CN110391658A - 一种配电变压器户相关系辨识装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种配电变压器户相关系辨识装置、系统及方法，配电变压器户相关系辨识装置包括：蓄电池、逆变模块、短接开关、电源开关、检测模块，其中，蓄电池与逆变模块的输入端电连接，逆变模块的第一输出端与电源开关的第二端电连接，逆变模块的第二输出端接地；短接开关的第一端分别与电源开关的第一端和配变中性点连接，短接开关的第二端接地；检测模块包括三相电压检测装置，检测模块连接在配变低压侧。配电变压器户相关系辨识系统包括配电变压器户相关系辨识装置和电力自动抄表系统，配电变压器户相关系辨识装置和电力自动抄表系统通信连接。本申请能够有效辨别户相关系，为调整三相负荷提供了基础。

Description

一种配电变压器户相关系辨识装置、系统及方法

技术领域

本申请涉及三相不平衡治理技术领域，尤其涉及一种配电变压器户相关系辨识装置、系统及方法。

背景技术

在低压配电网中，常因三相负荷不平衡造成配电变压器处于不对称运行状态。当配电变压器处于不对称运行状态时，将造成变压器的损耗增大、零序电流过大，局部金属件升温增高，甚至会导致变压器烧毁，严重威胁电力系统安全运行。

改善三相电压不平衡，最直接有效的方式是通过调整各相负荷分配，使三相负荷趋于相等，则低压配电网的三相负荷不平衡问题能够得到根本解决。然而，配变低压侧用户数量庞大，各用户用电所在相不明确，负荷调整难以进行。现有技术中，尚未有有效的配电变压器辨识装置。

发明内容

本申请提供了一种配电变压器户相关系辨识装置、系统及方法，以解决户相关系辨识的问题。

第一方面，本申请提供了一种配电变压器户相关系辨识装置，该装置包括：蓄电池、逆变模块、短接开关、电源开关、检测模块，其中，

所述蓄电池与所述逆变模块的输入端电连接，所述逆变模块的第一输出端与所述电源开关的第二端电连接，所述逆变模块的第二输出端接地；

所述短接开关的第一端分别与所述电源开关的第一端和配变中性点连接，所述短接开关的第二端接地；

所述检测模块包括三相电压检测装置，所述检测模块连接在配变低压侧。

可选地，所述逆变模块的输出电压为正弦波，所述输出电压的频率为工频。

第二方面，本申请还提供了一种配电变压器户相辨识系统，包括电力自动抄表系统和上述方案任一所述的配电变压器户相关系辨识装置，所述电力自动抄表系统与所述配电变压器户相关系辨识装置通信连接。

第三方面，本申请还提供了一种配电变压器户相关系辨识方法，包括：在配变中性点与地之间布置第一并联支路和第二并联支路，在配变低压侧布置检测模块，其中，所述第一并联支路包括短接开关，所述第二并联支路包括电源开关、逆变模块和蓄电池，所述电源开关的第一端与所述配变中性点连接，所述电源开关的第二端与所述逆变模块的第一输出端连接，所述逆变模块的第二输出端接地，所述逆变模块与蓄电池的输入端电连接；

闭合所述短接开关，断开所述电源开关，检测配变所有用户的第一特征电压和配变低压侧三相电压；

断开所述短接开关，闭合所述电源开关，控制所述逆变模块输出目标相的检测电压到所述配变的目标相，检测配变所有用户的第二特征电压；

根据所述第二特征电压与第一特征电压的差值得到用户集合，所述用户集合中的用户为所述配变目标相的用户，其中，所述用户集合中用户的所述差值在预设阈值范围内。

可选地，所述目标相的检测电压的计算方法包括：

计算目标相电压与预设最低电压差值的第一绝对值，以及所述目标相电压与预设最高电压差值的第二绝对值，其中，所述目标相电压为所述配变低压侧三相电压中的一相电压；

判断所述第一绝对值是否大于第二绝对值；

如果所述第一绝对值大于第二绝对值，则确定目标相的检测电压的相位与目标相反相，所述目标相的检测电压的幅值为第一绝对值的一半；

如果所述第一绝对值小于或等于第二绝对值，则确定目标相的检测电压的相位与目标相同相，所述目标相的检测电压的幅值为第二绝对值的一半。

可选地，所述预设阈值范围的计算方法包括：

当所述目标相的检测电压与目标相同相，所述预设阈值范围为目标相的检测电压幅值的60％～80％，其符号为正；

当所述目标相的检测电压与目标相反相，所述预设阈值范围为目标相的检测电压幅值80％～60％，其符号为负。

可选地，所述目标相的检测电压的参考方向为从系统中性点指向大地。

本申请提供的配电变压器户相关系辨识装置、系统及方法的有益效果包括：

本申请实施例提供的配电变压器户相关系辨识装置，通过在配变中性点与地之间设置了两条并联支路，其中一条支路设置有电源开关、逆变模块和蓄电池，用于向配变中性点输送目标相的检测电压进行电力扰动，另一条支路设置有短接开关，用于获取扰动前的目标相电压信息，将扰动前后的用户电压进行比较，变化在预设阈值范围内的用户即该目标相上的用户，解决了户相关系难以识别的难题。本申请实施例提供的配电变压器户相关系辨识系统，包括配电变压器户相关系辨识装置和电力自动抄表系统，利用电力自动抄表系统，可方便地获取用户电压信息。本申请实施例提供的配电变压器户相关系辨识方法，能够有效辨别户相关系，为调整三相负荷提供了基础。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种配电变压器户相关系辨识装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种配电变压器户相关系辨识方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种目标相的检测电压计算方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，为本申请实施例提供的一种配电变压器户相关系辨识装置的结构示意图，如图1所示，本申请实施例提供过的配电变压器户相关系辨识装置，包括蓄电池1、逆变模块2、短接开关3、电源开关4、检测模块5。

图1中，逆变模块右侧的(一)表示第一输入端，右侧的(二)表示第二输入端，逆变模块左侧的(一)表示第一输出端，逆变模块左侧的(二)表示第二输出端；短接开关3上方的(一)表示短接开关3的第一端，短接开关3下方的(二)表示短接开关3的第二端；电源开关4上方的(一)表示电源开关4的第一端，电源开关4下方的(二)表示电源开关4的第二端。H表示配电变压器的高压母线侧，L表示配电表面压器的低压母线侧，其中，本实施例中，高压母线侧的电压为6kV～10kV，低压母线侧的电压为0.4kV。

蓄电池1为直流电源，与逆变模块的输入端电连接，用于给逆变模块提供电源。蓄电池的输出电压在48V～120V之间，与逆变模块匹配即可。

逆变模块用于将直流电转换为交流电，逆变模块的输出电压为正弦波，输出电压的频率为工频。逆变模块包括逆变桥、平波元件、换流元件、保护元件等常规单元。

逆变模块2的第一输出端与电源开关4的第二端电连接，逆变模块2的第二输出端接地；

短接开关3的第一端分别与电源开关4的第一端和配变中性点N连接，短接开关3的第二端接地。

检测模块5包括三相电压检测装置，用于分别检测低压侧的三相电压，检测模块连接在配变低压侧。

逆变模块的输出电压为正弦波，输出电压的频率为工频。

本申请实施例提供的一种配电变压器户相辨识装置，可配合电力自动抄表系统使用，因此，本申请实施例还提供了一种配电变压器户相辨识系统，包括电力自动抄表系统和上述配电变压器户相关系辨识装置，电力自动抄表系统与配电变压器户相关系辨识装置通信连接。

为对上述配电变压器户相辨识装置的工作过程进行说明，本申请实施例还提供了一种配电变压器户相辨识方法，参见图2，为本申请实施例提供的一种配电变压器户相关系辨识方法的流程示意图，如图2所示，本申请实施例提供的配电变压器互相关系辨识方法，包括以下步骤：

步骤S110：在配变中性点与地之间布置第一并联支路和第二并联支路，在配变低压侧布置检测模块，其中，第一并联支路包括短接开关，第二并联支路包括电源开关、逆变模块和蓄电池，电源开关的第一端与配变中性点连接，电源开关的第二端与逆变模块的第一输出端连接，逆变模块的第二输出端接地，逆变模块与蓄电池的输入端电连接。

第一并联支路即图1中左侧包含短接开关3的支路，第二并联支路即图1中右侧包含电源开关4、逆变模块2和蓄电池1的支路。

步骤S120：闭合短接开关，断开电源开关，检测配变所有用户的第一特征电压和配变低压侧三相电压。

闭合短接开关3，断开电源开关4，相当于未将本申请实施例提供的配电变压器户相辨识装置接入配电变压器。通过检测模块5检测配变低压侧三相电压，从配变低压侧三相电压中选取一相电压作为目标相电压。

通过电力自动抄表系统获取该配变每位用户的电压，分别记为相应用户的第一特征电压。

步骤S130：断开短接开关，闭合电源开关，控制逆变模块输出目标相的检测电压，检测配变所有用户的第二特征电压。

断开短接开关3，闭合电源开关4，利用逆变模块2对配变进行扰动。逆变模块2将蓄电池1的直流电转换为交流电，该交流电记为目标相的检测电压，将目标相的检测电压输送到配变中性点N，其中，目标相为配变低压侧三相电的其中一相。

目标相的检测电压的计算参见图3，为本申请实施例提供的一种目标相的检测电压计算方法的流程示意图，如图3所示，本申请实施例提供的目标相的检测电压计算方法，包括以下步骤：

步骤S301：计算目标相电压与预设最低电压差值的第一绝对值，以及目标相电压与预设最高电压差值的第二绝对值，其中，目标相电压为配变低压侧三相电压中的一相电压。

根据GB 12325-2008电能质量供电电压偏差第4.3条规定的低压电压标称电压为220V，其范围为198V～235.4V，确定预设最低电压为198V，预设最高电压为235.4V。将步骤S120中获取的目标相电压分别与预设最低电压和预设最高电压做差，并取绝对值，得到第一绝对值和第二绝对值。

步骤S302：判断第一绝对值是否大于第二绝对值。

步骤S303：如果第一绝对值大于第二绝对值，则确定目标相的检测电压的相位与目标相反相，目标相的检测电压的幅值为第一绝对值的一半。

步骤S304：如果第一绝对值小于或等于第二绝对值，则确定目标相的检测电压的相位与目标相同相，目标相的检测电压的幅值为第二绝对值的一半。

根据步骤S303或S304得到目标相的检测电压后，控制逆变模块2输出上述目标相的检测电压到配变中性点N。检测电压的参考方向为从配变中性点N指向大地。

通过电力自动抄表系统获取配变每位用户的电压，分别记为相应用户的第二特征电压。

步骤S140：根据第二特征电压与第一特征电压的差值得到用户集合，用户集合中的用户为配变目标相的用户，其中，用户集合中用户的差值在预设阈值范围内。

预设阈值范围的选取方法如下：

当检测电压与目标相同相，预设阈值范围为检测电压幅值的60％～80％，其符号为正；

当检测电压与目标相反相，预设阈值范围为检测电压幅值80％～60％，其符号为负。

进一步的，第一次得到的用户集合记为第一用户集合，重复2次(或3次)步骤S110-S140，得到多个用户集合，分别记为第二集合、第三集合，取第一集合、第二集合和第三集合用户集合的交集所包含的用户为配变目标相的用户。

根据步骤S110-S140得到配变其中一相上的用户后，选取配变其他相作为目标相，根据步骤S110-S140，得到其他相上的用户，由此，配变上的户相关系得到确定。

由上述实施例可见，本申请实施例提供的配电变压器户相关系辨识装置，通过在配变中性点与地之间设置了两条并联支路，其中一条支路设置有电源开关、逆变模块和蓄电池，用于向配变中性点输送目标相的检测电压进行电力扰动，另一条支路设置有短接开关，用于获取扰动前的目标相电压信息，将扰动前后的用户电压进行比较，变化在预设阈值范围内的用户即该目标相上的用户，解决了户相关系难以识别的难题。本申请实施例提供的配电变压器户相关系辨识系统，包括配电变压器户相关系辨识装置和电力自动抄表系统，利用电力自动抄表系统，可方便地获取用户电压信息。本申请实施例提供的配电变压器户相关系辨识方法，能够有效辨别户相关系，为调整三相负荷提供了基础。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (7)

1.一种配电变压器户相关系辨识装置，其特征在于，包括：蓄电池(1)、逆变模块(2)、短接开关(3)、电源开关(4)、检测模块(5)，其中，

所述蓄电池(1)与所述逆变模块(2)的输入端电连接，所述逆变模块(2)的第一输出端与所述电源开关(4)的第二端电连接，所述逆变模块(2)的第二输出端接地；

所述短接开关(3)的第一端分别与所述电源开关(4)的第一端和配变中性点连接，所述短接开关(3)的第二端接地；

所述检测模块(5)包括三相电压检测装置，所述检测模块(5)连接在配变低压侧。

2.如权利要求1所述的配电变压器户相关系辨识装置，其特征在于，所述逆变模块(2)的输出电压为正弦波，所述输出电压的频率为工频。

3.一种配电变压器户相辨识系统，其特征在于，包括电力自动抄表系统和权利要求1-2任一所述的配电变压器户相关系辨识装置，所述电力自动抄表系统与所述配电变压器户相关系辨识装置通信连接。

4.一种配电变压器户相关系辨识方法，其特征在于，包括：

在配变中性点与地之间布置第一并联支路和第二并联支路，在配变低压侧布置检测模块，其中，所述第一并联支路包括短接开关，所述第二并联支路包括电源开关、逆变模块和蓄电池，所述电源开关的第一端与所述配变中性点连接，所述电源开关的第二端与所述逆变模块的第一输出端连接，所述逆变模块的第二输出端接地，所述逆变模块与蓄电池的输入端电连接；

闭合所述短接开关，断开所述电源开关，检测配变所有用户的第一特征电压和配变低压侧三相电压；

断开所述短接开关，闭合所述电源开关，控制所述逆变模块输出目标相的检测电压，检测配变所有用户的第二特征电压；

根据所述第二特征电压与第一特征电压的差值得到用户集合，所述用户集合中的用户为所述配变目标相的用户，其中，所述用户集合中用户的所述差值在预设阈值范围内。

5.如权利要求4所述的配电变压器户相关系辨识方法，其特征在于，所述目标相的检测电压的计算方法包括：

计算目标相电压与预设最低电压差值的第一绝对值，以及所述目标相电压与预设最高电压差值的第二绝对值，其中，所述目标相电压为所述配变低压侧三相电压中的一相电压；

判断所述第一绝对值是否大于第二绝对值；

如果所述第一绝对值大于第二绝对值，则确定目标相的检测电压的相位与目标相反相，所述目标相的检测电压的幅值为第一绝对值的一半；

如果所述第一绝对值小于或等于第二绝对值，则确定目标相的检测电压的相位与目标相同相，所述目标相的检测电压的幅值为第二绝对值的一半。

6.如权利要求5所述的配电变压器户相关系辨识方法，其特征在于，所述预设阈值范围的计算方法包括：

当所述目标相的检测电压与目标相同相，所述预设阈值范围为目标相的检测电压幅值的60％～80％，其符号为正；

当所述目标相的检测电压与目标相反相，所述预设阈值范围为目标相的检测电压幅值80％～60％，其符号为负。

7.如权利要求4所述的配电变压器户相关系辨识方法，其特征在于，所述目标相的检测电压的参考方向为从系统中性点指向大地。