一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法
【專利摘要】本發明涉及一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法,所述方法包括(1)建立用于三相不平衡擾動源定位的等值電路圖;(2)計算上、下游側在公共連接點產生的負序電壓;(3)基于向量投影法計算負序電壓所貢獻的不平衡指標;(4)不平衡源的定位。本發明能夠僅根據公共連接點測量得到的三相電壓、電流數據,有效定位電力系統中三相不平衡擾動源的位置;基于上、下游側在公共連接點所產生的負序電壓相量的投影的方法判斷三相不平衡擾動源位置,方法易于理解,簡單易行。
【專利說明】一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種定位方法,具體講涉及一種電力系統三相不平衡擾動源定位方 法。
【背景技術】
[0002] 國家標準GB-T15543-2008對"三相電壓不平衡"作了如下規定:電網正常運行 時,負序電壓不平衡度不超過2%,短時不超過4%;接于公共連接點的每個用戶引起該點負 序電壓不平衡度允許值一般為1. 3%,短時不超過2. 6%。
[0003] 電力系統的電壓不平衡一般是由供電環節的不平衡和用電環節的不平衡共同造 成。供電環節即發、輸、變、配電環節,其中所涉及的三相元件均可導致電壓不平衡;用電環 節的不平衡主要由系統中的各類不平衡負荷引起,如電鐵、電弧爐以及家用單相負荷等。電 力系統中單相負荷在各相之間的分布不均勻以及不對稱傳輸線路的不完全換相是電壓不 平衡產生的兩個主要因素。
[0004] 當電力系統處于三相不平衡運行狀態時,電壓和電流中所含的負序分量將對電氣 設備產生諸多不良影響,如引起電動機的附加發熱、降低電動機效率;使變壓器局部過熱, 縮短絕緣壽命;增加輸電線路的附加功率損耗、降低電力系統運行的經濟性等;另外,負序 分量偏大還可導致電力系統的保護和自動裝置誤動作,威脅電力系統的安全運行。當系統 在正常運行狀態下的公共連接點電壓不平衡度超過國標規定時,如何判定三相不平衡擾動 源的位置,對采取進一步的治理措施尤為重要。
[0005] 目前國內外在三相不平衡方面的研究,主要集中在不平衡問題的起因、影響以及 相關的標準、定義和治理措施等方面,但在如何尋找系統中存在的不平衡源涉及較少。只有 有效的確定出不平衡的源頭,才可有針對性的采取合理的治理措施。目前在各類電能質量 問題中,諧波、電壓暫降源的定位已有較多的研究,但對不平衡源的定位研究還很少。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術的不足,本發明提出了一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法, 確定電力系統中不平衡擾動源所在位置的方法主要包括下述步驟:建立三相不平衡擾動源 定位等值電路圖,計算上、下游側在公共連接點產生的負序電壓,基于向量投影法計算負序 電壓所貢獻的不平衡指標和不平衡源的定位。
[0007] 本發明的目的是采用下述技術方案實現的:
[0008] -種電力系統三相不平衡擾動源定位方法,其改進之處在于,所述方法包括
[0009] (1)建立用于三相不平衡擾動源定位的等值電路圖;
[0010] (2)計算上、下游側在公共連接點產生的負序電壓;
[0011] (3)基于向量投影法計算負序電壓所貢獻的不平衡指標;
[0012] (4)不平衡源的定位。
[0013] 優選的,所述步驟(1)包括將系統側的背景不平衡電壓等效為負序電壓源,將不 對稱負荷產生的不平衡電流等效為負序電流源,判定公共連接點不平衡擾動源位置,建立 等值電路圖。
[0014] 進一步地,所述等值電路圖中P為公共連接點,為上游側的等效負序電壓源、 Zs2為上游側的等效負序阻抗;}i2為下游側的等效負序電流源,Zu為下游側的等效負序阻 抗;
[0015] 所述公共連接點的不平衡電壓由上游側不平衡源和下游側不平衡源共同作用產 生;
[0016] 所述上游側的不平衡源包括供電系統中的不平衡以及輸電線路不平衡的影響,為 系統中的背景不平衡電壓,將其對負序的影響等效為戴維南等值電路;
[0017] 所述下游側的不平衡影響因素為負荷不平衡和其他設備的不平衡,將其等效為負 序電流源。
[0018] 優選的,所述步驟(2)包括
[0019] (2. 1)上游側的不平衡源單獨作用時,在P點產生的負序電壓色為
【權利要求】
1. 一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法,其特征在于,所述方法包括 (1) 建立用于三相不平衡擾動源定位的等值電路圖; (2) 計算上、下游側在公共連接點產生的負序電壓; (3) 基于向量投影法計算負序電壓所貢獻的不平衡指標; (4) 不平衡源的定位。
2. 如權利要求1所述的一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法,其特征在于,所述 步驟(1)包括將系統側的背景不平衡電壓等效為負序電壓源,將不對稱負荷產生的不平衡 電流等效為負序電流源,判定公共連接點不平衡擾動源位置,建立等值電路圖。
3. 如權利要求2所述的一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法,其特征在于,所述 等值電路圖中P為公共連接點,倉52:為上游側的等效負序電壓源、Zs2為上游側的等效負序阻 抗;Lr為下游側的等效負序電流源,Zu為下游側的等效負序阻抗; 所述公共連接點的不平衡電壓由上游側不平衡源和下游側不平衡源共同作用產生; 所述上游側的不平衡源包括供電系統中的不平衡以及輸電線路不平衡的影響,為系統 中的背景不平衡電壓,將其對負序的影響等效為戴維南等值電路; 所述下游側的不平衡影響因素為負荷不平衡和其他設備的不平衡,將其等效為負序電 流源。
4. 如權利要求1所述的一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法,其特征在于,所述 步驟⑵包括 (2. 1)上游側的不平衡源單獨作用時,在P點產生的負序電壓為
其中,P點的三相電壓和電流通過測量獲得,根據對稱分量法,得出正、負、零序電壓 4、化、l)e:和正、負、零序電流力、乙、V, U1 根據電壓和電流的正序分量計算出負荷的正序阻抗Zu為A1 fS U1 由負荷的負序阻抗Zu和正序阻抗相等可得= = 計算出p點上游側的負序戴維南等值電路參數和zS2,求出上游側的不平衡源在P點 產生的負序電壓& (2. 2)P點的不平衡電壓由上游側不平衡源和下游側不平衡源共同作用產生,計算得到 下游側不平衡源在P點產生的負序電壓為&&-: = & - 。
5. 如權利要求1所述的一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法,其特征在于,所述 步驟(3)包括基于上、下游側在公共連接點所產生的負序電壓相量的投影關系,計算上、下 游側在公共連接點產生的負序電壓所貢獻的不平衡指標。
6. 如權利要求4或5所述的一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法,其特征在于,根 據上游側不平衡源在P點產生的負序電壓和下游側不平衡源在P點產生的負序電壓在1?-上的投影分別計算出上游側和下游側對P點負序電壓的貢獻,根據相量的投影關系建立計 算負序電壓所貢獻的不平衡指標為
其中,UFupside為上游側不平衡指標,UFdmmside為下游側不平衡指標。
7. 如權利要求1所述的一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法,其特征在于,所述 步驟(4)包括基于負序電壓所貢獻的不平衡指標定位三相不平衡擾動源所在的位置。
8. 如權利要求6所述的一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法,其特征在于,所述 根據負序電壓所貢獻的上游側不平衡指標和下游側不平衡指標,比較上游側不平衡源和下 游側不平衡源對P點負序電壓的貢獻; 當UFupside >>UFdwmside時,上游側的不平衡源占主導地位,從上游側定位不平衡源并采 取措施; 當UFupside <<UFdwnside時,下游側不平衡源發揮主導作用,從下游側繼續尋找不平衡源 頭并采取治理措施。
9. 如權利要求7所述的一種電力系統三相不平衡擾動源定位方法,其特征在于,所述 根據負序電壓所貢獻的上游側不平衡指標和下游側不平衡指標,比較上游側不平衡源和下 游側不平衡源對P點負序電壓的貢獻; 當UFupside >>UFdwmside時,上游側的不平衡源占主導地位,從上游側定位不平衡源并采 取措施; 當UFupside <<UFdwnside時,下游側不平衡源發揮主導作用,從下游側繼續尋找不平衡源 頭并采取治理措施。
【文檔編號】G01R31/08GK104316837SQ201410590044
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月28日 優先權日:2014年10月28日
【發明者】王同勛, 劉穎英, 渠通, 孫媛媛, 李培鑫 申請人:國家電網公司, 國網智能電網研究院, 山東大學