电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配方法，包括步骤：(1)确定电力系统因三相不平衡造成的总损耗增量ΔP；(2)确定电力系统三相不平衡时各负荷的功率不平衡度参数UPRLi，该各负荷的功率不平衡度参数UPRLi均按以下功率不平衡度参数UPR公式计算：式中：S+＝3V+I+，其中V+和I+分别为负荷所在线路的负荷侧的电压和电流正序部分的有效值；该式中有效视在功率Se＝3VeIe，其中Ve为等效电压，Ie为等效电流；(3)根据所述总损耗增量ΔP和各负荷的功率不平衡度参数UPRLi按照下述公式计算各负荷的损耗增量ΔPi，其公式为：N；N为负荷数量；(4)按照所述各负荷的损耗增量ΔPi对电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量进行分配。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力系统三相不平衡时的电能损耗评价技术，尤其涉及一种电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配方法。
技术介绍
现代社会中，电能作为最广泛使用的一种能源，其应用程度已经成为衡量一个国家发展水平的主要标志之一。随着工业规模的扩大和科学技术的发展，国民经济各部门的用电量不断增加，各种性能好、效率高但对电源特性变化敏感的高科技设备的使用，使得用户对电能质量的要求也越来越高；然而大功率电力电子开关设备的广泛使用，却导致了电能质量问题所引起的负面影响越来越严重。凡此种种，使得电能质量问题成为电力系统研究领域的研究热点。三相不平衡作为电能质量中的重点问题之一，也受到了广泛的关注，目前对于由三相不平衡造成的电力系统损耗增量的计算方法已有较为成熟的研究，但关于将这些损耗增量在负荷侧进行合理分配的研究还较为匮乏，且存在以下缺陷：传统不平衡度的定义只考虑了电压，没有考虑电流。虽然电流可以通过电压与阻抗参数求得，但是在不同环境、不同时间、不同运行状况下阻抗参数可能有很大变化，所以只考虑电压的不平衡程度完全无法反应电流不平衡；在现今众多标准中，通常都是分别定义了负序电压不平衡度和零序电压不平衡度。这样的弊端显而易见，在衡量不平衡程度时，需要分别将这两个指标与它们对应的限值标准作比较。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配方法，其能够整合电压不平衡度和电流不平衡度，以及负序电压不平衡度和零序电压不平衡度，使得对电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配更加合理高效，从而更加合理高效地为相应的电价成本增量提供分配标准。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配方法，该方法应用的电力系统包括发电机、变压器、连接所述发电机和变压器一次侧的输电线路以及与变压器二次侧连接的若干负荷，包括步骤：(1)确定电力系统因三相不平衡造成的总损耗增量ΔP；(2)确定电力系统三相不平衡时各负荷的功率不平衡度参数UPRLi，该各负荷的功率不平衡度参数UPRLi均按以下功率不平衡度参数UPR公式计算：UPR=SUS+,]]>式中：S+＝3V+I+，其中V+和I+分别为负荷所在线路的负荷侧的电压和电流正序部分的有效值，该正序部分可以被测量得到，也可以通过已有公式计算得到，其计算原理同下文提到的正序电流分量I1；θ+为V+和I+的相角差；该式中有效视在功率Se＝3VeIe，其中Ve为负荷所在线路的负荷侧的等效电压，为线电压等效值，Ie为负荷所在线路的负荷侧的等效电流，为线电流等效值；(3)根据所述总损耗增量ΔP和各负荷的功率不平衡度参数UPRLi按照下述公式计算各负荷的损耗增量ΔPi，其公式为：ΔPi=ΔP×UPRLiΣj=1NUPRLj,i=1,2,......,N;]]>N为负荷数量；(4)按照所述各负荷的损耗增量ΔPi对电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量进行分配，即将电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量按照所述各负荷的损耗增量ΔPi对应分配给各负荷。本专利技术所述的电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配方法，其构思是采用功率不平衡度参数UPR来分配电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量。考虑到有效视在功率作为国际上一种先进的视在功率定义，其与传统功率定义相比，能更加准确的反映电力系统中的各项参数，十分适合用来评价电能质量中的各项指标，如负荷的不平衡程度，因此，功率不平衡度参数UPR的定义采用了视在功率的比值，这样的定义直接将电流和电压的重要性等量齐观，对不平衡的反应也更为全面。并且，功率不平衡度参数UPR的定义中，SU是通过有效视在功率Se与正序视在功率S+平方后作差求得的，同时包含了负序、零序的视在功率部分，因此功率不平衡度参数UPR表征所有不平衡分量总体所占的比例，能够更加完整地反映系统的不平衡状况，同时也简化了实际电网运行的判断和标准限值的制定次数。因此，本发明所述的电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配方法，其能够整合电压不平衡度和电流不平衡度，以及负序电压不平衡度和零序电压不平衡度，使得对电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配更加合理高效，从而更加合理高效地为相应的电价成本增量提供分配标准。在进一步地描述本专利技术的技术方案之前，先进一步地获取和计算电力系统三相不平衡时的电力系统运行数据如下，供本专利技术下述的进一步的技术方案使用，包括：获取输电线路中的三相电流Iabc＝[IaIbIc]T及输电线路始、末端的三相电压Vabc＝[Va0Vb0Vc0]T和Va'bc＝[Va'Vb'Vc']T，其中Ia,Ib,Ic分别为输电线路A，B，C相的电流实际值(实际值指包括幅值和相角的值)，Va0,Vb0,Vc0分别为输电线路A，B，C相的首端电压实际值，Va',Vb',Vc'分别为输电线路A，B，C相的末端电压实际值；通过公式ΔVabc＝Vabc-Va'bc＝ZabcIabc计算线路的串联阻抗矩阵Zabc=ZaaZabZacZbaZbbZbcZcaZcbZcc;]]>若为未换相线路，通过变换矩阵Ts=131111α2α1αα2,]]>其中α＝cos120°+i·sin120°，i为虚数单位，及公式和计算得到I012＝[I0I1I2]T和Z012=Z00Z01Z02Z10Z11Z12Z20Z21Z22,]]>其中I0、I1、I2分别为电流Iabc的零序、正序以及负序分量实际值；I0、I1、I2也可通过测量得到；若为完全换相线路，令Zaa＝Zbb＝Zcc＝Zs，Zab＝Zbc＝Zca＝Zm，则零序阻抗分量为Z00＝Zs+2Zm＝Z0，正序阻抗分量为Z11＝Zs-Zm＝Z1，负序阻抗分量为Z22＝Zs-Zm＝Z2，Z01＝Z02＝Z12＝Z21＝0；所述输电线路中的三相电流Iabc＝[IaIbIc]T及输电线路始、末端的三相电压Vabc＝[Va0Vb0Vc0]T和Va'bc＝[Va'Vb'Vc']T也可以通过测量电流、电压的各序分量值，再通过相应的反向换算得到；计算所述负序电流分量I2的不平衡复系数以及所述零序电流分量I0的不平衡复系数其中，m0、m2分别为零序电流分量I0和负序电流分量I2的复不平衡系数，δ0、δ1、δ2分别为零序、正序、负序电流分量的相角部分，β0、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配方法，该方法应用的电力系统包括发电机、变压器、连接所述发电机和变压器一次侧的输电线路以及与变压器二次侧连接的若干负荷，其特征在于，包括步骤：(1)确定电力系统因三相不平衡造成的总损耗增量ΔP；(2)确定电力系统三相不平衡时各负荷的功率不平衡度参数UPRLi，该各负荷的功率不平衡度参数UPRLi均按以下功率不平衡度参数UPR公式计算：UPR=SUS+,]]>式中：S+＝3V+I+，其中V+和I+分别为负荷所在线路的负荷侧的电压和电流正序部分的有效值；该式中有效视在功率Se＝3VeIe，其中Ve为负荷所在线路的负荷侧的等效电压，Ie为负荷所在线路的负荷侧的等效电流；(3)根据所述总损耗增量ΔP和各负荷的功率不平衡度参数UPRLi按照下述公式计算各负荷的损耗增量ΔPi，其公式为：ΔPi=ΔP×UPRLiΣj=1NUPRLj,i=1,2,......,]]>N；N为负荷数量；(4)按照所述各负荷的损耗增量ΔPi对电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量进行分配。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配方法，该方法应
用的电力系统包括发电机、变压器、连接所述发电机和变压器一次侧的
输电线路以及与变压器二次侧连接的若干负荷，其特征在于，包括步
骤：
(1)确定电力系统因三相不平衡造成的总损耗增量ΔP；
(2)确定电力系统三相不平衡时各负荷的功率不平衡度参数UPRLi，
该各负荷的功率不平衡度参数UPRLi均按以下功率不平衡度参数UPR公式
计算：
UPR=SUS+,]]>式中：S+＝3V+I+，其中V+和I+分别为负荷所在线路的负荷侧的电压
和电流正序部分的有效值；该式中有效视在功率
Se＝3VeIe，其中Ve为负荷所在线路的负荷侧的等效电压，Ie为负荷所在
线路的负荷侧的等效电流；
(3)根据所述总损耗增量ΔP和各负荷的功率不平衡度参数UPRLi按
照下述公式计算各负荷的损耗增量ΔPi，其公式为：
ΔPi=ΔP×UPRLiΣj=1NUPRLj,i=1,2,......,]]>N；N为负荷数量；
(4)按照所述各负荷的损耗增量ΔPi对电力系统三相不平衡时的电
力系统损耗增量进行分配。
2.如权利要求1所述的电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配
方法，其特征在于，所述步骤(1)的因三相不平衡造成的总损耗增量
ΔP的计算公式为：
ΔP＝ΔPL+ΔPfj+ΔPFe，其中：
ΔPL为电力系统因三相不平衡造成的线路损耗增量，其计算公式
为：ΔPL＝PL*-PL，其中为三相不平衡时产生的线路损耗，PL为三相平
衡时产生的线路损耗；
ΔPfj为电力系统因三相不平衡造成的变压器附加铜耗；
ΔPFe为电力系统因三相不平衡造成的变压器附加铁耗。
3.如权利要求2所述的电力系统三相不平衡时的电力系统损耗增量的分配
方法，其特征在于：
所述电力系统因三相不平衡造成的变压器附加铜耗ΔPfj的计算公式
为：
(a)若变压器为非Yyn0连接，则计算公式为：
ΔPfj=ΔPZ-ΔP0=Pd3IN2[(I·A2+I·B2+I·C2)-(I·A+I·B+I·C)23],]]>式中，ΔPZ为三相不平衡时变压器的铜耗，ΔP0为三相平衡时变压器
的铜耗，Pd为变压器的短路损耗参数，IN为变压器一次侧额定电流；
(b)若变压器为Yyn0连接，则计算公式为：
ΔPfj=(I·A-I·B)2+(I·B-I·C)2+(I·C-I·A)23R1U+(I·A′-I·B′)2+(I·B′-I·C′)2+(I·C′-I·A′)23R2U,]]>式中，为变压器一次侧A、B、C相的电流有效值，为变压器二次侧A...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐长宝，冯成，丁阳之，孙弢，周全，冯冬涵，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司电力科学研究院，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52