[发明专利]基于低压配电网功率和用电量的三相不平衡负荷调整方法

权利要求书

1.一种基于低压配电网功率和用电量的三相不平衡负荷调整方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，采集低压配电网功率数据，建立有功功率矩阵p，根据有功功率矩阵计算A、B、C三相的各相平均有功功率平均有功功率以及三相平均总功率

S11、通过SCADA系统采集低压配电网台区的A、B、C三相功率，设定采集周期T和采样频率f，则共有N个采样点，N＝T/f；在第i个采样点，SCADA系统采集到台区的一组A、B、C三相功率p_iA，p_iB，p_iC，则在采样周期T内，有功功率矩阵为p为：

式中，p_iA、p_iB、p_iC分别为第i个采样点时A、B、C各相的瞬时有功功率，i＝1，2，…，N，N为采样点个数；

S12、A、B、C三相的平均有功功率为：

式中，分别表示采样周期T内A、B、C各相的平均有功功率；

采样周期T内，A、B、C三相的平均有功功率为：

三相平均总功率为：

式中，分别表示采样周期T内A、B、C各相的平均有功功率，为三相平均总功率；

步骤二，根据现有三相不平衡度算法和低压配电网台区特性，得到通过有功功率计算低压配电网中三相不平衡度的计算公式为：

式中，k为A、B、C三相中的一相，p_k表示各相瞬时功率值；为瞬时三相平均功率，g_k为各相不平衡度；

步骤三，采用有功功率计算低压配电网总不平衡度

S31、采用有功功率计算A、B、C三相在第i个采样点的不平衡度为：

式中：p_iA、p_iB、p_iC分别表示在第i个采样点的A、B、C相瞬时有功功率；为第i个采样点的A、B、C三相平均有功功率，g_iA、g_iB、g_iC分别为第i个采样点的A、B、C三相的瞬时不平衡度，i＝1,2，…，N；

S32、根据有功功率矩阵p，以及式(12)，获得采样周期T内低压配电网瞬时三相不平衡度矩阵g为：

式中，g_iA、g_iB、g_iC分别为第i个采样点采样的A、B、C三相的瞬时不平衡度，i＝1,2，…，N；

在采样周期T内，A、B、C各相平均不平衡度为：

式中，G_A、G_B、G_c分别表示采样周期T内A、B、C三相负荷平均不平衡度，g_iA、g_iB、g_iC分别为第i个采样点采样的A、B、C三相的瞬时不平衡度，N为采样点个数；

S33、在采样周期T内，对于第i次采样以A、B、C三相中最大不平衡度作为第i次采样时刻不平衡度G_i，则

G_i＝max(g_iA、g_iB、g_iC) (16)

S33、因此在采样周期T内，总不平衡度为:

式中，N为采样点个数，G_i为第i次采样时刻不平衡度；

步骤四，当总不平衡度大于设定阈值R时，求解有功功率调整量；

各相需要调整的有功功率量为ΔP_k：

其中，k＝A、B、C，k为A、B、C中的其中一相，为低压配电网中k相不平衡度的平均有功功率；为A、B、C三相的平均有功功率；

步骤五，根据有功功率调整量，求解需调相的用户并对用户进行调相，具体包括以下步骤：

S51、设定在低压配电网内不允许调整的用户合并为一个大三相用户记为u₀，对于可调整的单相用户，低压配电网A、B、C三相接入的单相用户数分别r、s、t户，设A相用户为u_Ai，i＝1,2,…,r，B相用户为u_Bj，j＝1,2,…,s，C相用户为u_Ck，k＝1,2,…,t；

S52、A相用户u_Ai的月度用电量为Q_Ai，i＝1,2,…,r，B相用户月度用电量为Q_Bj，j＝1,2,…,s，C相用户月度用电量为Q_Ck，k＝1,2,…,t，大三相用户的用电量为Q₀，则总用电量为：

S53、用户时间t内的总用电量等于平均功率乘以时间t_ime：

Q＝Pt_ime (20)

在采样周期T内，功率调整量ΔP用调整的用电量ΔQ来代替；

S54、此时k相需要调整的用电量为ΔQ_k，

式中，Q_t表示采样周期T内低压配电网总用电量；表示采样周期T内总平均功率；ΔP_k为k相需要调整的有功功率量，k＝A、B、C，k为A、B、C相中的其中一相，且ΔQ_A+ΔQ_B+ΔQ_C＝0；

S55、根据用户用电量对用户进行调相，使得三相不平衡度最优：

设i，j和z分别为A、B、C三相中的一相，且i，j和z各不相同，调整用户分为两种情况：

1)当ΔQ_i＞0,ΔQ_j＞0，ΔQ_z＜0时，即i和j相需要调整的用电量为正，z相需要调整的用电量为负时，从i和j相中选择需要调整的用户，使得i相选择的m1个用户的总用电量等于ΔQ_i，j相选择的m2个用户的总用电量等于ΔQ_j，将i相的m1个用户和j相的m2个用户都调整至z相；

2)当ΔQ_z＞0，ΔQ_i＜0,ΔQ_j＜0时，即z相需要调整的用电量为正，j和i相需要调整的用电量为负时，从z相的可调整的单相用户中选择m个用户，所选择的m个用户用电量等于ΔQ_i，再从m个用户中选择m1个用户，使得m1个用户的总用电量等于ΔQ_j的绝对值，将选择的m1个用户调整到j相，将m个用户中剩余的m2个用户调整到i相，m1+m2＝m。