CN110783936A - 基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法及系统，该方法包括计算三相电流不平衡度，判断三相电流不平衡度是否大于设定阈值，若大于设定阈值，控制终端向轻载相和重载相分别发出分布式光伏发电切出、切入动作指令，执行终端控制轻载相执行切出动作，控制重载相执行切入动作，执行终端检测到切出和切入动作完成后，发出反馈信号，控制终端接收到反馈信号后，经过设定时间间隔，重复上述步骤。本发明提供的基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法及系统，通过计算三相不电流不平衡度对三相负荷不平衡问题进行实时动态调节，实现单相接入的分布式光伏切入/切出状态自动转换，有效提高治理效果。
Description
技术领域
本发明涉及新能源发电技术领域，特别是涉及一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法及系统。
背景技术
三相不平衡度是衡量电能质量的一个重要指标，《配电线路运行规程》中第7.5.2条规定：变压器的三相负荷应力求平衡，不平衡度不应大于15%，只带少量单相负荷的变压器，零线电流不应超过额定电流的25%，不符合上述规定时，应将负荷进行调整。随着农村地区经济在近几年的快速发展，农村电气化水平得到显著提高，大量大功率家用电器进入农村家庭，同时农业电器机械化的发展，使得配电台区的三相不平衡问题日益突出。同时在国家的大力扶持下，小容量的分布式光伏在农村地区安装使用越来越多，其单相接入也使台区三相不平衡更加严重，三相电流不平衡度远远大于一般规定。
目前，针对配电台区的三相负荷不平衡问题的解决方法主要包括配电网管理方法和技术措施两个方面。其中，管理方法包括三相负荷合理分配、加强对配电网的监管力度和完善供电企业管理体系三个方面，但效果却只是治标不治本，不能从根本上有效改善实际配电台区的三相不平衡情况。技术措施包括手动调节相序、进行无功平衡补偿和对不对称负荷进行平衡调补等方面。其中手动调节相序措施比较传统，成本较低，但对相序的调整具有滞后性，无法做到实时调序，用电负荷的随机性也大大影响了这种方法的安全处置效率；调补不对称负荷计算量太高，可靠性不高；进行无功补偿对装置选择的合理性要求很高，且对三相负荷不平衡问题的改善效果有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法及系统，通过计算三相不电流不平衡度对三相负荷不平衡问题进行实时动态调节，实现单相接入的分布式光伏切入/切出状态自动转换，有效提高治理效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法，包括以下步骤：
步骤1，采集台区三相实时电流数据，并计算三相电流不平衡度；
步骤2，判断步骤1得到的三相电流不平衡度是否大于设定阈值，若大于设定阈值则进行步骤3，否则，三相不平衡度满足设定阈值，结束检测，配电网正常运行；
步骤3，控制终端向轻载相和重载相分别发出分布式光伏发电切出、切入动作指令；
步骤4，执行终端控制轻载相执行切出动作，控制重载相执行切入动作；
步骤5，执行终端检测到切出和切入动作完成后，发出反馈信号；
步骤6，控制终端接收到反馈信号后，经过设定时间间隔，返回步骤1，重复上述步骤，直到三相电流不平衡度满足设定阈值，结束检测，配电网正常运行。
可选的，所述采集台区三相实时电流数据，并计算三相电流不平衡度，具体包括：
式中，
分别表示A、B、C相的三相不平衡度，
分别表示A、B、C相的实时电流，三相平均电流，三相电流不平衡度。
可选的，所述执行终端控制轻载相执行切出动作，控制重载相执行切入动作，具体包括：
执行终端控制轻载相切出全部光伏接入容量的X%，重载相切入全部光伏接入容量的X%，其中X%根据台区实际负荷情况和单相接入的分布式光伏总容量确定。
本发明还提供了一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理系统，包括：控制终端和执行终端，所述控制终端包括：
三相电流采集单元，用于采集台区三相实时电流数据；
三相电流不平衡度计算单元，用于根据三相实时电流数据计算三相电流不平衡度；
三相电流不平衡度判断单元，用于判断三相电流不平衡度计算单元得到的三相电流不平衡度是否大于设定阈值；
动作信号发射单元，用于向轻载相和重载相分别发出分布式光伏发电切出、切入动作指令；
反馈信号接收单元，用于接收反馈信号；
所述执行终端包括：
动作信号接收单元，用于接收分布式光伏发电切出、切入动作信号；
开关动作单元，用于控制轻载相执行切出动作，控制重载相执行切入动作；
动作信号检测单元，用于检测切出和切入动作是否完成；
反馈信号发射单元，用于发射反馈信号。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法及系统，通过计算三相不电流不平衡度对三相负荷不平衡问题进行实时动态调节，实现单相接入的分布式光伏切入/切出状态自动转换，有效提高治理效果。
本发明提供的基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法及系统，通过配电网台区关口总表计量的三相实时电流值，计算三相电流不平衡度，以此代表三相负荷不平衡程度，在三相电流不平衡程度超过设定阈值时，由系统分别向轻载相和重载相发出分布式光伏发电的切出、切入指令，接收到命令的负荷相执行命令，切入、切出部分光伏接入容量，并在动作完成后向系统发出反馈信号，系统接收到反馈信号后，关闭动作信号通道，避免分布式光伏切入或切出系统暂态运行时间内三相电流不稳定导致动作发生过于频繁，经设定时间，再次根据实时电流，计算三相电流不平衡度，如此重复以上步骤，直到台区系统三相不平衡程度满足设定阈值，对三相负荷不平衡问题进行实时动态调节，实现单相接入的分布式光伏切入/切出状态自动转换，有效提高治理效果，可推广到有储能装置、小型风电单相接入的配电网中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例中基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法流程图；
图2为本发明实施例中基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案、结构作进一步详细的说明。
本发明的目的是提供一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法及系统，通过计算三相不电流不平衡度对三相负荷不平衡问题进行实时动态调节，实现单相接入的分布式光伏切入/切出状态自动转换，有效提高治理效果。
如图1所示，本发明提供了一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，采集台区三相实时电流数据，并计算三相电流不平衡度；
步骤2，判断步骤1得到的三相电流不平衡度是否大于设定阈值，若大于设定阈值则进行步骤3，否则，三相不平衡度满足设定阈值，结束检测，配电网正常运行；
步骤3，控制终端向轻载相和重载相分别发出分布式光伏发电切出、切入动作指令；
步骤4，执行终端控制轻载相执行切出动作，控制重载相执行切入动作；
步骤5，执行终端检测到切出和切入动作完成后，发出反馈信号；
步骤6，控制终端接收到反馈信号后，经过设定时间间隔，返回步骤1，重复上述步骤，直到三相电流不平衡度满足设定阈值，结束检测，配电网正常运行。
其中，所述采集台区三相实时电流数据，并计算三相电流不平衡度，具体包括：
式中，
分别表示A、B、C相的三相不平衡度，
分别表示A、B、C相的实时电流，三相平均电流，三相电流不平衡度。
其中，所述执行终端控制轻载相执行切出动作，控制重载相执行切入动作，具体包括：
执行终端控制轻载相切出全部光伏接入容量的X%，重载相切入全部光伏接入容量的X%，其中X%根据台区实际负荷情况和单相接入的分布式光伏总容量确定。
其中，所述控制终端接收到反馈信号后，经过设定时间间隔，返回步骤1，重复上述步骤，直到三相电流不平衡度满足设定阈值，结束检测，配电网正常运行，具体包括：
控制终端接收到反馈信号后，关闭动作信号通道，经过设定时间间隔后，再次根据三相实时电流数据，重新计算三相电流不平衡度，重复步骤2-步骤5，直到三相电流不平衡度满足设定阈值，结束检测，配电网正常运行。
此外，设定阈值用表示，可以取值15%，设定时间用t表示，根据检测需求可以设定为任意时间指，本方法的原理如图2所示。
本发明还提供了一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理系统，其特征在于，包括：控制终端和执行终端，所述控制终端包括：
三相电流采集单元，用于采集台区三相实时电流数据；
三相电流不平衡度计算单元，用于根据三相实时电流数据计算三相电流不平衡度；
三相电流不平衡度判断单元，用于判断三相电流不平衡度计算单元得到的三相电流不平衡度是否大于设定阈值；
动作信号发射单元，用于向轻载相和重载相分别发出分布式光伏发电切出、切入动作指令；
反馈信号接收单元，用于接收反馈信号；
所述执行终端包括：
动作信号接收单元，用于接收分布式光伏发电切出、切入动作信号；
开关动作单元，用于控制轻载相执行切出动作，控制重载相执行切入动作；
动作信号检测单元，用于检测切出和切入动作是否完成；
反馈信号发射单元，用于发射反馈信号。
一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法及系统，通过计算三相不电流不平衡度对三相负荷不平衡问题进行实时动态调节，实现单相接入的分布式光伏切入/切出状态自动转换，有效提高治理效果。
本发明提供的基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法及系统，通过配电网台区关口总表计量的三相实时电流值，计算三相电流不平衡度，以此代表三相负荷不平衡程度，在三相电流不平衡程度超过设定阈值时，由系统分别向轻载相和重载相发出分布式光伏发电的切出、切入指令，接收到命令的负荷相执行命令，切入、切出部分光伏接入容量，并在动作完成后向系统发出反馈信号，系统接收到反馈信号后，关闭动作信号通道，避免分布式光伏切入或切出系统暂态运行时间内三相电流不稳定导致动作发生过于频繁，经设定时间，再次根据实时电流，计算三相电流不平衡度，如此重复以上步骤，直到台区系统三相不平衡程度满足设定阈值，对三相负荷不平衡问题进行实时动态调节，实现单相接入的分布式光伏切入/切出状态自动转换，有效提高治理效果，可推广到有储能装置、小型风电单相接入的配电网中。
本申请中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，采集台区三相实时电流数据，并计算三相电流不平衡度；
步骤2，判断步骤1得到的三相电流不平衡度是否大于设定阈值，若大于设定阈值则进行步骤3，否则，三相不平衡度满足设定阈值，结束检测，配电网正常运行；
步骤3，控制终端向轻载相和重载相分别发出分布式光伏发电切出、切入动作指令；
步骤4，执行终端控制轻载相执行切出动作，控制重载相执行切入动作；
步骤5，执行终端检测到切出和切入动作完成后，发出反馈信号；
步骤6，控制终端接收到反馈信号后，经过设定时间间隔，返回步骤1，重复上述步骤，直到三相电流不平衡度满足设定阈值，结束检测，配电网正常运行。
2.根据权利要求1所述的基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法，其特征在于，所述采集台区三相实时电流数据，并计算三相电流不平衡度，具体包括：
式中，
分别表示A、B、C相的三相不平衡度，
分别表示A、B、C相的实时电流，三相平均电流，三相电流不平衡度。
3.根据权利要求1所述的基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理方法，其特征在于，所述执行终端控制轻载相执行切出动作，控制重载相执行切入动作，具体包括：
执行终端控制轻载相切出全部光伏接入容量的X%，重载相切入全部光伏接入容量的X%，其中X%根据台区实际负荷情况和单相接入的分布式光伏总容量确定。
4.一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理系统，其特征在于，包括：控制终端和执行终端。
5.根据权利要求4所述的一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理系统，其特征在于，所述控制终端包括：三相电流采集单元，三相电流不平衡度计算单元，三相电流不平衡度判断单元，动作信号发射单元，反馈信号接收单元。
6.根据权利要求4所述的一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理系统，其特征在于，所述执行终端包括：动作信号接收单元，开关动作单元，动作信号检测单元，反馈信号发射单元。
7.根据权利要求5所述的一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理系统，其特征在于，三相电流采集单元，用于采集台区三相实时电流数据；
三相电流不平衡度计算单元，用于根据三相实时电流数据计算三相电流不平衡度；
三相电流不平衡度判断单元，用于判断三相电流不平衡度计算单元得到的三相电流不平衡度是否大于设定阈值。
8.根据权利要求5所述的一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理系统，其特征在于，动作信号发射单元，用于向轻载相和重载相分别发出分布式光伏发电切出、切入动作指令；
反馈信号接收单元，用于接收反馈信号。
9.根据权利要求6所述的一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理系统，其特征在于，动作信号接收单元，用于接收分布式光伏发电切出、切入动作信号；
开关动作单元，用于控制轻载相执行切出动作，控制重载相执行切入动作。
10.根据权利要求6所述的一种基于分布式光伏的配电网三相负荷不平衡治理系统，其特征在于，动作信号检测单元，用于检测切出和切入动作是否完成；
反馈信号发射单元，用于发射反馈信号。
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