一种0.4kV台区三相不平衡自动调节方法

技术领域

本发明涉及0.4kV配电网领域，尤其涉及一种0.4kV台区三相不平衡自动调节方法。

背景技术

当前国内低压配电网的主要形式是经10/0.4KV变压器降压后，通过三相四线制的方式为用户提供电能。而大多数居民用户的负荷为单相负荷，在装表接电时，供电部门会将其均衡地分接在A、B、C三相上。但实际运行中，由于单相用户的不可控增容、大功率负载的接入以及用电的不同时性等，就会导致某一相负荷快速增大或减小，造成了三相负载的不平衡。若长期在三相负荷不平衡度较大情况下运行，就会导致配电网的电能质量下降、网络损耗增大及电气设备，整体运行经济效益差。

目前采用最多的三相不平衡治理方法是用人工在一定周期内统计台区三相不平衡度，计算出需调整相序用户，手动断开用户负荷，改变负荷接线的相序，完成三相不平衡调整。该方法存在数据统计困难、调整不及时、客户投诉风险等问题，且对操作人员专业素质、职业技能等有较高要求，整体调整结果不理想且效果较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种0.4kV台区三相不平衡自动调节方法，能够解决现在三相不平衡治理方法，存在数据统计困难、调整不及时、客户投诉风险等问题，且对操作人员专业素质、职业技能等有较高要求，整体调整结果不理想且效果较低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种0.4kV台区三相不平衡自动调节方法，包括如下步骤：

步骤(1)、在0.4kV变压器的低压侧装配有台区监测终端，以电表计量箱为单位，在电表计量箱的进线端装配控制调节单元，电表计量箱内设置有和电表计量箱进线端相连的固定相组件、可调相组件；将台区内和固定相组件相连的用户定义为固定相用户，和可调相组件相连的用户定义为可调相用户；固定相用户通过固定相组件和0.4kV变压器的低压侧A、B、C三个相序中的一个相序固定相连；可调相组件可切换其相序接入状态，通过切换相序接入状态可控制可调相用户接入的相序，可调相用户可通过切换相序接入状态接入0.4kV变压器的低压侧A、B、C三个相序中任意一个相序；

台区监测终端和控制调节单元设置有用于识别相序的识别模块；

将同一控制调节单元下的所有通过固定相组件和A相序相连的用户群定义为固定A相用户，所有通过固定相组件和B相序相连的用户群和定义为固定B相用户，所有通过固定相组件和C相序相连的用户群和定义为固定C相用户；

步骤(2)、台区监测终端从A、B、C三个相序分别发送相序源识别指令，各控制调节单元完成相应电表计量箱内各用户所在的相序的识别，并将各用户的地址及相序反馈给台区监测终端；监测终端根据反馈的各用户的地址及相序进行编号，形成相位拓扑图；

编号时，将控制调节单元按照1、2……n进行编号；

将各控制调节单元下属的各固定相用户根据其所处的固定相序，并结合对应的控制调节单元的编号进行编号，固定A相用户按照A1、A2……An进行编号，固定B相用户按照B1、B2……Bn进行编号，固定C相用户按照C1、C2……Cn进行编号；

将各控制调节单元下属的各可调相用户根据识别时所处的相序结合对应的控制调节单元的编号进行编号，按照L1、L2……Ln进行编号；

步骤(3)、台区监测终端根据相位拓扑图及采集的数据，计算0.4kV台区内所有固定A相用户的固定相序电流总值，定义为I

计算0.4kV台区内所有固定B相用户的固定相序电流总值，定义为I

计算0.4kV台区内所有固定C相用户的固定相序电流总值，定义为I

其中I

步骤(4)、台区监测终端根据相位拓扑图及采集的数据，计算0.4kV台区内所有可调相用户A、B、C三个相序中各相序的可调相序电流总值；定义为I

定义各控制调节单元对应的可调相用户对应的单相电流值分别为I

I＝[I

其中I

用向量k表示各可调相组件对应的相序接入状态：

T为可调组件处于该相序接入状态的时间；

N个控制调节单元对应的N个可调相组件的相序接入状态，用矩阵K表示：K＝[k

则：

k＝1，0,0表示处于接入A相序状态，k＝0，1,0表示处于接入B相序状态，k＝0，0,1表示处于接入C相序状态；

步骤(5)、台区监测终端根据步骤(3)及步骤(4)计算得到的数据，计算0.4kV台区内A、B、C三个相序各相序的电流总值IA、IB、IC，

步骤(6)、台区监测终端在步骤(5)的基础上，计算0.4kV台区的三相电流平均值I

步骤(7)、台区监测终端在步骤(6)的基础上，计算0.4kV台区的三相不平衡度ε：

步骤(8)、台区监测终端设定三相不平衡度的目标值，当ε大于目标值时，台区监测终端进行自动调节模拟，自动调节模拟时，模拟切换各控制调节单元对应的可调相组件的相序接入状态，每次模拟切换后均重复步骤(2)至步骤(7)，当ε值小于等于目标值时，记录该切换方案，完成模拟切换；台区监测终端发出自动调节指令，执行记录的切换方案，待完成切换后，完成0.4kV台区三相不平衡自动调节。

进一步的，步骤(8)中，当ε值小于等于目标值时，记录该切换方案，发出确认指令，经确认后，台区监测终端发出自动调节指令，执行记录的切换方案，待完成切换后，完成0.4kV台区三相不平衡自动调节；若在设定的时间值内未确认，则一直切换并重复步骤(2)至步骤(7)，至完成所有可调相组件的所有相序接入状态的切换，每次当ε值小于等于目标值时，均记录该切换方案；台区监测终端在所有的切换方案中，筛选出ε值最小的切换方案，并发出自动调节指令，执行ε值最小的切换方案，待完成切换后，完成0.4kV台区三相不平衡自动调节。

进一步，步骤(8)中，当ε大于目标值时，台区监测终端依据步骤(5)和步骤(6)计算得到的数据，计算0.4kV台区内A、B、C三个相序各相序的电流总值和三相电流平均值之间的差值，

I

I

I

将差值最大的相序定义为正差相序，将差值最小相序定义负差相序；台区监测终端按照控制调节单元编号1、2……n的顺序，对可调相组件的相序接入状态逐个进行模拟切换；模拟切换时，如果其处于正差相序，则将其切换至负差相序，如果其处于负差相序，则不进行切换；每次切换后，都重复步骤(2)至步骤(7)，当ε值小于等于目标值时，记录切换方案；台区监测终端停止模拟切换，并执行记录的切换方案，待切换完成后，完成0.4kV台区三相不平衡自动调节。

本发明的有益效果：通过构建相位拓扑图，台区监测终端根据相位拓扑图及采集的数据可以得到台区各线路、台区各设备的相序、台区三相总负荷、固定A相用户、固定B相用户、固定C相用户、各可调相用户所处的相序状态及实时负荷数据，得到台区的实时三相不平衡度，结合三相平衡度标准依托相位拓扑图智能切换可调相用户的相序接入状态，通过变化台区内各可调相用户的相互接入状态，对台区的三相不平衡度进行智能调整优化并自动执行；相对于当前人工测量，人工调整的方法，数据获取更全面，调整的方法智能，同时还减少了登高作业和带电作业的风险，解决三相不平衡问题的优势更为明显。能够解决现在三相不平衡治理方法，存在数据统计困难、调整不及时、客户投诉风险等问题，且对操作人员专业素质、职业技能等有较高要求，整体调整结果不理想且效果较低的问题。

附图说明

图1为本发明中相位拓扑图的示意图。

以下将结合实施例，对本发明进行较为详细的说明。

具体实施方式

实施例1，如图1所示的一种0.4kV台区三相不平衡自动调节方法，包括如下步骤：

步骤(1)、在0.4kV变压器的低压侧装配有台区监测终端，以电表计量箱为单位，在电表计量箱的进线端装配控制调节单元，电表计量箱内设置有和电表计量箱进线端相连的固定相组件、可调相组件；将台区内和固定相组件相连的用户定义为固定相用户，和可调相组件相连的用户定义为可调相用户；固定相用户通过固定相组件和0.4kV变压器的低压侧A、B、C三个相序中的一个相序固定相连；可调相组件可切换其相序接入状态，通过切换相序接入状态可控制可调相用户接入的相序，可调相用户可通过切换相序接入状态接入0.4kV变压器的低压侧A、B、C三个相序中任意一个相序；

台区监测终端和控制调节单元设置有用于识别相序的识别模块；

将同一控制调节单元下的所有通过固定相组件和A相序相连的用户群定义为固定A相用户，所有通过固定相组件和B相序相连的用户群和定义为固定B相用户，所有通过固定相组件和C相序相连的用户群和定义为固定C相用户；固定A相用户、固定B相用户、固定C相用户均为一个或多个用户的集合体；

步骤(2)、台区监测终端从A、B、C三个相序分别发送相序源识别指令，各控制调节单元完成相应电表计量箱内各用户所在的相序的识别，并将各用户的地址及相序反馈给台区监测终端；监测终端根据反馈的各用户的地址及相序进行编号，形成相位拓扑图；

编号时，将控制调节单元按照1、2……n进行编号；

将各控制调节单元下属的各固定相用户根据其所处的固定相序，并结合对应的控制调节单元的编号进行编号，固定A相用户按照A1、A2……An进行编号，固定B相用户按照B1、B2……Bn进行编号，固定C相用户按照C1、C2……Cn进行编号；

将各控制调节单元下属的各可调相用户根据识别时所处的相序结合对应的控制调节单元的编号进行编号，按照L1、L2……Ln进行编号；

步骤(3)、台区监测终端根据相位拓扑图及采集的数据，计算0.4kV台区内所有固定A相用户的固定相序电流总值，定义为I

计算0.4kV台区内所有固定B相用户的固定相序电流总值，定义为I

计算0.4kV台区内所有固定C相用户的固定相序电流总值，定义为I

其中I

步骤(4)、台区监测终端根据相位拓扑图及采集的数据，计算0.4kV台区内所有可调相用户A、B、C三个相序中各相序的可调相序电流总值；定义为I

定义各控制调节单元对应的可调相用户对应的单相电流值分别为I

I＝[I

其中I

用向量k表示各可调相组件对应的相序接入状态：

T为可调组件处于该相序接入状态的时间；

N个控制调节单元对应的N个可调相组件的相序接入状态，用矩阵K表示：K＝[k

则：

k＝1，0,0表示处于接入A相序状态，k＝0，1,0表示处于接入B相序状态，k＝0，0,1表示处于接入C相序状态；

步骤(5)、台区监测终端根据步骤(3)及步骤(4)计算得到的数据，计算0.4kV台区内A、B、C三个相序各相序的电流总值IA、IB、IC，

步骤(6)、台区监测终端在步骤(5)的基础上，计算0.4kV台区的三相电流平均值I

步骤(7)、台区监测终端在步骤(6)的基础上，计算0.4kV台区的三相不平衡度ε：

步骤(8)、台区监测终端设定三相不平衡度的目标值，当ε大于目标值时，台区监测终端进行自动调节模拟，自动调节模拟时，模拟切换各控制调节单元对应的可调相组件的相序接入状态，每次模拟切换后均重复步骤(2)至步骤(7)，当ε值小于等于目标值时，记录该切换方案，完成模拟切换；台区监测终端发出自动调节指令，执行记录的切换方案，待完成切换后，完成0.4kV台区三相不平衡自动调节。

实施例2，在实施例1的基础上，步骤(8)中，当ε值小于等于目标值时，记录该切换方案，发出确认指令，经确认后，台区监测终端发出自动调节指令，执行记录的切换方案，待完成切换后，完成0.4kV台区三相不平衡自动调节；若在设定的时间值内未确认，则一直切换并重复步骤(2)至步骤(7)，至完成所有可调相组件的所有相序接入状态的切换，每次当ε值小于等于目标值时，均记录该切换方案；台区监测终端在所有的切换方案中，筛选出ε值最小的切换方案，并发出自动调节指令，执行ε值最小的切换方案，待完成切换后，完成0.4kV台区三相不平衡自动调节。

实施例3，在实施例1的基础上，步骤(8)中，当ε大于目标值时，台区监测终端依据步骤(5)和步骤(6)计算得到的数据，计算0.4kV台区内A、B、C三个相序各相序的电流总值和三相电流平均值之间的差值，

I

I

I

将差值最大的相序定义为正差相序，将差值最小相序定义负差相序；台区监测终端按照控制调节单元编号1、2……n的顺序，对可调相组件的相序接入状态逐个进行模拟切换；模拟切换时，如果其处于正差相序，则将其切换至负差相序，如果其处于负差相序，则不进行切换；每次切换后，都重复步骤(2)至步骤(7)，当ε值小于等于目标值时，记录切换方案；台区监测终端停止模拟切换，并执行记录的切换方案，待切换完成后，完成0.4kV台区三相不平衡自动调节。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。