[发明专利]一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法

说明书

本发明是一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法，首先，利用对称分量法对三相电量进行相序分解，得到序分量与相量之间的大小关系；其次，定义包含零序分量的序分量三相平衡率、不平衡率的度量方式，具体方式为：三相正序分量在总量中所占比例用于度量三相平衡率，正序分量以外部分在总量中所占比例用于度量三相不平衡率；最后，根据量测值计算得到三相不平衡率。当量测值为不含零序分量的线电压值、不含零序分量的线电流值、含零序分量的相电压值、含零序分量的相电流值中的任意一组时，均能得到度量结果，该种度量方法统一了含零序和不含零序分量情况下的平衡率、不平衡率描述。

技术领域

本发明属于电能质量分析技术领域，具体的说是一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法。

背景技术

大功率单相负荷、屋顶光伏分布式电源接入等使得三相不平衡问题日益突出。电力系统三相不平衡导致电动机效率降低，线路损耗增加等，也影响了测量、计量仪表的精度。准确的三相不平衡度量是分析和治理的基础，现有三相不平衡度量形式多，相互之间存在一定差异，给工程应用带来困扰。

三相平衡系统电压、电流仅包含正序分量，因此，一般通过序分量度量三相不平衡。国际电工委员会(International Electro-technical Commission，IEC)提出利用负序与正序分量的基波有效值之比来表征三相不平衡率，这一形式忽略了零序分量，工程中，含有零序分量的四线制系统中三相不平衡尤为严重。我国国标《电能质量-三相电压不平衡》中规定用电压、电流的负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量方均根值的百分比表示三相不平衡率，这一规定形成了负序三相不平衡率和零序三相不平衡率两个概念，未能形成统一的三相不平衡率，使用存在局限性，并且上述不平衡率参数分布不在0-1之间，即不平衡率可能超过100％，工程中难以解释。

现有仪表主要测量三相电压、电流等物理量的有效值，难以获得相序分解需要的相量。为便于工程计算，电气与电子工程师协会(Institute of Electrical andElectronic Engineers，IEEE)基于有效值定义了相电压不平衡率(PVUR)；美国电器制造商协会(National Electrical Manufacturers Association，NEMA)与国际大电网委员会(International Council on Large Electric Systems，CIGRE)定义了线电压不平衡率(LVUR)。其他协会或电力公司也基于量测值，提出三相电压、电流不平衡率实用度量方式。基于量测值的度量方式计算相对简单，但其缺乏与序分量度量形式的对应关系，不同度量方式之间结果有时差异较大，其精确度和可信度存在一定质疑。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法，该种度量方法统一了含零序和不含零序分量情况下的平衡率、不平衡率描述。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1，利用对称分量法对三相电量进行相序分解，得到序分量与相量之间的大小关系；

步骤2，定义包含零序分量的序分量三相平衡率、不平衡率的度量方式，具体方式为：三相正序分量在总量中所占比例用于度量三相平衡率，正序分量以外部分在总量中所占比例用于度量三相不平衡率；

步骤3，根据量测值计算得到三相不平衡率。

所述的步骤3中量测值为不含零序分量的线电压值、不含零序分量的线电流值、含零序分量的相电压值、含零序分量的相电流值中的任意一组。

所述的步骤1中序分量与相量之间的大小关系为三相电量有效值平方和为其序分量有效值平方和三倍的特性关系，具体计算过程如下：

以电流值作为计算参数时，计算流程如下：