CN110850200B - 获取负荷电流不平衡度的方法、估算装置与系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种获取负荷电流不平衡度的方法、估算装置与系统。其中，所述获取负荷电流不平衡度的方法，以对称分量法为基础，以相位信息消除为主要手段，得出三相电流不平衡度，估算结果准确，估算过程简便，克服了相位信息缺失的问题，为低压台区三相用电电流不平衡问题的技术监督和治理提供切实可行的方法。

Description

获取负荷电流不平衡度的方法、估算装置与系统

技术领域

本申请涉及电能质量技术领域，特别是涉及一种获取负荷电流不平衡度的方法、估算装置与系统。

背景技术

在电力系统中，台区是指变压器的供电范围或区域。一般来说，供电电压低于1000V的地区为低压台区。我国居民负荷用电区域为低压台区，且采用三相四线制供电方式。居民用电负荷大多为单相用电负荷，接与相线和零线之间。由于居民用电具有随机性，以及不同相线的用电负荷工作状态存在不确定性，导致低压台区的三相用电不可避免的存在不平衡问题。特别是对于偏远地区的低压台区，用电负荷分散且供电半径偏长，三相不平衡问题更加突出。三相用电负荷的不平衡问题不仅会增大线路损耗、加剧供电末端的低(或高)电压问题，甚至还会导致变压器单相过载跳闸的问题，降低了低压台区的供电质量和可靠性。为了控制低压台区的三相不平衡问题，电力公司出台了相关的标准及管理文件，通过负荷电流不平衡度来衡量三相不平衡的程度。如国网公司企标《配电网运维规程》(Q/GDW1519-2014)规定，配电变压器的负荷电流不平衡度应符合：Yyn0接线变压器的负荷电流不平衡度不大于15％，零线电流不大于变压器额定电流的25％；Dyn11接线变压器的负荷不平衡度不大于25％，零线电流不大于变压器额定电流的40％。

传统方案计算负荷电流不平衡度的方法一般是基于对称分量法计算，需要基于三相不平衡电流的电流有效值，即幅值，以及三相不平衡电流的相位信息来计算。

然而，传统方案计算负荷电流不平衡度的方法存在一个问题：当相位信息缺失时，无法采用对称分量分解计算三相电流不平衡度。居民低压台区安装的智能终端或智能电表，往往仅能够上传三相电流的电流有效值至后台系统，相位信息在实际工程应用中往往难以获取。因此，在相位信息缺失条件下，缺乏一套统一、准确的负荷电流不平衡度计算方法。

发明内容

基于此，有必要针对传统方案缺乏在相位信息缺失条件下的一套准确的负荷电流不平衡度的计算方法的问题，提供一种获取负荷电流不平衡度的方法、估算装置与系统。

本申请提供一种在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法，包括：

分别获取在预设时间段内，n个A相电流的电流有效值、n个B相电流的电流有效值和n个C相电流的电流有效值；n为正整数且n大于1；

将所述n个A相电流的电流有效值整合为A相电流有效值数列，将所述n个B相电流的电流有效值整合为B相电流有效值数列，将所述n个C相电流的电流有效值整合为C相电流有效值数列；

基于对称分量法消去相位信息，依据所述A相电流有效值数列、所述B相电流有效值数列和所述C相电流有效值数列，得到三相电流正序电流数列、三相电流负序电流数列与三相电流零序电流数列；

依据所述三相电流负序电流数列和所述三相电流零序电流数列，计算得出三相不平衡电流数列；

计算所述三相不平衡电流数列与所述三相电流正序电流数列的比值，得出三相电流不平衡度数列；

获取所述三相电流不平衡度数列中n个三相负荷电流不平衡度的最大值、95％概率大值和平均值中的一种或多种，作为统计特征指标，将所述统计特征指标作为表征负荷电流不平衡度的指标。

本申请还提供一种负荷电流不平衡度估算装置。

所述负荷电流不平衡度估算装置包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器处理时实现前述内容提及的，在所述缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法的步骤。

本申请还提供一种负荷电流不平衡度估算系统。

所述负荷电流不平衡度估算系统包括：

三相四线制供电系统，包括A相供电线、B相供电线和C相供电线；

电流参数检测装置，分别与所述A相供电线、所述B相供电线和所述C相供电线电连接，用于在预设时间段内，获取n个A相电流的电流有效值、n个B相电流的电流有效值和n个C相电流的电流有效值；

负荷电流不平衡度估算装置，与所述电流参数检测装置电连接，用于执行前述内容提及的，在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法。

本申请涉及一种在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法、负荷电流不平衡度估算装置与系统，以对称分量法为基础，以相位信息消除为主要手段，得出三相电流不平衡度，估算结果准确，估算过程简便，克服了相位信息缺失的问题，为低压台区三相用电电流不平衡问题的技术监督和治理提供切实可行的方法。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法的流程示意图；

图2为本申请一实施例提供的负荷电流不平衡度估算装置的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的负荷电流不平衡度估算系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供一种在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法。

需要说明的是，本申请提供的在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法不限制其应用领域与应用场景。可选地，本申请提供的在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法应用于三相四线制供电系统。

本申请提供的在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法并不限制其执行主体。可选地，所述执行主体可以为一种负荷电流不平衡度估算装置300。可选地，所述执行主体可以为所述负荷电流不平衡度估算装置300中的处理器310。

如图1所示，在本申请的一实施例中，所述在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法，包括如下步骤S100至步骤S600：

S100，分别获取在预设时间段内，n个A相电流的电流有效值、n个B相电流的电流有效值和n个C相电流的电流有效值。n为正整数且n大于1。

具体地，本申请提供的获取负荷电流不平衡度的方法的执行主体是一种负载电流不平衡度估算装置，所述负载电流不平衡度估算装置与一种电流参数检测装置200电连接。所述电流参数检测装置200，分别与三相四线制供电系统100中的A相供电线110、所述B相供电线120和所述C相供电线130电连接。所述电流参数检测装置200，可以在预设时间段内，获取n个A相电流的电流有效值、n个B相电流的电流有效值和n个C相电流的电流有效值。

所述预设时间段可以人为设定。可选地，所述预设时间段可以为1分钟。n为电流有效值的采样数据个数。所述采样数据个数依据所述电流参数检测装置200的采样频率确定。且A相供电线110、所述B相供电线120和所述C相供电线130的采样频率相同，采样数据个数相同。举例说明，采样频率为每1秒钟采集一个电流有效值。可以理解，1分钟可以采集60个电流有效值，在步骤S100中，所述电流参数检测装置200可以同时获取1分钟内，60个A相电流的电流有效值、60个B相电流的电流有效值和60个C相电流的电流有效值。所述A相电流的电流有效值为所述A相电流的电流幅值。所述B相电流的电流有效值为所述B相电流的电流幅值。所述C相电流的电流有效值为所述C相电流的电流幅值。后续内容中，电流有效值即电流幅值，不再作重复说明。

S200，将所述n个A相电流的电流有效值整合为A相电流有效值数列。将所述n个B相电流的电流有效值整合为B相电流有效值数列。将所述n个C相电流的电流有效值整合为C相电流有效值数列。

具体地，A相电流有效值数列包括了n个A相电流的电流有效值。A相电流有效值数列的形式为I_A(n)＝{I_A1,I_A2,I_A2,I_A2,...I_An}。I_An为在所述预设时间段内，不同时间节点对应的A相电流的电流有效值。B相电流有效值数列包括了n个B相电流的电流有效值。B相电流有效值数列的形式为I_B(n)＝{I_B1,I_B2,I_B2,I_B2,...I_Bn}。I_Bn为在所述预设时间段内，不同时间节点对应的B相电流的电流有效值。C相电流有效值数列包括了n个C相电流的电流有效值。C相电流有效值数列的形式为I_C(n)＝{I_C1,I_C2,I_C2,I_C2,...I_Cn}。I_Cn为在所述预设时间段内，不同时间节点对应的C相电流的电流有效值。由于A相供电线110、所述B相供电线120和所述C相供电线130的采样频率相同，可以理解，A相电流有效值数列、B相电流有效值数列和C相电流有效值数列中的电流有效值的个数分别相等，均为n。且I_An、I_Bn和I_Cn的数据采集时间节点一一对应。举例说明，A相电流有效值数列中的第一个电流有效值是第1秒采集的，为I_A1。B相电流有效值数列中的第一个电流有效值也是第1秒采集的，为I_B1。C相电流有效值数列中的第一个电流有效值同样是第1秒采集的，为I_C1。

S300，基于对称分量法消去相位信息，依据所述A相电流有效值数列、所述B相电流有效值数列和所述C相电流有效值数列，得到三相电流正序电流数列、三相电流负序电流数列与三相电流零序电流数列。

具体地，本申请提供的获取负荷电流不平衡度的方法消去了相位信息，属于一种工程估算方法。所述三相电流正序电流数列代表，A相电流相位超前B相电流相位120°，B相电流相位超前C相电流相位120°。所述三相电流零序电流数列代表，A相电流相位，B相电流相位与C相相位电流相位三者相等。所述三相电流负序电流数列代表，A相电流相位滞后B相电流相位120°，B相电流相位滞后C相电流相位120°。

S400，依据所述三相电流负序电流数列和所述三相电流零序电流数列，计算得出三相不平衡电流数列。

具体地，所述三相电流负序电流数列和所述三相电流零序电流数列，均为导致三相电流不平衡的分量。因此，可以依据所述三相电流负序电流数列和所述三相电流零序电流数列，计算得出三相不平衡电流数列I_ε(n)。

S500，计算所述三相不平衡电流数列与所述三相电流正序电流数列的比值，得出三相电流不平衡度数列。

具体地，所述三相正序电流数列是三相电流平衡的电流分量。进一步地，通过计算所述三相不平衡电流数列与所述三相平衡电流数列的比值，可以得出三相电流不平衡度数列。具体计算方式是，计算三相不平衡电流数列I_ε(n)中的每一个不平衡因子I_ε-n与所述三相电流正序电流数列I₁(n)中的每一个正序电流因子I_1-n的比值，得到n个比值。可以理解，所述比值即三相电流不平衡度。n个比值即n个三相电流不平衡度。n个比值组成一个数列，该数列即所述三相电流不平衡度数列。

可选地，所述处理器310还将所述比值转化为百分比。即n个三相电流不平衡度以百分比的形式组成所述三相电流不平衡度数列。所述三相电流不平衡度数列的形式可以为ε_I％(n)＝{ε_I-1％,ε_I-2％,ε_I-2％,ε_I-2％,...ε_I-n％}。例如，所述三相电流不平衡度数列的形式可以为{10％,8％,12％,13％,...23％}。

S600，获取所述三相电流不平衡度数列中n个三相负荷电流不平衡度的最大值、95％概率大值和平均值中的一种或多种，作为统计特征指标。进一步地，将所述统计特征指标作为表征负荷电流不平衡度的指标。

具体地，承接上述步骤，在所述步骤S500之后，得到所述三相电流不平衡度数列。所述三相电流不平衡度数列中，包括n个三相负荷电流不平衡度。进一步地，所述处理器310可以提取所述n个三相负荷电流不平衡度的统计特征指标，将所述统计特征指标作为表征负荷电流不平衡度的指标。

可选地，所述统计特征指标可以为所述n个三相负荷电流不平衡度的最大值、95％概率大值和平均值中的一种或多种。

本实施例中，以对称分量法为基础，以相位信息消除为主要手段，得出三相电流不平衡度，估算结果准确，估算过程简便，克服了相位信息缺失的问题，为低压台区三相用电电流不平衡问题的技术监督和治理提供切实可行的方法。

在本申请的一实施例中，所述步骤S300包括如下步骤S310至步骤S380：

S310，依据对称分量法，将A相电流相量、B相电流相量和C相电流相量分解为正序电流相量、负序电流相量和零序电流相量。

具体地，步骤S310至步骤S380为三相电流正序电流数列、三相电流负序电流数列与三相电流零序电流数列的具体推导过程。

整个三相电流整体为正序电流相量、负序电流相量和零序电流相量的迭加。步骤S310可以理解为将整个三相电流整体，分解为三个电流相量：正序电流相量、负序电流相量和零序电流相量。

S320，依据公式1计算正序电流相量、负序电流相量和零序电流相量。

其中，α为引入的移相因子。

为所述正序电流相量。

为所述负序电流相量。

为所述零序电流相量。

为A相电流相量。

为B相电流相量。

为C相电流相量。

具体地，引入的移相因子为α＝e^j120°。公式1中的正序电流相量包括正序电流的电流有效值(即幅值)和正序电流的相位信息。公式1中的负序电流相量包括负序电流的电流有效值(即幅值)和负序电流的相位信息。公式1中的零序电流相量包括零序电流的电流有效值(即幅值)和零序电流的相位信息。

在后续的步骤过程中，需要将电流相量转化为电流有效值乘以相位信息的形式。

S330，设定边界条件。进一步地，依据所述边界条件，将所述公式1转化为公式2。所述边界条件为三相电流的相位对称，且所述A相电流的初始相位为0度。

其中，α为引入的移相因子。

为所述正序电流相量。

为所述负序电流相量。

为所述零序电流相量。I_A(n)为A相电流有效值数列。I_B(n)为B相电流有效值数列。I_C(n)为C相电流有效值数列。

具体地，各相电流的初始相位是随机的。为了计算方便，将所述A相电流的初始相位设为0度，这是边界条件之一。三相电流相位对称这个边界条件，在三相四线制供电的居民用电低压台区具有普遍的适用性。

因此，三相四线制供电的居民用电低压台区三相负荷电流不平衡特性是：三相电流的相位对称，且三相电流的幅值(电流有效值)不对称。

三相电流的相位对称，即A相电流的初始相位超前B相电流的初始相位120°，B相电流的初始相位超前C相电流的初始相位120°。

可以理解，设置所述A相电流的初始相位为0度，且将公式1中的电流相量转化为电流有效值乘以相位信息的形式后，可以形成上述公式2。

S340，定义移相因子为α＝e^j120°，并将定义后的移相因子代入公式2，可以得出公式3：

其中，α为引入的移相因子。

为所述正序电流相量。

为所述负序电流相量。

为所述零序电流相量。I_A(n)为A相电流有效值数列。I_B(n)为B相电流有效值数列。I_C(n)为C相电流有效值数列。

具体地，所述引入的移相因子α可以理解为移相120°。j为虚部。α＝e^j120°＝cos120°+j×sin120°。关于

在

中，α代表移相120°，与-120°消去，αI_B(n)∠-120°可以转化为I_B(n)。α²代表移相240°，与120°叠加，为360°，等同于0°，也消去，α²I_C(n)∠120°可以转化为I_C(n)。同理，α²代表移相240°，与-120°消去，α²I_B(n)∠-120°转化为I_B(n)∠120°。α代表移相120°，与120°叠加，为240°，240°等同于-120°，αI_C(n)∠120°)转化为I_C(n)∠-120°。综上，公式2可以转化为公式3。

S350，提取所述公式3中正序电流相量的电流有效值信息，得出三相电流正序电流数列。所述三相电流正序电流数列的形式如公式4所示：

其中，I₁(n)为三相电流正序电流数列。I_A(n)为A相电流有效值数列。I_B(n)为B相电流有效值数列。I_C(n)为C相电流有效值数列。

具体地，提取所述公式3中正序电流相量的电流有效值信息，实现相位信息的消去，只取电流幅值(电流有效值)。依据公式3，可以得到公式4。

S360，提取所述公式3中零序电流相量的电流有效值信息，得出三相电流零序电流数列。所述三相电流零序电流数列的形式如公式5所示：

其中，I₀(n)为三相电流零序电流数列。I_A(n)为A相电流有效值数列。I_B(n)为B相电流有效值数列。I_C(n)为C相电流有效值数列。

具体地，与步骤S350的原理类似，提取所述公式3中零序电流相量的电流有效值信息，得出三相电流零序电流数列。

S370，提取所述公式3中负序电流相量的电流有效值信息，得出三相电流负序电流数列。所述三相电流负序电流数列的形式如公式6所示：

其中，I₂(n)为三相电流负序电流数列。I_A(n)为A相电流有效值数列。I_B(n)为B相电流有效值数列。I_C(n)为C相电流有效值数列。

具体地，与步骤S350的原理类似，提取所述公式3中负序电流相量的电流有效值信息，得出三相电流负序电流数列。

S380，将所述A相电流有效值数列、所述B相电流有效值数列和所述C相电流有效值数列分别代入所述公式4、所述公式5和所述公式6，得出所述三相电流正序电流数列、所述三相电流负序电流数列与所述三相电流零序数列。

具体地，前述步骤S310至步骤S370为三相电流正序电流数列、三相电流负序电流数列与三相电流零序电流数列的表达公式的推导过程。可以得知，三相电流正序电流数列、三相电流负序电流数列与三相电流零序电流数列的表达公式中，相关量为A相电流有效值数列、B相电流有效值数列和C相电流有效值数列。将步骤S200中得到的A相电流有效值数列、B相电流有效值数列和C相电流有效值数列，分别代入所述公式4、所述公式5和所述公式6，即可得出所述三相电流正序电流数列、所述三相电流负序电流数列与所述三相电流电流零序数列。

本实施例中，首先，通过设定与三相四线制供电方式符合的边界条件，基于对称分量法，消去相位信息，实现了三相电流正序电流数列、三相电流负序电流数列与三相电流零序电流数列的表达公式的推导。进一步地，将A相电流有效值数列、B相电流有效值数列和C相电流有效值数列代入表达公式中，实现了三相电流正序电流数列、三相电流负序电流数列与三相电流零序电流数列的准确估算。计算过程简便，计算结果准确。

在本申请的一实施例中，所述步骤S400包括如下步骤：

S410，依据所述三相电流负序电流数列和所述三相电流正序电流数列，基于公式7，计算得出所述三相不平衡电流数列：

其中，I_ε(n)为所述三相不平衡电流数列。I₀(n)为所述三相电流零序电流数列。I₂(n)为所述三相电流负序电流数列。

具体地，所述三相电流负序电流数列和所述三相电流零序电流数列，均为导致三相电流不平衡的分量。因此，可以依据所述三相电流负序电流数列和所述三相电流零序电流数列，计算得出三相不平衡电流数列I_ε(n)。在计算时，需要对所述三相电流零序电流数列中的每一个零序电流因子，以及所属三相电流负序电流数列中的每一个负序电流因子，均平方后求和并开根号，计算出一个三相电流不平衡因子，得到n个不平衡因子。所述n个不平衡因子组成了所述三相不平衡电流数列。

本实施例中，基于对导致三相电流不平衡的分量分析，可以得到所述三相不平衡电流数列，使得计算结果满足三相电流不平衡的特性。

在本申请的一实施例中，所述步骤S500包括如下步骤：

S510，依据公式8计算得出三相电流不平衡度数列：

其中，ε₁％(n)为所述三相电流不平衡度数列。I_ε(n)为所述三相不平衡电流数列。I₁(n)为所述三相电流正序电流数列。

具体地，所述三相正序电流数列并不是导致三相电流不平衡的分量。进一步地，通过计算所述三相不平衡电流数列与所述三相电流正序电流数列的比值，可以得出三相电流不平衡度数列。具体计算方式是，计算三相不平衡电流数列I_ε(n)中的每一个不平衡因子I_ε-n与所述三相电流正序电流数列I₁(n)中的每一个正序电流因子I_1-n的比值，得到n个比值。可以理解，所述比值即三相电流不平衡度。n个比值即n个三相电流不平衡度。n个比值组成一个数列，该数列即所述三相电流不平衡度数列。

可选地，所述处理器310还将所述比值转化为百分比。即n个三相电流不平衡度以百分比的形式组成所述三相电流不平衡度数列。所述三相电流不平衡度数列的形式可以为ε_I％(n)＝{ε_I-1％,ε_I-2％,ε_I-2％,ε_I-2％,...ε_I-n％}。例如，所述三相电流不平衡度数列的形式可以为{10％,8％,12％,13％,...23％}。

本实施例中，通过计算三相电流不平衡的分量，与三相电流平衡分量的比值，得出三相电流不平衡度，使得计算结果满足三相电流不平衡的特性。

在本申请的一实施例中，所述步骤S600包括如下步骤S611至步骤S612：

S611，依照从大到小的顺序，对所述三相电流不平衡度数列中的n个三相负荷电流不平衡度进行排序。

具体地，步骤S611至步骤S612为，当特征指标为n个三相负荷电流不平衡度的最大值时，步骤S600的实施例。首先，需要对所述三相电流不平衡度数列中的n个三相负荷电流不平衡度进行排序。

S612，获取数值最大的三相负荷电流不平衡度，将所述数值最大的三相负荷电流不平衡度作为所述负荷电流不平衡度。

具体地，取n个三相负荷电流不平衡度中的最大值，作为所述负荷电流不平衡度。

本实施例中，通过选取n个三相负荷电流不平衡度中的最大值，作为所述负荷电流不平衡度，使得所述负荷电流不平衡度具有代表性。

在本申请的一实施例中，所述步骤S600包括如下步骤S6121至步骤S624：

S621，依照从大到小的顺序，对所述三相电流不平衡度数列中的n个三相负荷电流不平衡度进行排序。

具体地，步骤S621至步骤S624为，当特征指标为n个三相负荷电流不平衡度的95％概率大值时，步骤S600的实施例。与步骤S611同理，需要首先对n个三相负荷电流不平衡度进行排序。

S622，将前5％三相负荷电流不平衡度去除。

具体地，举例说明，若n为100，则前5％三相负荷电流不平衡度为100个三相负荷电流不平衡度中的5个最大值。将这5个最大值去除。

S623，选取后95％三相负荷电流不平衡度中数值最大的三相负荷电流不平衡度，作为所述95％概率大值。

具体地，承接上述步骤的例子，若n为100，则后95％三相负荷电流不平衡度包括95个三相负荷电流不平衡度。选取95个三相负荷电流不平衡度中的最大值，作为所述95％概率大值。

S624，将所述95％概率大值作为所述负荷电流不平衡度。

具体地，承接上述例子，若100个三相负荷电流不平衡度为65％，60％，59％，50％，45％，40％....3％,则所述负荷电流不平衡度为40％。

本实施例中，通过选取n个三相负荷电流不平衡度中的95％概率大值，作为所述负荷电流不平衡度，使得所述负荷电流不平衡度不但具有代表性，且具备稳定性，排除了峰值的噪音影响。

可选地，也可以将90％概率大值或80％概率大值作为所述负荷电流不平衡度。选取95％概率大值作为所述负荷电流不平衡度只是本申请的一种实施方式。

在本申请的一实施例中，所述步骤S600包括如下步骤S631至步骤S632：

S631，对所述三相电流不平衡度数列中的n个三相负荷电流不平衡度计算平均值。

具体地，步骤S631至步骤S632为，当特征指标为n个三相负荷电流不平衡度的平均值时，步骤S600的实施例。本步骤中，计算n个三相负荷电流不平衡度的平均值。

S632，将所述平均值作为所述负荷电流不平衡度。

具体地，选取所述平均值作为所述负荷电流不平衡度。

本实施例中，通过选取n个三相负荷电流不平衡度中的平均值，作为所述负荷电流不平衡度，使得所述负荷电流不平衡度具备很高的稳定性。

在本申请的一实施例中，所述获取负荷电流不平衡度的方法应用于居民用电负荷低压台区。

具体地，所述获取负荷电流不平衡度的方法应用于居民用电负荷低压台区。所述低压台区采用三相四线制供电方式。

本实施例中，通过设置本方法的应用场景，使得本申请提供的负荷电流不平衡度适用于低压台区负荷电流不平衡度的计算，具备极强的适用性。

本申请提供的在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法，依据不同特征指标的计算结果，与基于相位信息计算负荷电流不平衡度的标准算法计算结果的对比见表1。

表1-负荷电流不平衡度统计报表

计算方法	最大值	平均值	95％概率大值
				本申请提供的方法	58.48％	37.09％	48.1％
基于相位信息的标准算法	58.71％	37.24％	48.25％

由表1可见，本申请提供的在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法，最终的计算结果，与基于相位信息计算负荷电流不平衡度的标准算法的计算结果差距很小，误差几乎可以忽略不计。可以理解，本申请提供的在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法，估算结果非常准确。

本申请还提供一种负荷电流不平衡度估算装置300。

如图2，在本申请的一实施例中，所述负荷电流不平衡度估算装置300包括处理器310、存储器320以及存储在所述存储器320上的计算机程序。所述计算机程序在被所述处理器310处理时，实现前述内容提及的所述的在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法的步骤。

具体地，所述处理器310可以为芯片，也可以为MCU或其他可用于数据处理与计算的装置。

本申请还提供一种负荷电流不平衡度估算系统。

如图3，在本申请的一实施例中，所述负荷电流不平衡度估算系统包括三相四线制供电系统100、电流参数检测装置200和负荷电流不平衡度估算装置300。所述三相四线制供电系统100包括A相供电线110、B相供电线120和C相供电线130。所述电流参数检测装置200分别与所述A相供电线110、所述B相供电线120和所述C相供电线130电连接。所述负荷电流不平衡度估算装置300，与所述电流参数检测装置200电连接。

所述电流参数检测装置200用于在预设时间段内，获取n个A相电流的电流有效值、n个B相电流的电流有效值和n个C相电流的电流有效值。所述负荷电流不平衡度估算装置300，用于执行前述内容提及的在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法。

具体地，所述电流参数检测装置200可以为3个，分别与所述A相供电线110、所述B相供电线120和所述C相供电线130电连接。所述电流参数检测装置200可以为1个。无论所述电流参数检测装置200的数量如何，所述电流参数检测装置200可以在所述预设时间段内，同时获取n个A相电流的电流有效值、n个B相电流的电流有效值和n个C相电流的电流有效值。

本实施例中，本申请提供的负荷电流不平衡度估算装置与系统，通过设置电流参数检测装置200，可以实现对A相电流的电流有效值、B相电流的电流有效值和C相电流的电流有效值的实时获取，为负荷电流不平衡度的估算提供数据基础。通过设置负荷电流不平衡度估算装置300，实现在相位信息缺失条件下的负荷电流不平衡度估算，计算结果准确，计算过程简便易行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法，其特征在于，包括：

S100，分别获取在预设时间段内，n个A相电流的电流有效值、n个B相电流的电流有效值和n个C相电流的电流有效值；n为正整数且n大于1；

S200，将所述n个A相电流的电流有效值整合为A相电流有效值数列，将所述n个B相电流的电流有效值整合为B相电流有效值数列，将所述n个C相电流的电流有效值整合为C相电流有效值数列；

S300，基于对称分量法消去相位信息，依据所述A相电流有效值数列、所述B相电流有效值数列和所述C相电流有效值数列，得到三相电流正序电流数列、三相电流负序电流数列与三相电流零序电流数列；

S400，依据所述三相电流负序电流数列和所述三相电流零序电流数列，计算得出三相不平衡电流数列，所述三相不平衡电流数列是指所述三相电流负序电流数列和所述三相电流零序电流数列的方和根的数列；

S500，计算所述三相不平衡电流数列与所述三相电流正序电流数列的比值，得出三相电流不平衡度数列；

S600，获取所述三相电流不平衡度数列中n个三相负荷电流不平衡度的最大值、95％概率大值和平均值中的一种或多种，作为统计特征指标，并将所述统计特征指标作为表征负荷电流不平衡度的指标。

2.根据权利要求1所述的获取负荷电流不平衡度的方法，其特征在于，所述步骤S300包括：

S310，依据对称分量法，将A相电流、B相电流和C相电流分解为正序电流相量、负序电流相量和零序电流相量；

S320，依据公式1计算正序电流相量、负序电流相量和零序电流相量；

其中，α为引入的移相因子，

为所述正序电流相量，

为所述负序电流相量，

为所述零序电流相量，

为A相电流相量，

为B相电流相量，

为C相电流相量；

S330，设定边界条件，依据所述边界条件，将所述公式1转化为公式2；所述边界条件为三相电流的相位对称，且所述A相电流的初始相位为0度；

其中，α为引入的移相因子，

为所述正序电流相量，

为所述负序电流相量，

为所述零序电流相量，I_A(n)为A相电流有效值数列，I_B(n)为B相电流有效值数列，I_C(n)为C相电流有效值数列；

S340，定义移相因子为α＝e^j120°，并将定义后的移相因子代入公式2，可以得出公式3；

其中，α为引入的移相因子，

为所述正序电流相量，

为所述负序电流相量，

为所述零序电流相量，I_A(n)为A相电流有效值数列，I_B(n)为B相电流有效值数列，I_C(n)为C相电流有效值数列；

S350，提取所述公式3中正序电流相量的电流有效值信息，得出三相电流正序电流数列，所述三相电流正序电流数列的形式如公式4所示；

其中，I₁(n)为三相电流正序电流数列，I_A(n)为A相电流有效值数列，I_B(n)为B相电流有效值数列，I_C(n)为C相电流有效值数列；

S360，提取所述公式3中零序电流相量的电流有效值信息，得出三相电流零序电流数列，所述三相电流零序电流数列的形式如公式5所示；

其中，I₀(n)为三相电流零序电流数列，I_A(n)为A相电流有效值数列，I_B(n)为B相电流有效值数列，I_C(n)为C相电流有效值数列；

S370，提取所述公式3中负序电流相量的电流有效值信息，得出三相电流负序电流数列，所述三相电流负序电流数列的形式如公式6所示；

其中，I₂(n)为三相电流负序电流数列，I_A(n)为A相电流有效值数列，I_B(n)为B相电流有效值数列，I_C(n)为C相电流有效值数列；

S380，将所述A相电流有效值数列、所述B相电流有效值数列和所述C相电流有效值数列分别代入所述公式4、所述公式5和所述公式6，得出所述三相电流正序电流数列、所述三相电流负序电流数列与所述三相电流零序数列。

3.根据权利要求2所述的获取负荷电流不平衡度的方法，其特征在于，所述步骤S400包括：

S410，依据所述三相电流负序电流数列和所述三相电流零序电流数列，基于公式7，计算得出所述三相不平衡电流数列；

其中，I_ε(n)为所述三相不平衡电流数列，I₀(n)为所述三相电流零序电流数列，I₂(n)为所述三相电流负序电流数列。

4.根据权利要求3所述的获取负荷电流不平衡度的方法，其特征在于，所述步骤S500包括：

S510，依据公式8计算得出三相电流不平衡度数列；

其中，ε₁％(n)为所述三相电流不平衡度数列，I_ε(n)为所述三相不平衡电流数列，I₁(n)为所述三相电流正序电流数列。

5.根据权利要求4所述的获取负荷电流不平衡度的方法，其特征在于，所述步骤S600包括：

S611，依照从大到小的顺序，对所述三相电流不平衡度数列中的n个三相负荷电流不平衡度进行排序；

S612，获取数值最大的三相负荷电流不平衡度，将所述数值最大的三相负荷电流不平衡度作为所述负荷电流不平衡度。

6.根据权利要求5所述的获取负荷电流不平衡度的方法，其特征在于，所述步骤S600包括：

S621，依照从大到小的顺序，对所述三相电流不平衡度数列中的n个三相负荷电流不平衡度进行排序；

S622，将前5％三相负荷电流不平衡度去除；

S623，选取后95％三相负荷电流不平衡度中数值最大的三相负荷电流不平衡度，作为所述95％概率大值；

S624，将所述95％概率大值作为所述负荷电流不平衡度。

7.根据权利要求6所述的获取负荷电流不平衡度的方法，其特征在于，所述步骤S600包括：

S631，对所述三相电流不平衡度数列中的n个三相负荷电流不平衡度计算平均值；

S632，将所述平均值作为所述负荷电流不平衡度。

8.根据权利要求6所述的获取负荷电流不平衡度的方法，其特征在于，所述获取负荷电流不平衡度的方法应用于居民用电负荷低压台区。

9.一种负荷电流不平衡度估算装置，其特征在于，包括处理器(310)、存储器(320)以及存储在所述存储器(320)上的计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器(310)处理时实现权利要求1-8中任意一项所述的在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法的步骤。

10.一种负荷电流不平衡度估算系统，其特征在于，包括：

三相四线制供电系统(100)，包括A相供电线(110)、B相供电线(120)和C相供电线(130)；

电流参数检测装置(200)，分别与所述A相供电线(110)、所述B相供电线(120)和所述C相供电线(130)电连接，用于在预设时间段内，获取n个A相电流的电流有效值、n个B相电流的电流有效值和n个C相电流的电流有效值；以及

负荷电流不平衡度估算装置(300)，与所述电流参数检测装置(200)电连接，用于执行权利要求1-8中任意一项所述的在缺失相位信息条件下获取负荷电流不平衡度的方法。

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