CN115395513A - 电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统 - Google Patents

电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统 Download PDF

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孙延松
吴达雷
梁树华
朱德文
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Abstract

本发明提供电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统，所述系统用于执行一种配电网评估不平衡、无功和欠压累计损失方法，所述方法包括S1、构建三相四线低压配电电路，所述三相四线低压配电电路包括变压器、监控装置PMD_T、PMD‑1、PMD‑2、PMD‑3、PMD‑4、通信网关和云平台，所述PMD_T设置在变压器出线端，用于测量整个台区的电参数，PMD‑1、PMD‑2、PMD‑3、PMD‑4安装在线路末端，用于测量台区各用电端的电参数；S2、计算线路PMD‑1、PMD‑2、PMD‑3、PMD‑4中的不平衡累计损失；S3、计算线路PMD‑1、PMD‑2、PMD‑3、PMD‑4中的无功累计损失；S4、计算欠压累计损失。本系统能够用于评估投入对三相不平衡、无功、欠压累计损失改善的成本，以及评估能否覆盖上述带来的损失。

Description

电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统
技术领域
本发明涉及配电网评估技术领域，尤其涉及电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统。
背景技术
采用三相四线制供电方式，由于用户较为分散，线路较长，如果三相负荷不平衡、无功、欠压，将直接增加电能在线路的损耗。目前的不平衡累计损失通过负荷不平衡度β进行评估，仅能评估瞬时状态下的不平衡状态，并不能评估累计一日、一月的三相不平衡损失；目前的无功累计损失评估只是根据功率因数进行评估，该评估不直观，不能让用户直接看到实际损失，以及根据无功电能大小来评估，但无功电能并不代表实际的电能损失；目前的欠压损失的评估仅考虑欠压导致的安全因素，未考虑其带来的线路损失，更无其带来的累计损失。
发明内容
鉴以此，本发明的目的在于提供电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统，以至少解决以上问题。
本发明采用的技术方案如下：
电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统，所述系统用于执行一种配电网评估不平衡、无功和欠压累计损失方法，所述方法包括以下步骤：
S1、构建三相四线低压配电电路，所述三相四线低压配电电路包括变压器、监控装置PMD_T、PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4、通信网关和云平台，所述PMD_T设置在变压器出线端，用于测量整个台区的电参数，PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4安装在线路末端，用于测量台区各用电端的电参数；
S2、计算线路PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中的不平衡累计损失；
S3、计算线路PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中的无功累计损失；
S4、计算欠压累计损失。
进一步的，在步骤S2中，计算线路PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中的不平衡累计损失还包括以下步骤：
S21、PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4按照焦耳积分的计算公式累计A相、B相、C相、N线的焦耳积分IA 2t(t)，IB 2t(t)，IC 2t(t)，IN 2t(t)；
S22、计算每日的焦耳积分值，以A相为例，其他线相同：ΔIA 2t＝IA 2t(t)-IA 2t(t-1)，得出每日实际损失的焦耳积分值：ΔIA 2t、ΔIB 2t、ΔIC 2t、ΔIN 2t；
S23、计算不平衡绝对损失电能：
E＝ΔIN 2t*2R
其中2R为用户预估从进线柜到末端PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4位置的零线线路阻抗；
S24、计算每日中不平衡损失在总体线损中占比：
Figure BDA0003827037190000021
进一步的，在步骤S3中，计算线路PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中的无功累计损失包括以下步骤：
S31、计算不包含无功影响时的电流：
Figure BDA0003827037190000022
P为PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4测量的有功功率、U为PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4测量的电压；
S32、计算包含无功影响时的电流
Figure BDA0003827037190000031
S为PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4测量的有功功率、U为PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4测量的电压；
S33、计算因无功存在时导致的累计焦耳积分差(t时刻时)
Δ(t)＝IS 2t-IP 2t
从运行开始一直进行累计这个损失；
S34、计算因无功存在时导致的累计损失电能(t时刻时)
E(t)＝Δ(t)*R
从运行开始一直进行累计这个损失，R代表一相上零线和火线的阻值和。
进一步的，在步骤S4中，计算欠压累计损失包括以下步骤：
S41、如果当前电压低于允许下限ULow时，当前电流为I，当前视在功率为S；
S42、当不欠压时其电压为UR，则不欠压时在相同视在功率S下，其电流为：
Figure BDA0003827037190000032
S43、计算因欠压存在时导致的累计焦耳积分差(t时刻时)
Δ(t)＝I2t-IR 2t
从运行开始一直进行累计这个损失；
S44、计算因欠压导致的累计损失电能(t时刻时)
E(t)＝Δ(t)*R
从运行开始一直进行累计这个损失，R代表一相上零线和火线的阻值和。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)相对原来使用负荷不平衡度β来评估的方式，仅能表达瞬时状态的不平衡影响，不能反应这种不平衡导致的累计损失；
(2)相对比现有的无功仅评估了瞬时功率增量系数K来对整个运行期间的电能损失进行评估，不够科学。
(3)相比现有技术可以实时累计无功带来的损失，比现有方式更准确、更直观，可更加直观的评估增加无功补偿设备的投资回报周期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种配电网评估不平衡、无功和欠压累计损失方法的整体流程示意图。
图2是本发明实施例提供的电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统的四线低压配电电路整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
参照图1和图2，本发明提供一种电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统，所述系统用于执行一种配电网评估不平衡、无功和欠压累计损失方法，所述方法包括以下步骤：
S1、构建三相四线低压配电电路，所述三相四线低压配电电路包括变压器、监控装置PMD_T、PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4、通信网关和云平台，所述PMD_T设置在变压器出线端，用于测量整个台区的电参数，PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4安装在线路末端，用于测量台区各用电端的电参数；
S2、计算线路PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中的不平衡累计损失；
S3、计算线路PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中的无功累计损失；
S4、计算欠压累计损失。
示例性地，PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中，用于评估每个末端的不平衡、无功、欠压损失的累计值，在云平台中实现不平衡、无功、欠压损失的展示。
在步骤S2中，计算线路PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中的不平衡累计损失还包括以下步骤：
S21、PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4按照焦耳积分的计算公式累计A相、B相、C相、N线的焦耳积分IA 2t(t)，IB 2t(t)，IC 2t(t)，IN 2t(t)；
S22、计算每日的焦耳积分值，以A相为例，其他线相同：ΔIA 2t＝IA 2t(t)-IA 2t(t-1)，得出每日实际损失的焦耳积分值：ΔIA 2t、ΔIB 2t、ΔIC 2t、ΔIN 2t；
S23、计算不平衡绝对损失电能：
E＝ΔIN 2t*2R
其中2R为用户预估从进线柜到末端PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4位置的零线线路阻抗；
S24、计算每日中不平衡损失在总体线损中占比：
Figure BDA0003827037190000051
在步骤S3中，计算线路PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中的无功累计损失包括以下步骤：
S31、计算不包含无功影响时的电流：
Figure BDA0003827037190000061
P为PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4测量的有功功率、U为PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4测量的电压；
S32、计算包含无功影响时的电流
Figure BDA0003827037190000062
S为PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4测量的有功功率、U为PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4测量的电压；
S33、计算因无功存在时导致的累计焦耳积分差(t时刻时)
Δ(t)＝IS 2t-IP 2t
从运行开始一直进行累计这个损失；
S34、计算因无功存在时导致的累计损失电能(t时刻时)
E(t)＝Δ(t)*R
从运行开始一直进行累计这个损失，R代表一相上零线和火线的阻值和。
示例性地，通过以上步骤可以统计每日、每月的因欠压导致的累计损失，作为我们评估是否有必要调整电压的依据，也可以评估欠压在总体线损中的占比。
在步骤S4中，计算欠压累计损失包括以下步骤：
S41、如果当前电压低于允许下限ULow时，当前电流为I，当前视在功率为S；
S42、当不欠压时其电压为UR，则不欠压时在相同视在功率S下，其电流为：
Figure BDA0003827037190000071
S43、计算因欠压存在时导致的累计焦耳积分差(t时刻时)
Δ(t)＝I2t-IR 2t
从运行开始一直进行累计这个损失；
S44、计算因欠压导致的累计损失电能(t时刻时)
E(t)＝Δ(t)*R
从运行开始一直进行累计这个损失，R代表一相上零线和火线的阻值和。
示例性地，通过以上步骤：可以统计每日、每月的因欠压导致的累计损失，作为我们评估是否有必要调整电压的依据，也可以评估欠压在总体线损中的占比。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统，其特征在于，所述系统用于执行一种配电网评估不平衡、无功和欠压累计损失方法，所述方法包括以下步骤：
S1、构建三相四线低压配电电路，所述三相四线低压配电电路包括变压器、监控装置PMD_T、PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4、通信网关和云平台，所述PMD_T设置在变压器出线端，用于测量整个台区的电参数，PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4安装在线路末端，用于测量台区各用电端的电参数；
S2、计算线路PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中的不平衡累计损失；
S3、计算线路PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中的无功累计损失；
S4、计算欠压累计损失。
2.根据权利要求1所述的电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统，其特征在于，在步骤S2中，计算线路PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中的不平衡累计损失还包括以下步骤：
S21、PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4按照焦耳积分的计算公式累计A相、B相、C相、N线的焦耳积分IA 2t(t)，IB 2t(t)，IC 2t(t)，IN 2t(t)；
S22、计算每日的焦耳积分值，以A相为例，其他线相同：ΔIA 2t＝IA 2t(t)-IA 2t(t-1)，得出每日实际损失的焦耳积分值：ΔIA 2t、ΔIB 2t、ΔIC 2t、ΔIN 2t；
S23、计算不平衡绝对损失电能：
E＝ΔIN 2t*2R
其中2R为用户预估从进线柜到末端PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4位置的零线线路阻抗；
S24、计算每日中不平衡损失在总体线损中占比：
Figure FDA0003827037180000021
3.根据权利要求2所述的电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统，其特征在于，在步骤S3中，计算线路PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4中的无功累计损失包括以下步骤：
S31、计算不包含无功影响时的电流：
Figure FDA0003827037180000022
P为PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4测量的有功功率、U为PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4测量的电压；
S32、计算包含无功影响时的电流
Figure FDA0003827037180000023
S为PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4测量的有功功率、U为PMD-1、PMD-2、PMD-3、PMD-4测量的电压；
S33、计算因无功存在时导致的累计焦耳积分差(t时刻时)
Δ(t)＝IS 2t-IP 2t
从运行开始一直进行累计这个损失；
S34、计算因无功存在时导致的累计损失电能(t时刻时)
E(t)＝Δ(t)*R
从运行开始一直进行累计这个损失，R代表一相上零线和火线的阻值和。
4.根据权利要求3所述的电网不平衡、无功和欠压累计损失的电能质量评估系统，其特征在于，在步骤S4中，计算欠压累计损失包括以下步骤：
S41、如果当前电压低于允许下限ULow时，当前电流为I，当前视在功率为S；
S42、当不欠压时其电压为UR，则不欠压时在相同视在功率S下，其电流为：
Figure FDA0003827037180000031
S43、计算因欠压存在时导致的累计焦耳积分差(t时刻时)
Δ(t)＝I2t-IR 2t
从运行开始一直进行累计这个损失；
S44、计算因欠压导致的累计损失电能(t时刻时)
E(t)＝Δ(t)*R
从运行开始一直进行累计这个损失，R代表一相上零线和火线的阻值和。
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