一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法
【专利摘要】本发明涉及一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法，所述方法包括(1)建立用于三相不平衡扰动源定位的等值电路图；(2)计算上、下游侧在公共连接点产生的负序电压；(3)基于向量投影法计算负序电压所贡献的不平衡指标；(4)不平衡源的定位。本发明能够仅根据公共连接点测量得到的三相电压、电流数据，有效定位电力系统中三相不平衡扰动源的位置；基于上、下游侧在公共连接点所产生的负序电压相量的投影的方法判断三相不平衡扰动源位置，方法易于理解，简单易行。
【专利说明】一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种定位方法，具体讲涉及一种电力系统三相不平衡扰动源定位方 法。
【背景技术】
[0002] 国家标准GB-T15543-2008对"三相电压不平衡"作了如下规定：电网正常运行 时，负序电压不平衡度不超过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%。
[0003] 电力系统的电压不平衡一般是由供电环节的不平衡和用电环节的不平衡共同造 成。供电环节即发、输、变、配电环节，其中所涉及的三相元件均可导致电压不平衡；用电环 节的不平衡主要由系统中的各类不平衡负荷引起，如电铁、电弧炉以及家用单相负荷等。电 力系统中单相负荷在各相之间的分布不均匀以及不对称传输线路的不完全换相是电压不 平衡产生的两个主要因素。
[0004] 当电力系统处于三相不平衡运行状态时，电压和电流中所含的负序分量将对电气 设备产生诸多不良影响，如引起电动机的附加发热、降低电动机效率；使变压器局部过热， 缩短绝缘寿命；增加输电线路的附加功率损耗、降低电力系统运行的经济性等；另外，负序 分量偏大还可导致电力系统的保护和自动装置误动作，威胁电力系统的安全运行。当系统 在正常运行状态下的公共连接点电压不平衡度超过国标规定时，如何判定三相不平衡扰动 源的位置，对采取进一步的治理措施尤为重要。
[0005] 目前国内外在三相不平衡方面的研究，主要集中在不平衡问题的起因、影响以及 相关的标准、定义和治理措施等方面，但在如何寻找系统中存在的不平衡源涉及较少。只有 有效的确定出不平衡的源头，才可有针对性的采取合理的治理措施。目前在各类电能质量 问题中，谐波、电压暂降源的定位已有较多的研究，但对不平衡源的定位研究还很少。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明提出了一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法， 确定电力系统中不平衡扰动源所在位置的方法主要包括下述步骤：建立三相不平衡扰动源 定位等值电路图，计算上、下游侧在公共连接点产生的负序电压，基于向量投影法计算负序 电压所贡献的不平衡指标和不平衡源的定位。
[0007] 本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
[0008] -种电力系统三相不平衡扰动源定位方法，其改进之处在于，所述方法包括
[0009] (1)建立用于三相不平衡扰动源定位的等值电路图；
[0010] (2)计算上、下游侧在公共连接点产生的负序电压；
[0011] (3)基于向量投影法计算负序电压所贡献的不平衡指标；
[0012] (4)不平衡源的定位。
[0013] 优选的，所述步骤（1)包括将系统侧的背景不平衡电压等效为负序电压源，将不 对称负荷产生的不平衡电流等效为负序电流源，判定公共连接点不平衡扰动源位置，建立 等值电路图。
[0014] 进一步地，所述等值电路图中P为公共连接点，为上游侧的等效负序电压源、 Zs2为上游侧的等效负序阻抗；}i2为下游侧的等效负序电流源，Zu为下游侧的等效负序阻 抗；
[0015] 所述公共连接点的不平衡电压由上游侧不平衡源和下游侧不平衡源共同作用产 生；
[0016] 所述上游侧的不平衡源包括供电系统中的不平衡以及输电线路不平衡的影响，为 系统中的背景不平衡电压，将其对负序的影响等效为戴维南等值电路；
[0017] 所述下游侧的不平衡影响因素为负荷不平衡和其他设备的不平衡，将其等效为负 序电流源。
[0018] 优选的，所述步骤（2)包括
[0019] (2. 1)上游侧的不平衡源单独作用时，在P点产生的负序电压色为
【权利要求】
1. 一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法，其特征在于，所述方法包括 (1) 建立用于三相不平衡扰动源定位的等值电路图； (2) 计算上、下游侧在公共连接点产生的负序电压； (3) 基于向量投影法计算负序电压所贡献的不平衡指标； (4) 不平衡源的定位。
2. 如权利要求1所述的一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法，其特征在于，所述 步骤（1)包括将系统侧的背景不平衡电压等效为负序电压源，将不对称负荷产生的不平衡 电流等效为负序电流源，判定公共连接点不平衡扰动源位置，建立等值电路图。
3. 如权利要求2所述的一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法，其特征在于，所述 等值电路图中P为公共连接点，倉52:为上游侧的等效负序电压源、Zs2为上游侧的等效负序阻 抗；Lr为下游侧的等效负序电流源，Zu为下游侧的等效负序阻抗； 所述公共连接点的不平衡电压由上游侧不平衡源和下游侧不平衡源共同作用产生； 所述上游侧的不平衡源包括供电系统中的不平衡以及输电线路不平衡的影响，为系统 中的背景不平衡电压，将其对负序的影响等效为戴维南等值电路； 所述下游侧的不平衡影响因素为负荷不平衡和其他设备的不平衡，将其等效为负序电 流源。
4. 如权利要求1所述的一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法，其特征在于，所述 步骤⑵包括 (2. 1)上游侧的不平衡源单独作用时，在P点产生的负序电压为
其中，P点的三相电压和电流通过测量获得，根据对称分量法，得出正、负、零序电压 4、化、l)e:和正、负、零序电流力、乙、V， U1 根据电压和电流的正序分量计算出负荷的正序阻抗Zu为A1 fS U1 由负荷的负序阻抗Zu和正序阻抗相等可得= = 计算出p点上游侧的负序戴维南等值电路参数和zS2，求出上游侧的不平衡源在P点 产生的负序电压& (2. 2)P点的不平衡电压由上游侧不平衡源和下游侧不平衡源共同作用产生，计算得到 下游侧不平衡源在P点产生的负序电压为&&-: = & - 。
5. 如权利要求1所述的一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法，其特征在于，所述 步骤（3)包括基于上、下游侧在公共连接点所产生的负序电压相量的投影关系，计算上、下 游侧在公共连接点产生的负序电压所贡献的不平衡指标。
6. 如权利要求4或5所述的一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法，其特征在于，根 据上游侧不平衡源在P点产生的负序电压和下游侧不平衡源在P点产生的负序电压在1?-上的投影分别计算出上游侧和下游侧对P点负序电压的贡献，根据相量的投影关系建立计 算负序电压所贡献的不平衡指标为
其中，UFupside为上游侧不平衡指标，UFdmmside为下游侧不平衡指标。
7. 如权利要求1所述的一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法，其特征在于，所述 步骤（4)包括基于负序电压所贡献的不平衡指标定位三相不平衡扰动源所在的位置。
8. 如权利要求6所述的一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法，其特征在于，所述 根据负序电压所贡献的上游侧不平衡指标和下游侧不平衡指标，比较上游侧不平衡源和下 游侧不平衡源对P点负序电压的贡献； 当UFupside >>UFdwmside时，上游侧的不平衡源占主导地位，从上游侧定位不平衡源并采 取措施； 当UFupside <<UFdwnside时，下游侧不平衡源发挥主导作用，从下游侧继续寻找不平衡源 头并采取治理措施。
9. 如权利要求7所述的一种电力系统三相不平衡扰动源定位方法，其特征在于，所述 根据负序电压所贡献的上游侧不平衡指标和下游侧不平衡指标，比较上游侧不平衡源和下 游侧不平衡源对P点负序电压的贡献； 当UFupside >>UFdwmside时，上游侧的不平衡源占主导地位，从上游侧定位不平衡源并采 取措施； 当UFupside <<UFdwnside时，下游侧不平衡源发挥主导作用，从下游侧继续寻找不平衡源 头并采取治理措施。
【文档编号】G01R31/08GK104316837SQ201410590044
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】王同勋, 刘颖英, 渠通, 孙媛媛, 李培鑫 申请人:国家电网公司, 国网智能电网研究院, 山东大学