CN112467763A - 一种配变负载三相不平衡状态的评估方法 - Google Patents

一种配变负载三相不平衡状态的评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种配变负载三相不平衡的评估方法，涉及配变负载三相不平衡研究的技术领域，解决了现有方法仅局限于确认负载三相不平衡度，无法定量评估反映负载三相不平衡带来影响的问题，本发明明确采集时间间隔及总的统计时长后，采集待评估配变在每个采集时间间隔内的实际电流运行数据，无需相量值，基于实际电流运行数据进行电流相间最小不平衡度及电流相间不平衡度的计算，确认相间电流负载不平衡损耗系数，与目标损耗系数比较，且设定了电流阈值，可以有效躲避短时数据波动等数据质量欠缺带来的问题，以潜力判别阈值作为门槛，根据异常待处理配变的优先级，确认所有待评估配变负载三相不平衡的状态，保证配变负载三相不平衡评估结果的准确性。

Description

一种配变负载三相不平衡状态的评估方法
技术领域
本发明涉及配变负载三相不平衡研究的技术领域，更具体地，涉及一种配变负载三相不平衡状态的评估方法。
背景技术
随着用户、企业电量的逐年增加，配电网的用电负荷不断增长，一些配变台区受地理位置和技术因素的影响，负载三相不平衡及低电压情况突出，配变负载三相不平衡除了对用户电压、台区线损造成影响外，还会造成变压器过负荷烧毁，给供电企业和人民生活造成一定的影响。
目前已有的配变负载不平衡的判断方法较多，但很多在实际应用中的效果不佳，如一些方法涉及到相量运算，应用的时候需采集配变的电气相量值，但现场环境大多仅采集到电气量的幅值，而且短时数据波动厉害，因此不便于直接应用；而与此同时，也存在一些不涉及相量运算的配变负载不平衡的判断方法，如2018年12月14日，中国专利(公布号CN1090904659A)中公开了一种基于计量集抄终端数据的配电有功负载不平衡的判断方法，该技术方案中利用三相有功负载不平衡度的计算方法计算配变在每一个数据间隔的三相有功负载不平衡度，然后根据设定的不平衡度阈值进行判断，确定配变三相负载是否处于不平衡状态，该方法对配变负载不平衡的判断侧重于最直接的不平衡程度值，无法定量反映不平衡带来的影响，因此无法进一步指导运维人员对负载三相不平衡配变的操作处理。
发明内容
为解决现有配变负载三相不平衡的判断方法仅局限于确认负载三相不平衡度，无法定量评估反映负载三相不平衡带来影响的问题，本发明提出一种配变负载三相不平衡状态的评估方法，定量衡量配变负载三相不平衡的程度，指导运维人员按轻重缓急处理负载三相不平衡状态异常的配变。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种配变负载三相不平衡状态的评估方法，至少包括：
S1.设配电台区待评估配变的台数为N，待评估配变的编号为1，2，…，i，…，N；
S2.以t为采集时间间隔，T为总统计时间长度，采集每一台待评估配变i在每个采集时间间隔t内的实际电流运行数据；
S3.根据实际电流运行数据，计算每个采集时间间隔t内配变i的电流相间最小不平衡度Fxi及电流相间不平衡度
Figure BDA0002811822120000021
S4.基于配变i的电流相间最小不平衡度Fxi及电流相间不平衡度
Figure BDA0002811822120000022
求解每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数KBbi；
S5.计算每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数KBbi与目标损耗系数KBbT的差值ΔKBbi；
S6.判断KBbi是否大于目标损耗系数KBbT且每个采集时间间隔t内配变i任一相的电流是否均大于电流阈值IM，若是，令采差值ΔKBbi不变，执行步骤S7；否则，令差值ΔKBbi为0，执行步骤S7；
S7.计算总统计时间长度T内配变i的负载损耗降低潜力kpi；
S8.判断每个配变i的负载损耗降低潜力kpi是否大于潜力判别阈值kT，若是，配变i的负载三相不平衡，执行步骤S9；否则，配变i的负载三相平衡；
S9.以配变i的负载损耗降低潜力kpi的大小作为配变负载三相不平衡状态异常待处理的优先级标准，根据异常待处理配变的优先级，确认N台待评估配变负载三相不平衡的状态。
在本技术方案中，考虑台区数据传送的情况，首先确认采集时间间隔及总的统计时长，然后直接采集每一台待评估配变在每个采集时间间隔内的实际电流运行数据，无需相量值，基于实际电流运行数据进行电流相间最小不平衡度及电流相间不平衡度的计算，确认相间电流负载不平衡损耗系数，并与目标损耗系数比较，且设定了电流阈值，可以有效躲避短时数据波动等数据质量欠缺带来的问题，保证配变负载三相不平衡评估结果的准确性，此外，以潜力判别阈值作为门槛，在定量的前提下筛选负载损耗降低潜力对应的配变的负载三相不平衡状态，然后将负载损耗降低潜力的大小作为配变负载三相不平衡状态异常待处理的优先级标准，根据异常待处理配变的优先级，确认所有待评估配变负载三相不平衡的状态，解决了传统方法仅局限于确认负载三相不平衡度，无法定量评估反映以及明确负载三相不平衡度带来影响的问题，无法实现及时指导运维人员按照轻重缓急处理负载三相不平衡状态异常配变的目的。
优选地，步骤S2中所述采集时间间隔t为15分钟。
优选地，步骤S2中每一台待评估配变i在每个采集时间间隔t内的实际电流运行数据包括：配变i的三相电流最小有效值Imini、三相电流最大有效值Imaxi及三相平均电流有效值为IPavi。
优选地，步骤S3中所述每个采集时间间隔t内配变i的电流相间最小不平衡度Fxi的表达式为：
Figure BDA0002811822120000031
其中，Imini表示配变i的三相电流最小有效值；IPavi表示配变i的三相平均电流有效值；Smini表示配变i的最小容量；Savi表示配变i的平均容量。
优选地，步骤S3中所述每个采集时间间隔t内配变i的电流相间最小不平衡度Fxi的表达式为：
Figure BDA0002811822120000032
其中，Imaxi表示三相电流最大有效值；Smaxi表示配变i的最大容量。
优选地，步骤S4所述的每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数KBbi的表达式为：
Figure BDA0002811822120000033
其中，KBbi表示每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数。
优选地，步骤S5中所述目标损耗系数KBbT取1.05～1.1。
在此，目标损耗系数为1时，配变处于负载三相完全平衡的状态，实际中不可能实现，而目标损耗系数为1.1为轻微的负载三相不平衡状态，其损耗是完全平衡状态时的1.1倍。
优选地，步骤S7所述总统计时间长度T内每个配变负载损耗降低的潜力kpi的表达式为：
Figure BDA0002811822120000041
其中，KBbi表示每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数；ΔKBbi表示每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数KBbi与目标损耗系数KBbT的差值。
优选地，步骤S8中所述潜力判别阈值kT为5％。
在此，潜力判别阈值kT设定为5％可表明配变在当前损耗的基础上降低5％达到目标损耗的水平，此时处于负载三相不平衡异常运行状态的配变存在待处理的价值。
优选地，步骤S9中，配变i的负载损耗降低潜力kpi越大，配变i负载三相不平衡状态异常待处理的优先级越高。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出一种配变负载三相不平衡的评估方法，首先确认数据采集时间间隔及总的统计时长，然后直接采集每一台待评估配变在每个采集时间间隔内的实际电流运行数据，无需相量值，基于实际电流运行数据进行电流相间最小不平衡度及电流相间不平衡度的计算，确认相间电流负载不平衡损耗系数，并与目标损耗系数比较，且设定了电流阈值，可以有效躲避短时数据波动等数据质量欠缺带来的问题，保证配变负载三相不平衡评估结果的准确性，此外，以潜力判别阈值作为门槛，在定量的前提下筛选负载损耗降低潜力对应的配变的负载三相不平衡状态，然后将负载损耗降低潜力的大小作为配变负载三相不平衡状态异常待处理的优先级标准，根据异常待处理配变的优先级，确认所有待评估配变负载三相不平衡的状态，解决了传统方法仅局限于确认负载三相不平衡度，无法定量评估反映以及明确负载三相不平衡度带来影响的问题，无法实现及时指导运维人员按照轻重缓急处理负载三相不平衡状态异常配变的目的。
附图说明
图1表示本发明实施例中提出的配变负载三相不平衡评估方法的流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好地说明本实施例，附图某些部位会有省略、放大或缩小，并不代表实际尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知内容说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示的配变负载三相不平衡评估方法的流程图，参见图1，所述方法的包括以下步骤：
S1.设配电台区待评估配变的台数为N，待评估配变的编号为1，2，…，i，…，N；
S2.以t为采集时间间隔，T为总统计时间长度，采集每一台待评估配变i在每个采集时间间隔t内的实际电流运行数据；在本实施例中，所述采集时间间隔t为15分钟，每一台待评估配变i在每个采集时间间隔t内的实际电流运行数据包括：配变i的三相电流最小有效值Imini、三相电流最大有效值Imaxi及三相平均电流有效值为IPavi。
S3.根据实际电流运行数据，计算每个采集时间间隔t内配变i的电流相间最小不平衡度Fxi及电流相间不平衡度
Figure BDA0002811822120000054
每个采集时间间隔t内配变i的电流相间最小不平衡度Fxi的表达式为：
Figure BDA0002811822120000051
其中，Imini表示配变i的三相电流最小有效值；IPavi表示配变i的三相平均电流有效值；Smini表示配变i的最小容量；Savi表示配变i的平均容量。
所述每个采集时间间隔t内配变i的电流相间最小不平衡度Fxi的表达式为：
Figure BDA0002811822120000052
其中，Imaxi表示三相电流最大有效值；Smaxi表示配变i的最大容量。
S4.基于配变i的电流相间最小不平衡度Fxi及电流相间不平衡度
Figure BDA0002811822120000055
求解每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数KBbi；每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数KBbi的表达式为：
Figure BDA0002811822120000053
其中，KBbi表示每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数。
S5.计算每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数KBbi与目标损耗系数KBbT的差值ΔKBbi；
S6.判断KBbi是否大于目标损耗系数KBbT且每个采集时间间隔t内配变i任一相的电流是否均大于电流阈值IM，若是，令采差值ΔKBbi不变，执行步骤S7；否则，令差值ΔKBbi为0，执行步骤S7；
，在本实施例中，目标损耗系数KBbT可取1.05～1.1，1.05～1.1范围内的数使用者可自行选取，因为目标损耗系数KBbT为1时，配变处于负载三相完全平衡的状态，实际中不可能实现，而目标损耗系数为1.1为轻微的负载三相不平衡状态，其损耗是完全平衡状态时的1.1倍；另外，电流阈值IM是为了滤除负荷较低时的电流三相不平衡，此时虽然不平衡度可能很大，但却是因为负荷低，某一相有稍多的负荷即变成不平衡。
S7.计算总统计时间长度T内配变i的负载损耗降低潜力kpi；负载损耗降低潜力kpi意味着将配变不平衡度调至KBbT时，在现基础上能降低损耗的百分比，所述总统计时间长度T内每个配变负载损耗降低的潜力kpi的表达式为：
Figure BDA0002811822120000061
其中，KBbi表示每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数；ΔKBbi表示每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数KBbi与目标损耗系数KBbT的差值。
S8.判断每个配变i的负载损耗降低潜力kpi是否大于潜力判别阈值kT，若是，配变i的负载三相不平衡，执行步骤S9；否则，配变i的负载三相平衡；在本实施例中，潜力判别阈值kT为5％。
S9.以配变i的负载损耗降低潜力kpi的大小作为配变负载三相不平衡状态异常待处理的优先级标准，根据异常待处理配变的优先级，确认N台待评估配变负载三相不平衡的状态。配变i的负载损耗降低潜力kpi越大，配变i负载三相不平衡状态异常待处理的优先级越高。
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配变负载三相不平衡状态的评估方法，其特征在于，至少包括：
S1.设配电台区待评估配变的台数为N，待评估配变的编号为1，2，…，i，…，N；
S2.以t为采集时间间隔，T为总统计时间长度，采集每一台待评估配变i在每个采集时间间隔t内的实际电流运行数据；
S3.根据实际电流运行数据，计算每个采集时间间隔t内配变i的电流相间最小不平衡度Fxi及电流相间不平衡度
Figure FDA0002811822110000011
S4.基于配变i的电流相间最小不平衡度Fxi及电流相间不平衡度
Figure FDA0002811822110000012
求解每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数KBbi；
S5.计算每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数KBbi与目标损耗系数KBbT的差值ΔKBbi；
S6.判断KBbi是否大于目标损耗系数KBbT且每个采集时间间隔t内配变i任一相的电流是否均大于电流阈值IM，若是，令采差值ΔKBbi不变，执行步骤S7；否则，令差值ΔKBbi为0，执行步骤S7；
S7.计算总统计时间长度T内配变i的负载损耗降低潜力kpi；
S8.判断每个配变i的负载损耗降低潜力kpi是否大于潜力判别阈值kT，若是，配变i的负载三相不平衡，执行步骤S9；否则，配变i的负载三相平衡；
S9.以配变i的负载损耗降低潜力kpi的大小作为配变负载三相不平衡状态异常待处理的优先级标准，根据异常待处理配变的优先级，确认N台待评估配变负载三相不平衡的状态。
2.根据权利要求1所述的配变负载三相不平衡状态的评估方法，其特征在于，步骤S2中所述采集时间间隔t为15分钟。
3.根据权利要求1所述的配变负载三相不平衡状态的评估方法，其特征在于，步骤S2中每一台待评估配变i在每个采集时间间隔t内的实际电流运行数据包括：配变i的三相电流最小有效值Imini、三相电流最大有效值Imaxi及三相平均电流有效值为IPavi。
4.根据权利要求3所述的配变负载三相不平衡状态的评估方法，其特征在于，步骤S3中所述每个采集时间间隔t内配变i的电流相间最小不平衡度Fxi的表达式为：
Figure FDA0002811822110000021
其中，Imini表示配变i的三相电流最小有效值；Ipavi表示配变i的三相平均电流有效值；Smini表示配变i的最小容量；Savi表示配变i的平均容量。
5.根据权利要求4所述的配变负载三相不平衡状态的评估方法，其特征在于，步骤S3中所述每个采集时间间隔t内配变i的电流相间最小不平衡度Fxi的表达式为：
Figure FDA0002811822110000022
其中，Imaxi表示三相电流最大有效值；Smaxi表示配变i的最大容量。
6.根据权利要求5所述的配变负载三相不平衡状态的评估方法，其特征在于，步骤S4所述的每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数KBbi的表达式为：
Figure FDA0002811822110000023
其中，KBbi表示每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数。
7.根据权利要求6所述的配变负载三相不平衡状态的评估方法，其特征在于，步骤S5中所述目标损耗系数KBbT取1.05～1.1。
8.根据权利要求7所述的配变负载三相不平衡状态的评估方法，其特征在于，步骤S7所述总统计时间长度T内每个配变负载损耗降低的潜力kpi的表达式为：
Figure FDA0002811822110000024
其中，KBbi表示每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数；ΔKBbi表示每个采集时间间隔t内配变i的相间电流负载不平衡损耗系数KBbi与目标损耗系数KBbT的差值。
9.根据权利要求8所述的配变负载三相不平衡状态的评估方法，其特征在于，步骤S8中所述潜力判别阈值kT为5％。
10.根据权利要求9所述的配变负载三相不平衡状态的评估方法，其特征在于，步骤S9中，配变i的负载损耗降低潜力kpi越大，配变i负载三相不平衡状态异常待处理的优先级越高。
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