一种电力系统台区三相不平衡的监测方法和监测系统与流程

本发明属于电力技术领域，具体涉及一种电力系统台区三相不平衡的监测方法和监测系统。

背景技术：

随着科学技术的发展，人们对电能的需求日益提高，同时对电能质量的要求也越来越高。通常使用频率、偏移、闪变、塌陷、尖峰、谐波、三相不平衡度和高频干扰等指标来表示电能质量，三相不平衡度属于电能质量重要指标。系统故障、系统元件参数不对称、负荷不对称等均会导致系统三相不平衡。但是，系统的三相不平衡度超过一定范围时，会导致电力系统y联接补偿电容器的参数变化，并引发系统三相不平衡，进而对电容器中性点零序电压保护产生不利影响，影响电力系统的安全运行。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种电力系统台区三相不平衡的监测方法。

本发明的第二目的是提供一种电力系统台区三相不平衡的监测系统。

为实现上述的第一目的，本发明提供的电力系统台区三相不平衡的监测方法包括s1，设置数据查询时间间隔；s2，发送数据查询命令至智能终端并记录开始时间；s3，通过gprs网络获取智能终端所采集的监测数据；s4，将监测数据存储至数据库，并将监测数据显示于前端设备的屏幕；s5，根据监测数据中的终端数据判断智能终端是否正常工作，如是，则执行步骤s6；s6，判断当前日期是否为当前月份的第1日，如是，读取上一个月份的监测数据中的电力数据，电力数据包括当月的越限日的天数、三相不平衡度及变压器负载率，根据电力数据计算当月的三相不平衡度均值及变压器月负载率均值，一天内的三相不平衡度大于三相不平衡度门槛值的持续时间不小于一小时为越限日；s7，判断电力系统的变压器月负载率均值及月越限日数值是否均大于预设值，如是，则在屏幕显示该台区该月三相不平衡考核不合格告警信息如否,则在屏幕显示该台区该月三相不平衡考核合格的信息；s8，记录当前时间，判断当前时间与开始时间的间隔是否达到数据查询时间间隔，如是，则执行步骤s2至步骤s8。

由上述方案可见，通过读取上一个月的监测数据以判断电力系统的三相不平衡，保证电力系统稳定运行。

为实现上述的第二目的，本发明提供的电力系统台区三相不平衡的监测系统包括前端设备，前端设备的屏幕用于显示监测数据；智能终端，智能终端的数据采集模块用于采集监测数据，智能终端的换相装置用于换相，智能终端在三相不平衡超过预设值时，计算最优换相指令并发送给换相装置进行换相；数据控制系统，数据控制系统包括数据处理模块和定值参数设置模块，数据处理模块通过gprs网络获取来自智能终端的监测数据，数据处理模块执行监测方法的步骤s5至步骤s7，数据处理模块亦判断电力系统的三相不平衡度是否超出预设值，定值参数设置模块用于设置监测参数。

智能终端在三相不平衡超过预设值时,建立以三相电流不平衡度最小和换相过程中三相负荷换相开关切换次数最少为目标的多目标最优换相模型，使用遗传算法得到最优换相指令，下发给换相开关。

基于遗传算法的最优换相指令算法如下：

换相节点的连接方案有三种，投切到a相(1)，b相(2)或c相(3)。在遗传算法中，种群中的每一个个体为在[1,3]间随机产生的整数，代表换相节点的连接方案号。遗传算法主要步骤包括种群初始化、交叉、变异和选择操作。

a.种群初始化

在[1,3]间产生初始种群，种群大小为n。

b.交叉操作

将种群两两分组，随机产生两个整数r1、r2，确定两个位置，对两位置的中间数据进行交叉。假设r1<r2，则

a(i)＝round(c*a(i)+(1-c)*b(i))；

b(i)＝round(c*b(i)+(1-c)*a(i))；

i＝r1,r1+1,r1+2，...r2

c＝rand,round指取整。

c.变异操作

对种群中的每一个个体，随机选择一个位置，计算该位置分别取1、2、3数值时的适应度值，该位置变异为使适应度值大的那个数值。

d.选择操作，在原种群，经交叉和变异的种群内选择n个适应度值最大的个体，作为新一代种群。如此迭代，直到满足迭代次数。

由上述方案可见，通过读取上一个月的监测数据以判断电力系统的三相不平衡，保证电力系统稳定运行。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明所述的一种电力系统台区三相不平衡的监测方法的流程图。

图2是本发明所述的一种电力系统台区三相不平衡的监测方法中的判断当天是否为越限日的流程图。

图3是基于遗传算法的最优换相指令计算流程图。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1,，本实施例的电力系统台区三相不平衡的监测方法包括s1，设置数据查询时间间隔；s2，发送数据查询命令至智能终端并记录开始时间；s3，通过gprs网络获取智能终端所采集的监测数据；s4，将监测数据存储至数据库，并将监测数据显示于前端设备的屏幕；s5，根据监测数据中的终端数据判断智能终端是否正常工作，如是，则执行步骤s6；s6，判断当前日期是否为当前月份的第1日，如是，读取上一个月份的监测数据中的电力数据，电力数据包括当月的越限日的天数、三相不平衡度及变压器负载率，根据电力数据计算当月的三相不平衡度均值及变压器月负载率均值，一天内的三相不平衡度大于三相不平衡度门槛值的持续时间不小于一小时为越限日；s7，判断电力系统的变压器月负载率均值与月越限日数值是否均大于预设值，如是，则在屏幕显示该台区该月三相不平衡考核不合格告警信息；如否,则在屏幕显示该台区该月三相不平衡考核合格的信息，月越限日数值为当月的越限日的天数；s8，记录当前时间，判断当前时间与开始时间的间隔是否达到数据查询时间间隔，如是，则执行步骤s2至步骤s8。在步骤s5中的判断结果如为否，则在屏幕显示警告信息，随即执行步骤s8。在步骤s6中的判断结果如为否，则执行步骤s8。在步骤s8中的判断结果如为否，则执行步骤s8。

在步骤s7中，通过变压器月负载率均值与月越限日数值而判断电力系统的三相不平衡度，20％是变压器月负载率均值的预设值，如变压器月负载率均值大于20％且月越限日数值大于预设值，则在屏幕显示该月该台区三相不平衡考核不合格信息；如变压器月负载率均值与月越限日数值中的至少一个不大于预设值，则显示该月该台区三相不平衡考核合格信息后执行步骤s8。

参见图2，判断当天是否为越限日的方法如下：

s100，记录判断开始时间后开始采集配变变压器的三相电流值；s200，根据三相电流值计算三相电流不平衡度；s300，若三相电流不平衡度大于三相不平衡度门槛值且当前判断时间与判断开始时间的时间间隔不小于一小时，则当天为越限日，并在存储器中进行记录。在步骤s300中，若三相电流不平衡度小于三相不平衡度门槛值，则执行步骤s100。在步骤s300中，若当前判断时间与判断开始时间的时间间隔小于一小时，则执行步骤s100。存储器可记录监测数据，存储器布置于智能终端。判断当天是否为越限日的方法由智能终端执行，月越限日的数据存储在存储器中，数据控制系统通过gprs网络发送数据获取命令至智能终端，智能终端随后通过gprs网络发送月越限日的数据至数据控制系统。

电力系统台区三相不平衡的监测系统包括前端设备，前端设备的屏幕用于显示监测数据；智能终端，智能终端的数据采集模块用于采集监测数据，前端界面显示于屏幕，智能终端的换相装置用于换相，智能终端在三相不平衡超过预设值时，计算最优换相指令并发送给换相装置进行换相；数据控制系统，数据控制系统包括数据处理模块和定值参数设置模块，数据处理模块通过gprs网络获取来自智能终端的监测数据，数据处理模块执行监控方法的步骤s5至步骤s7，数据处理模块亦判断电力系统的三相不平衡度是否超出预设值，定值参数设置模块用于设置监测参数。

智能终端在三相不平衡超过预设值时,建立以三相电流不平衡度最小和换相过程中三相负荷换相开关切换次数最少为目标的多目标最优换相模型，使用遗传算法得到最优换相指令，下发给换相开关。

参见图3，基于遗传算法的最优换相指令算法如下：

换相节点的连接方案有三种，投切到a相(1)，b相(2)或c相(3)。在遗传算法中，种群中的每一个个体为在[1,3]间随机产生的整数，代表换相节点的连接方案号。遗传算法主要步骤包括种群初始化、交叉、变异和选择操作。

a.种群初始化

在[1,3]间产生初始种群，种群大小为n。

b.交叉操作

将种群两两分组，随机产生两个整数r1、r2，确定两个位置，对两位置的中间数据进行交叉。假设r1<r2，则

a(i)＝round(c*a(i)+(1-c)*b(i))；

b(i)＝round(c*b(i)+(1-c)*a(i))；

i＝r1,r1+1,r1+2，...r2

c＝rand,round指取整。

c.变异操作

对种群中的每一个个体，随机选择一个位置，计算该位置分别取1、2、3数值时的适应度值，该位置变异为使适应度值大的那个数值。

d.选择操作，在原种群，经交叉和变异的种群内选择n个适应度值最大的个体，作为新一代种群。如此迭代，直到满足迭代次数。

前端设备包括数据显示模块、历史数据查询模块、事件告警模块、台区考核模块、地理位置信息模块，数据显示模块用于收集三相电压、三相电流、不平衡度、变压器负载率，历史数据查询模块用于查询指定时间段内的台区三相不平衡信息，事件告警模块用于对智能终端发生的异常进行实时告警，台区考核模块用于查询每月的三相不平衡度均值、变压器月负载率均值及月越限日，用户可通过台区考核模块而考核电力系统台区的三相不平衡度，地理位置信息模块用于确定智能终端的安装位置。

前端设备包括第一控制单元，智能终端包括第二控制单元，数据控制系统包括第三控制单元，第一控制单元将监测数据与告警信息显示于屏幕，前端设备的操作系统可以为windows系统，windows系统的时间与日期即为本发明所使用的时间与日期。

通过读取上一个月的监测数据以判断电力系统台区三相不平衡，保证电力系统稳定运行。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。