CN117117910A - 一种台区三相不平衡自动调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种台区三相不平衡自动调节方法，包括：S1、读取融合终端交采数据，得出台区最大和最小电流的相位、电流值；S2、计算三相不平衡度；S3、判断是否出现三相不平衡；S4、召测该台区下所有换相开关量测数据；S5、查找台区电流最大相下的所有换相开关的数据；S6、模拟出相应换相开关换相后的三相不平衡度；S7、获取模拟三相不平衡度最小的换相开关，若此换相开关模拟计算出的三相不平衡度小于步骤S2计算的三相不平衡度，则将其相位切换到台区电流最小的相位上；S8、定时重复执行步骤S1至步骤S7。本发明能根据台区三相电流自动调节台区电流的三相不平衡度，找到最佳的换相开关相位切换方案，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及配电网技术领域，具体是一种台区三相不平衡自动调节方法。
背景技术
随着科学技术的进步和国民经济的发展，电能需求日益增加，对电能质量的要求也越来越高。配电网台区同时涉及到供电侧和用户侧，是最能体现电能质量好坏的环节。配电网的电压等级较低，拓扑种类复杂，线路的馈线众多，损耗占电力系统大部分电能损耗，同时伴随着用户用电的波动性以及随机性，配电线路中的单相负荷呈现出明显的波动性和随机性，在绝大多数时间内，配电线路的三相负荷发生不平衡现象，会导致三相电流甚至三相电压的不平衡，当不平衡度高于标准要求时，会给配电系统带来危害。
目前，配电网台区三相不平衡治理都是通过工作人员手动切换换相开关来实现，工作人员凭经验很难快速找到最佳的方案，效率低。
发明内容
本发明的目的在于解决现有台区三相不平衡治理通过手动切换换相开关效率低的问题，提供了一种一种台区三相不平衡自动调节方法，其能够根据台区三相电流，自动调节台区电流的三相不平衡度，并利用模拟算法，能够找到最佳的换相开关相位切换方案，效率高。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现：
一种台区三相不平衡自动调节方法，包括以下步骤：
步骤S1、采用控制器读取融合终端交采数据，得到台区A/B/C三相电流，通过比较A/B/C三相电流得出台区最大电流的相位和电流值、以及台区最小电流的相位和电流值；
步骤S2、根据台区最大电流的电流值和台区最小电流的电流值计算三相不平衡度；
步骤S3、将计算的三相不平衡度与设定的三相不平衡度阈值比较，判断是否出现三相不平衡，若是则进入步骤S4；
步骤S4、召测该台区下所有换相开关量测数据，获取该台区下所有换相开关的当前相位和当前电流；
步骤S5、查找台区电流最大相下的所有换相开关的数据；
步骤S6、从步骤S5得到的换相开关数据依次取出换相开关的电流，利用台区电流最大相的电流减去各换相开关的电流，利用台区电流最小相的电流加上各换相开关的电流，电流值处于中间相的台区电流不变，对于电流最大相下的各个换相开关，得到将其单独换相至电流最小相下后的各相电流结果，形成新的三相电流结果，并根据所述三相电流结果，计算各换相开关换相后的三相不平衡度模拟结果；
步骤S7、获取模拟结果中三相不平衡度最小的换相开关换相方式，若模拟结果中最小的三相不平衡度小于步骤S2计算的三相不平衡度，则将相应换相开关的相位切换到台区电流最小的相上；
步骤S8、按设定时间定时重复执行步骤S1至步骤S7。
进一步的，所述步骤S2和步骤S6中计算三相不平衡度的计算公式为：(最大电流的电流值-最小电流的电流值)/最大电流的电流值。
进一步的，所述控制器设置有持续时间阈值，若三相不平衡持续时间大于持续时间阈值，且电流最大相或最小相均未改变，则判断出现三相不平衡并进入步骤S4；其中，三相不平衡持续时间为所述步骤S3中计算的三相不平衡度大于设定的三相不平衡度阈值持续的时间。
进一步的，所述电流最大相或最小相在三相不平衡持续时间内发生改变，则以改变后的电流数据重新计算三相不平衡度并与三相不平衡度阈值比较，若大于三相不平衡度阈值，则以电流最大相或最小相发生改变的时间点作为新的三相不平衡持续时间的起始时间。
进一步的，所述步骤S3还包括：当三相不平衡度小于等于三相不平衡度阈值时校验三相不平衡持续时间的起始时间是否为空，若为空则不作处理，若不为空则修改当前时间为持续时间的结束时间；当三相不平衡度大于三相不平衡度阈值且起始时间为空时，修改三相不平衡的起始时间为当前时间，重置持续时间的起始时间。
进一步的，所述步骤S7中模拟三相不平衡度最小的换相开关计算出的三相不平衡度若大于或等于步骤S2计算的三相不平衡度，则将台区电流最大相下负荷最大的换相开关处增设至少一个换相开关分担台区电流最大相下负荷最大的换相开关电流，然后再执行步骤S1至步骤S7；其中，增设的每个换相开关分担的电流在设定电流值范围内。
综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明应用时，能够根据台区三相电流，自动调节台区电流的三相不平衡度；利用模拟算法，能够找到最佳的换相开关相位切换方案，效率高，对台区三相不平衡治理有着积极的意义。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明一个具体实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例：
如图1所示，一种台区三相不平衡自动调节方法，包括以下步骤：步骤S1、采用控制器读取融合终端交采数据，得到台区A/B/C三相电流，通过比较A/B/C三相电流得出台区最大电流的相位和电流值、以及台区最小电流的相位和电流值；步骤S2、根据台区最大电流的电流值和台区最小电流的电流值计算三相不平衡度；步骤S3、将计算的三相不平衡度与设定的三相不平衡度阈值比较，判断是否出现三相不平衡，若是则进入步骤S4；步骤S4、召测该台区下所有换相开关量测数据，获取该台区下所有换相开关的当前相位和当前电流；步骤S5、查找台区电流最大相下的所有换相开关的数据；步骤S6、从步骤S5得到的换相开关数据依次取出换相开关的电流，利用台区电流最大相的电流减去各换相开关的电流，利用台区电流最小相的电流加上各换相开关的电流，电流值处于中间相的台区电流不变，对于电流最大相下的各个换相开关，得到将其单独换相至电流最小相下后的各相电流结果，形成新的三相电流结果，并根据所述三相电流结果，计算各换相开关换相后的三相不平衡度模拟结果；步骤S7、获取模拟结果中三相不平衡度最小的换相开关换相方式，若模拟结果中最小的三相不平衡度小于步骤S2计算的三相不平衡度，则将相应换相开关的相位切换到台区电流最小的相上；步骤S8、按设定时间定时重复执行步骤S1至步骤S7。本实施例在具体实施时，控制器可采用融合终端的控制器实现，三相不平衡度阈值设置为0.12。本实施例步骤S1在读取融合终端的交采数据后，通过比较台区A/B/C三相电流，得到A/B/C三相电流中电流值最大的取值及对应的相位（如最大电流值对应的相位为A相），以及电流值最小的取值及对应的相位。本实施例步骤S3中判断未出现三相不平衡时，不再执行后续步骤，直至再次收到调节的三相不平衡的指令后，再从步骤S1开始执行相应操作步骤。本实施例步骤S5中查找台区电流最大相下的所有换相开关的数据即获取当前相位和台区电流最大的相位中相位相同的所有换相开关的数据。本实施例步骤S7模拟得到存在两个以上换相开关换相后三相不平衡度均为最小且小于步骤S2计算的三相不平衡度时，可人工择一换相开关进行换相，步骤S7在每次执行换相后，将换相次数加1，以便于对换相次数进行统计。
本实施例的步骤S1之前还包括以下步骤：在台区下户表表箱处安装换相开关，其中，在台区下户表表箱处安装换相开关基于现有技术实现，在此不再赘述。本实施例步骤S2和步骤S6中计算三相不平衡度的计算公式为：(最大电流的电流值-最小电流的电流值)/最大电流的电流值。其中，步骤S2计算三相不平衡度的具体计算公式为：(台区最大电流的电流值-台区最小电流的电流值)/台区最大电流的电流值；步骤S6计算各个换相开关换相后的三相不平衡度的具体计算公式为：(换相开关换相后的最大相电流值-换相开关换相后的最小相电流值)/换相开关换相后的最大相电流值，每个换相开关单独计算，计算每个换相开关换相后的三相不平衡度时换相开关换相后的最大相电流值和换相开关换相后的最小相电流值取自同一换相开关换相后的电流数据。
本实施例的控制器设置有持续时间阈值，若三相不平衡持续时间大于持续时间阈值，且电流最大相或最小相均未改变，则判断出现三相不平衡并进入步骤S4；其中，三相不平衡持续时间为所述步骤S3中计算的三相不平衡度大于设定的三相不平衡度阈值持续的时间。本实施例的电流最大相或最小相在三相不平衡持续时间内发生改变，则以改变后的电流数据重新计算三相不平衡度并与三相不平衡度阈值比较，若大于三相不平衡度阈值，则以电流最大相或最小相发生改变的时间点作为新的三相不平衡持续时间的起始时间。本实施例在具体设置时，持续时间阈值设置为10min。如此，本实施例应用时，需三相不平衡持续时间超过三相不平衡持续时间阈值，且电流最大相和最小相均未改变，才执行后续步骤，使本实施例应用时更加准确和精准。
本实施例的步骤S3还包括：当三相不平衡度小于等于三相不平衡度阈值时校验三相不平衡持续时间的起始时间是否为空，若为空则不作处理，若不为空则修改当前时间为持续时间的结束时间；当三相不平衡度大于三相不平衡度阈值且起始时间为空时，修改三相不平衡的起始时间为当前时间，重置持续时间的起始时间。本实施例中三相不平衡的起始时间在出现三相不平衡时由融合终端的控制器赋予，在步骤S2计算完三相不平衡度后，由融合终端的控制器检测起始时间是否为空，并将三相不平衡度小于等于三相不平衡度阈值而起始时间不为空的当前时间修改为持续时间的末点，将三相不平衡度大于三相不平衡度阈值而起始时间为空的起始时间修改为当前时间，避免本实施例应用时出现持续时间的误判。
如：某日10时05分台区三相电流：a=6A，b=4A，c=2A。计算三相不平衡度为：（6-2）÷6≈0.67，其大于设置的三相不平衡度阈值0.12，此时校验发现起始时间为空，则将该时间点作为三相不平衡持续时间的起始时间；持续时间阈值设置为10min，以10时05分为起点，直至持续到10时10分的时间段内（不含10时10分），三相不平衡度均大于阈值0.12，且保持最大相为a和最小相为c未变；10时10分时，最大相变为b=5A，a=3A变为中间相，最小相为c=2A未变，这时需重新计算三相不平衡度：（5-2）÷5=0.6，虽仍大于设置的三相不平衡度阈值0.12，但需以10时10分作为新的三相不平衡持续时间段起始时间。
本实施例应用时，当检测到出现三相不平衡时，查找台区电流最大相下的所有换相开关的数据，模拟出相应换相开关换相后的三相不平衡度（即最大的相位的电流减去某个换相开关的电流。最小相位的电流加上该换相开关的电流，得到新的三相电流，再去计算三相不平衡。），然后找出模拟三相不平衡度最小的换相开关 ，如果模拟计算得到此换相开关换相后的三相不平衡度小于步骤S2计算出来的三相不平衡度，则将该换相开关由电流最大相换相到电流最小相。如：台区三相电流：a=6A，b=4A，c=2A。计算三相不平衡度为：（6-2）÷6≈0.67，其大于设置的三相不平衡度阈值0.12，且持续时间达到10min电流最大相和最小相未改变，查找台区电流最大相A相下所有换相开关的数据，最大相A相有三个换相开关电流分别为SW1=1A；SW2=2A；SW3=3A。模拟计算的方式为：分别将A相减去SW1、SW2、SW3三者的电流，C相分别加上SW1、SW2、SW3三者的电流，得到新的三相电流。
计算/模拟计算换相开关换相后的三相不平衡度：
计算SW1换相后的不平衡度为：A相=（6-1）=5；B相=4；C=(2+1)=3；SW1换相后的三相不平衡度为:=(5-3)÷5=0.4。
计算SW2换相后的不平衡度：A相=（6-2）=4；B相=4；C=(2+2)=4；SW2换相后的三相不平衡度为:=(4-4)÷4=0。
计算SW3换相后的不平衡度：A相=（6-3）=3；B相=4；C=(2+3)=5；SW3换相后的三相不平衡度为:= (5-3)÷5=0.4。
由此得出，模拟计算得到三相不平衡度最小的换相方式为将SW2的相位切换到C相，其换相后的三相不平衡度小于设定的三相不平衡度阈值0.12。
本实施例步骤S7中如果模拟计算得到的最小三相不平衡度大于或等于步骤S2计算出来的三相不平衡度，则说明当前模拟计算的换相方案均达不到设定的三相不平衡度阈值要求，需要考虑增加换相开关的安装数量。其具体操作步骤为：将台区电流最大相下负荷最大的换相开关处增设至少一个换相开关分担台区电流最大相下负荷最大的换相开关电流，然后再执行步骤S1至步骤S7；其中，增设的每个换相开关分担的电流在设定电流值范围内。本实施例中，增设的换相开关接少部分户表，增设的换相开关分担的电流的设定电流值范围为4.5A至5.5A。本实施例在具体实施时，优选逐个增设换相开关，增设一个换相开关后，若执行步骤S1至步骤S7后模拟计算出的最小三相不平衡度仍不小于设定的三相不平衡度阈值，则按上述步骤再增设一个换相开关，然后再一次执行步骤S1至步骤S7，反复执行上述步骤，直至存在模拟计算出的最小三相不平衡度小于设定的三相不平衡度阈值。
本实施例一个具体应用示例中，得到台区A/B/C三相电流分别为：a=50A,b=40A,c=35A。计算三相不平衡度为：（50-35）÷50=0.3，其大于设置的三相不平衡度阈值0.12，且持续时间达到10min电流最大相和最小相未改变，查找台区电流最大相A相下所有换相开关的数据，最大相A相有三个换相开关电流分别为：SW6=15A；SW7=15A；SW8=20A。
计算/模拟计算换相开关换相后的三相不平衡度：
计算SW6换相后的不平衡度为：A相=（50-15）=35；B相=40；C=(35+15)=50；SW6换相后的三相不平衡度为:=(50-35)÷50=0.3。
计算SW7换相后的不平衡度为：A相=（50-15）=35；B相=40；C=(35+15)=50；SW7换相后的三相不平衡度为:=(50-35)÷50=0.3。
计算SW8换相后的不平衡度为：A相=（50-20）=30；B相=40；C=(35+20)=55；SW8换相后的三相不平衡度为:=(55-30)÷55≈0.45。
由上述计算的三相不平衡度可知，模拟计算SW6、SW7及SW8换相后的三相不平衡度均大于或等于采用步骤S2计算出来的三相不平衡度,因换相开关SW8的电流最大，即其负荷最大，本实施例增加换相开关SW11接少部分户表分担换相开关SW8的5A电流。增设换相开关SW11后，再次读取融合终端交采数据，得到台区A/B/C三相电流分别为：a=50A,b=40A,c=35A。采用步骤S2计算最大相C相的三相不平衡度为：（50-35）÷50=0.3，其大于设置的三相不平衡度阈值0.12，查找台区电流最大相A相下所有换相开关的数据，电流最大相A有四个换相开关，电流分别为SW6=15A；SW7=15A；SW8=15A；SW11=5A（通过SW8和SW11共同作用于原有仅通过SW8服务的用户）。模拟计算的方式为：分别将A相电流减去SW6、SW7、SW8及SW11四者的电流，C相分别加上SW6、SW7、SW8及SW11四者的电流，得到新的三相电流。
计算/模拟计算换相开关换相后的三相不平衡度：
计算SW6换相后的不平衡度为：A相=（50-15）=35；B相=40；C=(35+15)=50；SW6换相后的三相不平衡度为:=(50-35)÷50=0.3。
计算SW7换相后的不平衡度为：A相=（50-15）=35；B相=40；C=(35+15)=50；SW7换相后的三相不平衡度为:=(50-35)÷50=0.3。
计算SW8换相后的不平衡度为：A相=（50-15）=35；B相=40；C=(35+15)=50；SW8换相后的三相不平衡度为:=(50-35)÷50=0.3。
计算SW11换相后的不平衡度为：A相=（50-5）=45；B相=40；C=(35+5)=40；SW11换相后的三相不平衡度为:=(45-40)÷45≈0.11。
由此得出，模拟出的三相不平衡度最小的换相方式为SW11的相位切换到C相，其三相不平衡度小于设定的三相不平衡度阈值0.12。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种台区三相不平衡自动调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、采用控制器读取融合终端交采数据，得到台区A/B/C三相电流，通过比较A/B/C三相电流得出台区最大电流的相位和电流值、以及台区最小电流的相位和电流值；
步骤S2、根据台区最大电流的电流值和台区最小电流的电流值计算三相不平衡度；
步骤S3、将计算的三相不平衡度与设定的三相不平衡度阈值比较，判断是否出现三相不平衡，若是则进入步骤S4；
步骤S4、召测该台区下所有换相开关量测数据，获取该台区下所有换相开关的当前相位和当前电流；
步骤S5、查找台区电流最大相下的所有换相开关的数据；
步骤S6、从步骤S5得到的换相开关数据依次取出换相开关的电流，利用台区电流最大相的电流减去各换相开关的电流，利用台区电流最小相的电流加上各换相开关的电流，电流值处于中间相的台区电流不变，对于电流最大相下的各个换相开关，得到将其单独换相至电流最小相下后的各相电流结果，形成新的三相电流结果，并根据所述三相电流结果，计算各换相开关换相后的三相不平衡度模拟结果；
步骤S7、获取模拟结果中三相不平衡度最小的换相开关换相方式，若模拟结果中最小的三相不平衡度小于步骤S2计算的三相不平衡度，则将相应换相开关的相位切换到台区电流最小的相上；
步骤S8、按设定时间定时重复执行步骤S1至步骤S7。
2.根据权利要求1所述的一种台区三相不平衡自动调节方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S6中计算三相不平衡度的计算公式为：(最大电流的电流值-最小电流的电流值)/最大电流的电流值。
3.根据权利要求1所述的一种台区三相不平衡自动调节方法，其特征在于，所述控制器设置有持续时间阈值，若三相不平衡持续时间大于持续时间阈值，且电流最大相或最小相均未改变，则判断出现三相不平衡并进入步骤S4；其中，三相不平衡持续时间为所述步骤S3中计算的三相不平衡度大于设定的三相不平衡度阈值持续的时间。
4.根据权利要求3所述的一种台区三相不平衡自动调节方法，其特征在于，所述电流最大相或最小相在三相不平衡持续时间内发生改变，则以改变后的电流数据重新计算三相不平衡度并与三相不平衡度阈值比较，若大于三相不平衡度阈值，则以电流最大相或最小相发生改变的时间点作为新的三相不平衡持续时间的起始时间。
5.根据权利要求4所述的一种台区三相不平衡自动调节方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：当三相不平衡度小于等于三相不平衡度阈值时校验三相不平衡持续时间的起始时间是否为空，若为空则不作处理，若不为空则修改当前时间为持续时间的结束时间；当三相不平衡度大于三相不平衡度阈值且起始时间为空时，修改三相不平衡的起始时间为当前时间，重置持续时间的起始时间。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种台区三相不平衡自动调节方法，其特征在于，所述步骤S7中模拟三相不平衡度最小的换相开关计算出的三相不平衡度若大于或等于步骤S2计算的三相不平衡度，则将台区电流最大相下负荷最大的换相开关处增设至少一个换相开关分担台区电流最大相下负荷最大的换相开关电流，然后再执行步骤S1至步骤S7；其中，增设的每个换相开关分担的电流在设定电流值范围内。
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