一种基于大数据的配变三相不平衡分析与负荷调整的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于大数据的配变三相不平衡分析与负荷调整的方法，包括：步骤100，对配变台区进行分类；步骤200，从电力系统中抽取数据；步骤300，对电量波动开展相关性分析；步骤400，定位三相不平衡波动与低压配变台区线损波动相关性强的配变台区，查找电量波动相关性强的低压用户；步骤500，核实判断三相不平衡原因，并开展三相负荷调整；步骤600，评估降损效果，如果无效则转入步骤200，如果有效则结束。本发明专利技术可以满足企业电力生产、经营管理和电力服务在提高质量、效益、效率方面的需要，促进电力资源的优化配置和高效服务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力自动化领域，特别涉及一种基于大数据的配变三相不平衡分析与负荷调整的方法。
技术介绍
三相不平衡是衡量电能质量的重要指标之一。在电力系统中，存在着种种不平衡因素，可以归结为事故性和正常性两大类。事故性的不平衡是由于系统故障引起的。正常性不平衡是由于三相元件、线路参数或负荷不对称引起的。正常性不平衡允许长期存在或相当长的一段时间内存在。在低压电网中，配电变压器是中心枢纽，而三相负荷的平均分配则是确保电能质量、提供安全可靠供电与体现管理水平的重要环节。现阶段，国家采取了诸多措施改变农村等偏远地区低压电网状况，使配电台区的供电能力和电压质量有了一定程度的提高。但三相负荷不平衡这一问题仍将导致低压电网的可靠性与稳定性降低、电能质量差、线损率与故障率高，甚至影响电力系统的安全运行。电力大数据在电力生产和使用过程中产生，数据来源涉及电力生产和电能使用的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节。其具有数量大、类型多、处理速度快、准确度高、价值高的特点。面对海量的电力数据，传统的计算框架己无法胜任如此繁杂的计算工作。因此，利用大数据技术就成为了行之有效的解决方法。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题，提供了一种基于大数据的配变三相不平衡分析与负荷调整的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤100，对配变台区进行分类；步骤200，根据步骤100的分类结果，从电力系统中抽取数据；步骤300，采用大数据技术对电量波动开展相关性分析；步骤400，根据步骤300分析结果，定位三相不平衡波动与低压配变台区线损波动相关性强的配变台区，查找电量波动相关性强的低压用户；步骤500，现场核实判断以上低压用户是否为造成三相不平衡原因，并开展三相负荷调整；步骤600，持续跟踪监控三相负荷平衡率和线损率，评估降损效果，如果无效则转入步骤200，如果有效则结束。本专利技术可以分析挖掘电力生产和电能使用过程中发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节数据之间的关系和规律，可以满足企业电力生产、经营管理和电力服务在提高质量、效益、效率方面的需要，促进电力资源的优化配置和高效服务。附图说明图1是本专利技术的技术降损工作流程示意图。图2是本专利技术的三相负荷不平衡治理与技术降损管理体系架构示意图。图3是Map/Reduce计算模型示意图。图4是CPS3层体系架构示意图。图5是本专利技术的并行线损分析系统示意图。图6是本专利技术的并行性线损分析系统工作流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。随着电力系统中不平衡负载的日益多样化，三相不平衡现象日趋严重，对电网运行安全与电能的质量造成了极大的影响。而大数据的日益发展使得采取相关技术对配变三相不平衡进行治理以及配变负荷调整以达到降损的目的成为可能。本专利技术针对三相不平衡负荷对低压线损率的影响进行了分析，并结合实际提出了相关操作流程及规范。1.基本概念三相不平衡：理想的三相交流系统中，三相电压或电流应有相同的幅值，且相位角互差2π/3，这样的系统叫做三相平衡(或对称)系统。但是在现实运营过程中，电力系统受到诸多要素的千扰，系统中三相电流(或电压)幅值不一致，且幅值差超过规定范围，导致三相不平衡。三相不平衡度：三相不平衡度通常以负序分量与正序分量的百分比表示。常见的三相不平衡度计算方法包括相电压计算三相不平衡度和线电压计算三相不平衡度。三相不平衡负荷：随着配电网建设和改造的深入开展，电网的供电能力大大增强，供电质量显著提高。但由于低压电网是单相和三相负载混接的供电网络，导致改造困难加大，低压电网结构性改造并未完全完成，三相不平衡负荷情况较为普遍。低压电网是三相生产用电与单相负载混合用电的供电网络。部分低压台区由于单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入以及单相负载用电的不同时性等原因使得三相电流幅值差超出一定范围，造成三相不平衡负荷。线损：线损或网损指的是以热能形式散发的能量损失，即为电阻、电导消耗的有功功率。电力系统线损主要由两部分构成，管理线损和技术线损。管理线损又称可控线损，主要是由于电网结构、电网运行、电网管理不善造成的。本专利技术重点讨论技术线损，技术线损又称理论线损，线损的大小主要由电网负荷情况、供电设备、供电线路参数决定的，理论上无法避免，只能采取措施降低损耗，因此这样的损耗又称不可控损耗，是正常合理的电能消耗。1.理论分析低压电路三相电流分别以、、表示，中性线电流以表示。当三相负荷平衡时，，，这时单位长度的线损为：ΔP＝IU2R+IV2R+IW2R＝3ICP2R(2.1)式中：R为单位长度线路的电阻值；为三相负荷完全平衡时的相电流值。当三相电流不平衡时，中性线有电流通过(通常中性线的有效截面是相线的1/2，故其单位长度线路的电阻值为2R)，单位长度的线损为：ΔPO＝IU2R+IV2R+IW2R+2IO2R(2.2)负荷不平衡度为：β＝(Imax-ICP)/ICP×100％(2.3)式中，为最大相电流值，以下分3种情况讨论三相负荷不平衡时线损值的增量：1)一相负荷重，两相负荷轻。如U相负荷重，V、W相负荷轻，则：，代入(式2.2)，这时单位长度的线损为：ΔP1＝3ICP2R+6β2ICP2R(2.4)线损增量系数用K表示，则：2)一相负荷重，一相负荷轻。第三相的负荷为平均负荷。如U相负荷重，V相负荷轻、W相负荷为平均值，则：，这时单位长度的线损为：ΔP2＝3ICP2R+8β2ICP2R(2.6)3)两相负荷重，一相负荷轻。如U相负荷轻，V、W相负荷重，则：。这时单位长度的线损为：ΔP3＝3ICP2R+24β2ICP2R(2.8)K3＝ΔP3/ΔP＝(3ICP2R+24β2ICP2R)/3ICP2R＝1+8β2(2.9)以上的分析可以看出，三相负荷平衡情况下，低压线损值最小。在三相负荷不平衡情况下，随着不平衡度增大，线损随之增加。2.基于大数据的配电侧电网负荷与线损分析大数据相关技术包括：1)HadoopHadoop是由Apache基金会开发的一个分布式系统架构，用户无需了解分布式底层的细节，只用编写分布式程序，便可以在Hadoop集群上面进行存储并高速的计算。Hadoop由HDFS、MapReduce、HBase、Hive等成员组成，其中Hadoop框架最核心的设计就是：HDFS和MapReduce。HDFS主要用于存储海量数据，MapReduce则是用于计算海量数据。2)HDFSHadoop分布式文件系统(HadoopDistributedFileSystem,HDFS)是一种管理集群网络中多台计算机存储的分布式文件系统。它可以部署在廉价的普通商用服务器节点上，提供高容错和高可靠性。它采用流式数据访问的设计思路对大数据采取一次写入、多次读取的访问模式，实现高速的数据访问。3)Map/Reduce处理架构Map/Reduce是一种用于并行处理的数据模型，可将大规模的计算分析任务分配到多个计算节点，从而提升统计分析任务的效率。Map\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于大数据的配变三相不平衡分析与负荷调整的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤100，对配变台区进行分类；步骤200，根据步骤100的分类结果，从电力系统中抽取数据；步骤300，采用大数据技术对电量波动开展相关性分析；步骤400，根据步骤300分析结果，定位三相不平衡波动与低压配变台区线损波动相关性强的配变台区，查找电量波动相关性强的低压用户；步骤500，现场核实判断以上低压用户是否为造成三相不平衡原因，并开展三相负荷调整；步骤600，持续跟踪监控三相负荷平衡率和线损率，评估降损效果，如果无效则转入步骤200，如果有效则结束。

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的配变三相不平衡分析与负荷调整的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤100，对配变台区进行分类；步骤200，根据步骤100的分类结果，从电力系统中抽取数据；步骤300，采用大数据技术对电量波动开展相关性分析；步骤400，根据步骤300分析结果，定位三相不平衡波动与低压配变台区线损波动相关性强的配变台区，查找电量波动相关性强的低压用户；步骤500，现场核实判断以上低压用户是否为造成三相不平衡原因...

【专利技术属性】
技术研发人员：许元斌，刘道新，王宏志，董朝武，白江红，邹保平，郭雷，张文晋，刘昌卿，李海鲲，陈建军，
申请(专利权)人：国网信通亿力科技有限责任公司，国网信息通信产业集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：福建;35