一种低压台区有功率倒送下三相不平衡度计算方法及系统与流程

本发明涉及电力系统领域，特别是一种低压台区有功率倒送下三相不平衡度计算方法及系统。

背景技术：

1、配电网中存在长期的三相不平衡现象，而随着分布式电源大规模接入低压配电网，该不平衡现象可能得到缓解或加剧，甚至可能导致单相或几相功率倒送的情况。因此，评价电能质量的主要指标之一，即三相不平衡度，至关重要。

2、目前常见的计算电流不平衡度方法主要有两类：对称分量分解法和电流有效值估算法。对称分量分解法通过对称分量分解将三相电流分解为负序分量、零序分量和正序分量；通常采用负序分量或零序分量与正序分量的比值作为不平衡度计算结果；该方法在我国的国家标准gb/t15543和国际电工委员会的iec-61000-4-27标准中得到应用；但是，该方法需要采集各相电流的幅值与相位信息，并进行复杂的相量计算。由于设备量测能力的限制，该方法在低压配电台区应用程度较低。

3、电流有效值估算法则通过三相电流的最大相电流有效值、最小相电流有效值和平均相电流有效值进行估算。美国ieee相关标准采用了这种方法，其计算简便，且在低压配电台区可以直接测量电流有效值。然而，由于存在多种计算公式且各公式得到的计算结果不同，该方法存在数值难以统一和误差较大的问题。

4、在面对单相或几相功率倒送的情况时，对称分量分解法所分解出的电流正序分量可能很低，导致计算结果的数值差异较大。而电流有效值估算法则未考虑电流有效值为负数的情况，导致计算存在争议，并可能得出与对称分量法结论相反的结果。因此，迫切需要开发一种面向低压配电台区，能在有功率倒送的情况下计算三相不平衡度的方法，以提高对低压配电网电流不平衡程度的精确评估。

技术实现思路

1、鉴于现有的三相不平衡度计算存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明所要解决的问题在于如何提高在有功率倒送情况下表征低压配电网电流不平衡程度的精度。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明实施例提供了一种低压台区有功率倒送下三相不平衡度计算方法，其包括，获取各节点电表量的三相电流有效值数据，定义三相电流有效值平均数，并采用均方根归一化方法定义三相电流有效值基准值；通过改进的对称分量法计算电流不平衡度与电流有效值计算电流不平衡度进行对比，并修正三相电流不平衡度；通过建立潮流返送场景并与国标规定的对称分量法不平衡度法进行对比，验证修正后电流有效值计算三相电流不平衡度方法的准确性和有效性；将修正电流有效值计算三相电流不平衡度整合到配电变压器监测终端出口中，并根据监测的三相电流幅值实时判断节点是否存在三相电流不平衡。

5、作为本发明所述低压台区有功率倒送下三相不平衡度计算方法的一种优选方案，其中：所述定义三相电流有效值平均数的具体公式如下：

6、

7、其中，iave为三相电流有效值平均数，ia为a相电流幅值，ib为b相电流幅值，ic为c相电流幅值。

8、所述三相电流有效值基准值的具体公式如下：

9、

10、其中，ibsc为三相电流有效值基准值，ia为a相电流幅值，ib为b相电流幅值，ic为c相电流幅值。

11、作为本发明所述低压台区有功率倒送下三相不平衡度计算方法的一种优选方案，其中：所述电流有效值计算三相电流不平衡度的相关计算公式如下：

12、

13、

14、其中，δ1为中间变量，ibsc为三相电流有效值基准值，三相电流有效值平均数，ia为a相电流相位幅值，ib为b相电流相位幅值，ic为c相电流相位幅值，δ2为三相电流不平衡度。

15、作为本发明所述低压台区有功率倒送下三相不平衡度计算方法的一种优选方案，其中：所述改进的对称分量法计算电流不平衡度的具体公式如下：

16、

17、其中，ε为改进的对称分量法电流不平衡度，i(0)为零序电流分量幅值，i(2)为负序电流分量幅值，i(1)为正序电流分量幅值。

18、作为本发明所述低压台区有功率倒送下三相不平衡度计算方法的一种优选方案，其中：所述修正三相电流不平衡度的具体公式如下：

19、

20、其中，δ为修正后的电流不平衡度，iave为三相电流有效值平均数，δ2为电流不平衡度，ibsc为三相电流有效值基准值，ia为a相电流相位幅值，ib为b相电流相位幅值，ic为c相电流相位幅值。

21、作为本发明所述低压台区有功率倒送下三相不平衡度计算方法的一种优选方案，其中：所述通过建立潮流返送场景并与国标规定的对称分量法不平衡度法进行对比包括以下步骤：确定潮流返送场景的电力系统结构和参数；在潮流返送场景下，通过实际测量采集系统的电流和电压相关数据；根据国标规定，建立对称分量法不平衡度计算的数学模型，使用国标规定的计算方法对采集到的数据进行不平衡度计算；根据修正的电流有效值计算三相电流不平衡度，建立相应的数学模型，使用修正的电流有效值方法对采集到的数据进行不平衡度计算；对国标规定方法和修正的电流有效值方法得到的不平衡度计算结果进行比较；进行统计分析，评估国标规定方法和修正的电流有效值方法的计算结果之间的差异；根据比较和统计分析的结果，评估修正的电流有效值方法相对于国标规定方法的准确性和有效性；通过对比实验数据，验证修正的电流有效值方法对低压配电网电流不平衡程度的评估的准确性和有效性。

22、作为本发明所述低压台区有功率倒送下三相不平衡度计算方法的一种优选方案，其中：所述并根据监测的三相电流幅值实时判断节点是否存在三相电流不平衡包括以下步骤：在配电变压器监测终端实时采集节点的三相电流数据；将采集的三相电流数据通过修正后电流有效值计算三相电流不平衡度，得到电流不平衡度；通过监测的三相电流幅值判断节点是否存在三相电流不平衡，若判断存在电流不平衡，则系统触发报警或记录相关信息。

23、第二方面，本发明实施例提供了一种面向低压台区有功率倒送下三相不平衡度计算系统，其包括：数据预处理模块，用于获取各节点电表量的三相电流有效值数据；均方根归一化模块，用于计算三相电流有效值的平均数和基准值；潮流返送模块，用于模拟潮流返送场景并获取相应的电流数据；对比验证模块，用于验证修正后电流有效值计算三相电流不平衡度法的准确性和有效性；监测终端模块，用于将修正的电流有效值计算三相电流不平衡度计算模块集成到监测终端中，实时监测电流不平衡度。

24、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述计算机程序指令被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的低压台区有功率倒送下三相不平衡度计算方法的步骤。

25、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序指令被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的低压台区有功率倒送下三相不平衡度计算方法的步骤。

26、本发明有益效果为：本发明以低压配电台区的电流有效值数据为基础，实现简便的电流不平衡度计算；同时考虑出现功率倒送的情况，并使其在有功率倒送或者无功率倒送的情况下都可以提供计算结果，具备更广泛的适用性；并且此技术计算得出的电流不平衡度数值分布在一个一致的区间内，数量级统一，这使得计算结果更易于理解和比较，为后续的分析提供了方便。