[发明专利]一种适用于弱电网的三相不平衡度计算方法

说明书

本发明公开了一种适用于弱电网的三相不平衡度计算方法，包括步骤：一、采集PCC点处线电压和用户馈线首端处的三相电流；二、计算PCC点处三相转换电压；三、计算PCC点处各相转换电压有效值和用户馈线首端处各相电流的有效值；四、计算用户馈线三相负载各相电导和其等效平衡电导；五、计算用户馈线三相负载不平衡有功电流有效值；六、计算用户馈线三相负载平衡有功电流有效值；七、计算用户馈线三相负载等效平衡电纳；八、计算用户馈线三相负载不平衡无功电流有效值；九、计算用户馈线三相负载平衡无功电流有效值；十、计算用户馈线三相负载不平衡电流和平衡电流；十一、计算用户馈线三相负载不平衡度。本发明能实现馈线侧不平衡度的准确计算与评估。

技术领域

本发明属于三相不平衡度计算技术领域，具体涉及一种适用于弱电网的三相不平衡度计算方法。

背景技术

近年来，分布式电源在中低压配电网中所占的比例不断加大，并呈现出分布广泛、接入位置随机、容量小、功率波动强的特点。由于分布式电源一般通过电力电子型的变流器并网，不能提供转动惯量和短路容量支撑，使得中低压配电网不再具备理想电压源的特性，运行状况受负荷影响较大，称之为弱电网。弱电网的主要特性为：系统阻抗较大，输出的电压波形为不平衡和非正弦。

在弱电网中的公共连接点处，除了用户三相负荷引起的不平衡电流外，单相并网的分布式电源也会产生不平衡电流。此外，由于弱电网系统阻抗较大，用户的不平衡电流通过系统阻抗也会产生不平衡电压，不平衡电压施加于负荷产生新的不平衡电流，因此公共连接点处的不平衡电流来源复杂化。

目前对三相不平衡度的计算方法主要有两类。第一类方法是通过对称分量法分解出负序分量和正序分量，采用负序分量与正序分量的比值作为不平衡度，我国的国标GB/T15543和国际电工委员会的IEC61000标准均采用此类方法，该方法计算精度较高，但计算过程复杂，需首先计算电压和电流的模值和相位，再进行序分解。另一类方法是估算法，通过三相电流中数值最大的相电流、最小的相电流和平均相电流进行估算，国家电网Q/GDW1519及美国IEEE标准采用该类方法，该方法直接采用测量值，不进行分解，计算简便，但误差较大。

以上方法适用于传统配电网的三相不平衡度检测。传统配电网具有理想电压源特性，公共连接点的三相不平衡是由负荷引起，在计算不平衡度时不必考虑配电网存在的不平衡电压和系统阻抗对负荷不平衡度的影响，将其应用到弱电网时，计算出的不平衡电流是系统和用户的综合不平衡度，无法明确区分用户负载真实的不平衡电流，这会导致不平衡治理装置的容量无法选择，治理效果差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种适用于弱电网的三相不平衡度计算方法，仅采集PCC点处测量到的电压和馈线首端电流，无需在众多分散安装分布式电源以及大量终端用户处进行测量，不需要通信，仅反映三相负载的不对称，不受系统阻抗和电源三相不平衡的影响，能实现负荷侧不平衡度的准确计算与评估，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种适用于弱电网的三相不平衡度计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、采集公用配电网公共连接PCC点处的线电压和用户馈线首端处的三相电流：通过系统侧电压互感器采集公用配电网公共连接PCC点任意两个线电压u₁和u₂，通过馈线侧电流互感器分别采集公用配电网中m个用户馈线首端处三相电流i_M.a、i_M.b、i_M.c，其中，m和M均为正整数且M＝1,2，…，m；