三相负荷不平衡

为了解决三相负荷不平衡造成的损耗增加、供电质量降低等问题，提出主动负荷参与的低压台区三相负荷不平衡自动均衡方法。基于电力物联网高速载波技术采集低压台区的电表负荷数据，实时监测和收集负荷数据。设计了三相负荷不平衡均衡控制终端，并建立了目标函数。采用鸽群算法求解函数，实现低压台区三相负荷不平衡的自动均衡控制，具有良好控制效果。

本项目旨在将成果实用化，实现成果的实用化落地， 2018年分别在佛山三水供电局13个台区安装21套配电网台区三相负荷不平衡自动调节装置进行试点推广应用，经测试验证，试运行效果良好，能够在不中断用户供电的情况下根据不平衡度自动调节三相负载，可将安装前58%不平衡度调节至5%~8%的三相有功电流的电流平衡运行，同时可避免低电压问题，改善供电电能质量，降低线路运行损耗，为提高设备运行可靠性提供可行性解决方案。 配电网台区三相负荷不平衡自动调节装置项目可对原配电台区进行了升级改造，具有较强的实用性和可推广性。项目成果集低压回路监控、在线维护管理、不平衡调节等多功能为一体，更直观方便监测设备运行情况，降低电网损耗、提高设备安全运行等方面，具有广泛的市场前景，预期经济效益、社会效益明显。

在低压配电网络中一般都存在三相不平衡问题，随着居民生活水平的提高，用电设备的增多，用电负荷也随之快速增加，若三相负荷的增长水平不一致，则会加剧原本就存在的三相负荷不平衡问题。三相负荷不平衡严重时，可能造成配电变压器烧毁等问题，因此，针对台区低压负荷不平衡现状提出合理的解决三相负荷不平衡方案显得尤为重要。本文介绍了三相不平衡产生的原因与危害，介绍了现有的三相负荷不平衡治理措施，并根据北京地区低压台区负荷的表现形式，初步确定了针对不同类型台区的三相负荷不平衡的治理方法。

低压电力物联网是电力物联网建设的重要组成部分。作为建设低压电力物联网的重要技术支撑平台，用电信息采集系统在全国范围内实现4.5亿电力用户采集覆盖，在福建省实现1900万用户数据采集覆盖。如何支撑如此庞大规模数据采集与挖掘，辅助低压配网高效运行，指导客户科学安全用电，成为亟待解决的难题。一是原有采集架构难以满足数量繁多、类型复杂低压侧设备的通信与数据高效采集需求；二是缺乏实用高效的台区拓扑关系自动校核技术，给台区故障主动抢修、线损管理、计量装置监测等典型业务带来难题；三是缺乏有效的数据挖掘分析手段来支撑三相不平衡治理和有序用电管理等应用需求。 为攻克上述难题，国网福建营销服务中心等单位经联合技术攻关，构建面向低压电力物联网的数据采集、挖掘、应用的技术体系，创新性提出“柔性可扩展”的用电信息采集新技术，通过灵活组帧抄读、采集策略雷达、组件化协议库、存储计算架构重组“四种方法”，实现低压电力设备的“全设备、全数据、全时段”采集和“电、水、气”计量装置与配电站监控设备的泛在接入，该技术已纳入电力行业标准，并在全国范围内贯彻应用。首次提出基于电压相关系数法、电量平衡分析法以及线路阻抗分析方法的台区拓扑自动识别综合机制，引入基于工频畸变通信技术与电能计量用电子标签技术的户变关系校核方法，实现台区配电网网路拓扑信息自动校核与户变关系高效核查，有效支撑线损管理、计量装置在线监测、反窃查违等业务场景。创新性地提出台区有序用电体系，涵盖三相负荷不平衡治理、用户用电安全风险分析、用户有序用电管理和电动汽车有序充电控制等内容，实现台区运行状态准确评估，引导客户科学安全有序用电，有效支撑低压电力物联网下的多类型应用场景，极大提高客户用电的智能化水平。 本项目共授权发明专利5项、实用新型专利1项，制定电力行业标准2项，发表论文8篇。项目成果在全国范围内得到广泛应用。“柔性可扩展采集新技术”有效支撑1900万户福建电力用户实现日均采集成功率超99.7%，降低宁波三星等厂商运维费用869万元。“户变关系自动校核技术”、“台区拓扑自动识别技术”支撑福建、重庆、天津实现低压台区户变档案自动校核，发现并指导整改户变关系异常3298户、计量装置故障4000次，用户窃电2931次。该项目通过中国电机工程学会组织的成果鉴定，认为“该项目有很强的技术创新性与工程实用性，处于国际先进水平”。