一種用于低壓配電網(wǎng)的電力負載均衡方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及低壓配電網(wǎng)三相負載均衡技術(shù)，尤其涉及一種用于低壓配電網(wǎng)三相負 載動態(tài)調(diào)整的實現(xiàn)低壓配電網(wǎng)三相負載均衡的用于低壓配電網(wǎng)的電力負載均衡方法，及用 于實現(xiàn)該方法的一種用于低壓配電網(wǎng)的電力負均衡裝置，本發(fā)明屬于低壓配電網(wǎng)配電技術(shù) 領域。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，低壓配電網(wǎng)的三相電流不平衡一直都困擾供電單位的主要問題之一， 低壓配網(wǎng)的安全與可靠性直接影響著電力用戶的生產(chǎn)與生活，也影響電力部門配網(wǎng)供電設 備的安全與自身經(jīng)濟效益。低壓配電網(wǎng)的配電變壓器的負載一般由三相負載與單相負載 混合組成，居民用電均為單相負載，配網(wǎng)比較復雜，尤其大量單相負載接入低壓配電網(wǎng)的配 電系統(tǒng)，并且負載大小不同和用電時間不同，所以，電網(wǎng)中三相間的不平衡電流是客觀存在 的，并且這種用電不平衡狀況無規(guī)律性，也無法事先預知。導致了低壓供電系統(tǒng)三相負載的 長期性不平衡，使配網(wǎng)三相電流更加地不平衡，隨之造成不少故障，如在用電高峰期變壓器 單相負載過大而導致燒壞，單相負載過大導致三相過度的不平衡、零線故障增加、大片區(qū)域 性"群燒"現(xiàn)象時有發(fā)生，因此，解決低壓配網(wǎng)三相不平衡問題勢在必行、尤為重要。這不僅 增加線路損耗和配變損耗，還會造成線路三相電壓的不平衡，而三相負載不平衡運行對低 壓配電網(wǎng)有很大影響，對電能質(zhì)量和供電質(zhì)量有著嚴重的影響，同時也會加快配變設施的 老化，減少配電變壓器的出力情況。
[0003] 由上述可知，用電系統(tǒng)的三相負載不平衡對變壓器、電氣設備以及用電系統(tǒng)的危 害和影響是十分嚴重的，尤其是對電力能源的充分有效利用構(gòu)成極大的障礙。在電力供應 緊缺的今天，解決用電系統(tǒng)的三相不平衡問題已經(jīng)是迫在眉睫的任務了。
[0004] 國、內(nèi)外對低壓配電網(wǎng)三相負載不平衡的問題均進行了深入的研宄。如國外使用 先進電子技術(shù)把不平衡的三相電流經(jīng)過交流一直流一交流的一系列變換，然后得到穩(wěn)壓， 穩(wěn)頻、穩(wěn)相的交流電，相當于一臺三相電動機拖動一臺三相發(fā)電機，雖然可消除相應電網(wǎng)的 不平衡電流，但成本高、價格昂貴，諧波污染比較嚴重，目前還僅適用于某些特殊小范圍。在 國內(nèi)有用單相電容器分相無功補償系統(tǒng)對負載進行補償，可以將無功電流部分補償?shù)簦?對于不對稱的有功電流部分卻無能為力，有時可以使三相電流的向量不對稱，零線上仍有 相當?shù)碾娏髁鬟^，又因單相負載變化隨機性很大，中性點位移仍然突出，效果不夠理想。因 此供電部門常常只能采用人工分線的方式進行負載調(diào)整，從而影響持續(xù)供電。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多缺點和不足，本發(fā)明目的是提供一種用于低壓配電網(wǎng) 的可以實時變換用電終端接入相別的低壓配電網(wǎng)電力負載均衡方法。用電終端通過換相裝 置接入低壓配電網(wǎng)的其中一相，換相裝置內(nèi)置有相別切換模塊、通信模塊和采集模塊，采集 模塊用于采集用電終端的電流、電壓、功率等負載信息；控制主站內(nèi)置有數(shù)據(jù)處理模塊和通 信模塊，數(shù)據(jù)處理模塊用于計算處理來自用電終端的負載信息，計算接入低壓配電網(wǎng)的每 一相的總負載信息、相平均總負載息及低壓配電網(wǎng)的三相負載不平衡度，獲取從總負載信 息大的相別切換到總負載信息小的相別的相別對和需要進行相別切換的用電終端。換相裝 置的通信模塊和控制主站的通信模塊進行通信連接，實現(xiàn)換相裝置和控制主站間的數(shù)據(jù)傳 輸。換相裝置根據(jù)收到的控制主站發(fā)送的相別切換信號，實時進行接入低壓配電網(wǎng)的用電 終端的接入相別的切換，使接入低壓配電網(wǎng)的用電終端的負載盡可能均勻地分配在低壓配 電網(wǎng)的三相線上，實現(xiàn)低壓配電網(wǎng)三相負載平衡，有效降低線損，改善供電質(zhì)量。
[0006] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種用于低壓配電網(wǎng)的電力負載 均衡方法，其設計要點于，包括以下步驟：
[0007] 步驟1，采集接入低壓配電網(wǎng)的各個用電終端的負載信息；
[0008] 步驟2,根據(jù)所述用電終端的負載信息計算低壓配電網(wǎng)的每一相的總負載信息及 低壓配電網(wǎng)的三相負載不平衡度；
[0009] 步驟3,若低壓配電網(wǎng)的三相負載不平衡度小于平衡閾值，則執(zhí)行步驟7;若不小 于平衡閾值，則執(zhí)行步驟4;
[0010] 步驟4,確定低壓配電網(wǎng)的相間需要進行相負載調(diào)整的相別對和所述相別對的兩 相別之間需要調(diào)整的負載信息的調(diào)整量值，以使低壓配電網(wǎng)的三相負載不平衡度小于平衡 閾值；所述相別對由總負載信息大的相別和總負載信息小的相別構(gòu)成；
[0011] 步驟5,在所述相別對的總負載信息大的相別上的用電終端中選擇用電終端，且所 選擇的用電終端的負載信息之和與所述調(diào)整量值相當，以使低壓配電網(wǎng)的三相負載不平衡 度小于平衡閾值；
[0012] 步驟6,把所選擇的用電終端的接入相別由當前接入相別切換到所述相別對的總 負載信息小的相別；若在采樣周期內(nèi)，則執(zhí)行步驟2,若采樣周期結(jié)束，則執(zhí)行步驟7 ;
[0013] 步驟7,根據(jù)設定的采樣周期執(zhí)行步驟1進行下一次采樣。
[0014] 在應用中，本發(fā)明還有如下進一步優(yōu)選的技術(shù)方案。
[0015] 進一步地，所述步驟4具體包括：
[0016] 經(jīng)計算確定低壓配電網(wǎng)的相間需要進行相負載調(diào)整的相別對和所述相別對的兩 相別之間需要調(diào)整的負載信息的調(diào)整量值，以使低壓配電網(wǎng)的三相負載不平衡度小于平衡 閾值；所述相別對由總負載信息大于相平均總負載信息的相別和總負載信息小于相平均總 負載信息的相別構(gòu)成，所述調(diào)整量值為相平均總負載信息與所述相別對的總負載信息小的 相別的總負載信息的差值及所述相別對的總負載信息大的相別的總負載信息與相平均總 負載信息的差值中的最小值。
[0017] 進一步地，所述步驟5具體包括：
[0018] 用電終端排序子步，根據(jù)用電終端的負載信息對所述相別對的總負載信息大的相 別上的用電終端進行排序；
[0019] 用電終端選定子步，按序選擇用電終端，使所選擇的用電終端的負載信息之和與 所述調(diào)整量值相當，以使接入低壓配電網(wǎng)的三相負載不平衡度小于平衡閾值，且所選擇的 用電終端的數(shù)量較小。
[0020] 進一步地，還包括預處理步，用于在步驟4執(zhí)行之前進行如下預操作：
[0021] 多個負載信息大的用電終端若集中接入低壓配電網(wǎng)的其中一相或二相，則計算確 定從該接入相別切換到目標接入相別的相別對和連接在該接入相別上的需要進行接入相 別切換的所述負載信息大的用電終端，以使該負載信息大的用電終端盡可能均勻地分配在 低壓配電網(wǎng)的每一相。
[0022] 進一步地，所述負載信息包括相別及該相的電流和功率中的一種或兩種。
[0023] 本發(fā)明還提供一種用于實現(xiàn)上述電力負載均衡方法的用于低壓配電網(wǎng)的電力負 載均衡裝置。
[0024] 所述用于低壓配電網(wǎng)的電力負載均衡裝置，其設計要點在于，包括以下模塊：
[0025] 采集模塊，采集接入低壓配電網(wǎng)的各個用電終端的負載信息；
[0026] 相負載計算模塊，根據(jù)所述用電終端的負載信息計算低壓配電網(wǎng)的每一相的總負 載信息及低壓配電網(wǎng)的三相負載不平衡度；
[0027] 平衡判斷模塊，若低壓配電網(wǎng)的三相總負載不平衡度小于平衡閾值，則執(zhí)行采樣 觸發(fā)模塊；若不小于平衡閾值，則執(zhí)行相別對確定模塊；
[0028] 相別對確定模塊，確定低壓配電網(wǎng)的相間需要進行相負載調(diào)整的相別對和所述相 別對的兩相別之間需要調(diào)整的負載信息的調(diào)整量值，以使低壓配電網(wǎng)的三相負載不平衡度 小于平衡閾值；所述相別對由低壓配電網(wǎng)的總負載信息大的相別和總負載信息小的相別構(gòu) 成；
[0029] 用電終端確定模塊，在所述相別對的總負載信息大的相別上的用電終端中選擇用 電終端，且所選擇的用電終端的負載信息之和與所述調(diào)整量值相當，以使接入低壓配電網(wǎng) 的三相負載不平衡度小于平衡閾值；
[0030] 換相模塊，把所選擇的用電終端的接入相別由當前接入相別切換到所述相別對的 總負載信息小的相別；若在采樣周期內(nèi)，則執(zhí)行相負載計算模塊，若采樣周期結(jié)束，則執(zhí)行 采樣觸發(fā)模塊；
[0031] 采樣觸發(fā)模塊，根據(jù)設定的采樣周期觸發(fā)采集模塊進行下一次采樣。
[0032] 本發(fā)明裝置在應用中，還有如下進一步優(yōu)選的技術(shù)方案。
[0033] 進一步地，所述相別對確定模塊具體完成以下操作：
[0034] 用于確定低壓配電網(wǎng)的相間需要進行相負載調(diào)整的相別對和所述相別對的兩相 別之間需要調(diào)整的負載信息的調(diào)整量值，以使低壓配電網(wǎng)的三相負載不平衡度小于平衡閾 值；所述相別對由總負載信息大于相平均總負載信息的相別和總負載信息小于相平均總負 載信息的相別構(gòu)成，所述調(diào)整量值為相平均總負載信息與所述相別對的總負載信息小的相 別的總負載信息的差值及所述相別對的總負載信息大的相別的總負載信息與相平均總負 載信息的差值中的最小值。
[0035] 進一步地，所述用電終端確定模塊具體包括：
[0036] 用電終端排序子模塊，根據(jù)用電終端的負載信息對所述相別對的總負載信息大的 相別上的用電終端進行排序；
[0037] 用電終端選擇子模塊，按序選擇經(jīng)排序操作的用電終端，使所選擇的用電終端的 負載信息之和與所述調(diào)整量值相當，以使接入低壓配電網(wǎng)的三相負載不平衡度小于平衡閾 值，且所選擇的用電終端的數(shù)量較小。
[0038] 進一步地，所述用于低壓配電網(wǎng)的電力負載