零序不平衡度。
24.步骤四：当电网三相不平衡时，生成相应故障分析报告并反馈至主站，所述故障分析报告包括故障原因及故障地点。
25.现对三相不平衡故障原因的几种情况分析如下：1、如果一相断线但未接地或断路器一相未接通，会造成电压互感器保险丝熔断，致使三相参数不对称。上一电压等级线路一相断线时，下一电压等级的电压表现为三个相电压都降低，其中一相较低，另两相较高但二者电压值接近。本级线路断线时，断线相电压为零，未断线相电压仍为相电压。该现象故障类型为断线故障。
26.2、当线路一相断线并单相接地时，虽引起三相电压不平衡，但接地后电压值不改变。单相接地分为金属性接地和非金属性接地两种。金属性接地，故障相电压为零或接近零，非故障相电压升高1.732倍，且持久不变；非金属性接地，接地相电压不为零而是降低为某一数值，其他两相升高不到1.732倍。该现象故障类型为接地故障。
27.3、随着工业的飞速发展，非线性电力负荷大量增加，某些负荷不仅产生谐波，还引起供电电压波动与闪变，甚至引起三相电压不平衡。谐振引起三相电压不平衡有两种：（1）基频谐振，特征类似于单相接地，即一相电压降低，另两相电压升高，查找故障原因时不易
找到故障点，此时可检查特殊用户，若不是接地原因，可能就是谐振引起的。（2）分频谐振或高频谐振，特征是三相电压同时升高。另外，还要注意，空投母线切除部分线路或单相接地故障消失时，如出现接地信号，且一相、两相或三相电压超过线电压，电压表指针打到头，并同时缓慢移动，或三相电压轮流升高超过线电压，遇到这种情况，一般均属谐振引起。
28.4、在接电的时候没有注意到要控制三相负荷平衡，盲目和随意的进行电路的接电荷装表，这在很大程度上造成了三相负荷的不平衡。其次，我国的大多数电路都是动力和照明混为一体的，所以在使用单相的用电设备时，用电的效率就会降低，这样的差异进一步加剧了配电变压器三相负荷的不平衡状况。这属于三相负荷的不合理分配所导致。
29.本发明实施例提供的电网三相不平衡研判方法能够对电网三相不平衡进行及时研判，减少不必要的电能损耗以及降低设备的损害，提升电能利用率，为配电网改造建设方案提供安全、稳定运行环境。需要说明的是，上述方法步骤均可以通过一个app或多个app组合实现。
30.实施例二：本发明提供一种配变终端，能够用于实现实施例一所述的方法步骤，所述配变终端包括：采集模块：用于根据预生成的电网拓扑采集负载侧电网实时参数；交采模块：用于根据负载侧电网实时参数计算电网三相不平衡度；研判模块：用于将计算获取的电网三相不平衡度与设定的三相允许不平衡度进行比较，根据比较结果输出电网三相不平衡研判结果。
31.为便于识别电网拓扑，所述配变终端还包括：拓扑识别模块：用于识别电网拓扑，生成初级拓扑文件。
32.对于各模块实现各方法步骤的细节可参见实施例一，由于采用了与实施例一相同的技术构思，本发明实施例提供的配变终端也能够产生与实施例一相同的技术效果，在此不作赘述。
33.实施例三：本发明还提供了一种配变终端，能够用于实现实施例一所述的方法步骤，所述配变终端包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行实施例一任一项所述方法的步骤。
34.各方法步骤的细节可参见实施例一，由于采用了与实施例一相同的技术构思，本发明实施例提供的配变终端也能够产生与实施例一相同的技术效果，在此不作赘述。
35.实施例四：本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例一任一项所述方法的步骤。
36.各方法步骤的细节可参见实施例一，由于采用了与实施例一相同的技术构思，将本发明实施例提供算机可读存储介质应用于配变终端上，也能够产生与实施例一相同的技术效果，在此不作赘述。
37.实施例五：如图1所示，本发明实施例提供了一种电网三相不平衡研判系统，包括配变终端，
所述配变终端连接于三相电网进线开关出线端，所述配变终端配置有拓扑识别模块、抄表模块、交采模块和研判模块；所述拓扑识别模块被配置为识别电网拓扑，生成初级拓扑文件；所述抄表模块被配置为根据初级拓扑文件中的电网拓扑采集负载侧电能表的电网实时参数；所述交采模块被配置为根据电网实时参数计算电网三相不平衡度；研判模块被配置为将交采模块计算获取的电网三相不平衡度与设定的三相允许不平衡度进行比较，根据比较结果输出电网三相不平衡研判结果。
38.本发明实施例中各模块的功能均可以通过一个或多个app组合实现，如拓扑识别模块可以采用拓扑自动识别app（注入式），抄表模块可以采用末端抄表识别app，交采模块可以采用交采app，同理，研判模块也可以采用相应的app。各模块实现各方法步骤的细节可参见实施例一，由于采用了与实施例一相同的技术构思，本发明实施例提供的电网三相不平衡研判系统也能够产生与实施例一相同的技术效果，在此不作赘述。
39.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
40.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
41.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
42.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
43.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。