[发明专利]考虑相位指标的低压台区三相不平衡问题实时治理策略

说明书

本发明公开了一种考虑相位指标的低压台区三相不平衡问题实时治理策略：在低压台区中，以3～5户低压用户作为低压负荷在线自动换相装置的1条负荷支路，安装自动换相开关的负荷支路为10～20条，每条负荷支路串联一台自动换相开关；设置最优换相策略的目标函数；通过电流传感器采集到各支路的电流信息；设置一定时间周期执行一次换相操作，或综合三相不平衡度越过一定限度时即进行换相；换相时，使用遗传算法对目标函数进行求解，得出最优解对应的换相操作；为了适应多目标最优换相，使用向量基因编码策略。本发明可应用于煤改电背景下低压居民用户三相不平衡问题的实时治理。

技术领域

本发明涉及电能质量领域，更具体的说，是涉及一种考虑相位指标的低压台区三相不平衡问题实时治理策略。

背景技术

三相不平衡是指在电力系统中三相电流或电压幅值或相位不一致，且不一致程度超过规定范围的情况。随着煤改电工程的不断推进，以空气源热泵为代表的大量大功率单相电采暖负荷进入家庭用户，造成三相四线制供电系统中三相负荷的分配不均匀，使配电变压器时刻处在三相负载不平衡运行状态。三相不平衡问题会增加配电变压器的电能损耗，增加传输线路中的电能损耗，影响用电设备的使用质量，使电动机效率降低。

使用补偿装置进行三相不平衡治理的控制算法较为复杂，且设备投入较高。使用自动换相开关装置可以在较低成本下对低压台区三相不平衡问题进行实时治理。且安装自动换相装置在解决城网、农网三相不平衡问题中效果明显。以往的研究还对自动换相开关的控制终端进行了分析，提出使用基因遗传优化算法的求解方法和配电台区三相负荷不平衡实时在线治理控制策略。但目标函数不够明确，且未考虑三相电流的相位指标。

当只考虑三相电流幅值指标时，三相电流不平衡度的计算有如下两种。

该两种计算方法忽略了三相电流的相位指标对三相不平衡问题带来的影响，为一种三相不平衡度的估算方法，在量测系统不发达的地区可用来估算三相电流不平衡度。而通过此方法计算三相不平衡问题时，若同样幅值的两组三相电流的各相电流相位不同，其对电网造成的影响也不同。因此，仅通过三相电流幅值指标确定的三相不平衡度不够准确。随着电力电子技术、智能电网技术的不断普及应用，量测体系逐渐发达，可以更准确地计算三相不平衡度。由对称分量法可知，任意一组不对称相量A、B、C均能够分解为相序不同的三组相量，其相量变换如下：

其中，分别为电流的正序、负序、零序分量，α＝e^j2pi/3。负序及零序不平衡均会对电网及设备造成一定的影响。负序电流主要会引起旋转电机的附加发热和振动，使其效率降低，绝缘老化过程加快；零序电流会使得中性点发生位移,出现三相电压不对称的电能质量问题，影响用电设备的使用质量，增加变压器及传输线路中的电能损耗。当三相电流的幅值和相位已知时，可通过式(4)(5)计算三相电流不平衡度。

其中ε₁为负序电流不平衡度，ε₀为零序电流不平衡度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种考虑相位指标的低压台区三相不平衡问题实时治理策略，在低压台区中，对部分支路安装低压负荷在线自动换相装置，将重载相的某些支路换相至其他相，减轻三相不平衡问题。目标函数中考虑三相电流的相位指标，使得运算更加精确合理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明考虑相位指标的低压台区三相不平衡问题实时治理策略，包括以下步骤：

第一步：在低压台区中，以3～5户低压用户作为低压负荷在线自动换相装置的1条负荷支路，安装自动换相开关的负荷支路为10～20条，每条负荷支路串联一台自动换相开关；