一种电力系统三相不平衡损耗的实时监测的制作方法

本发明涉及电能监控领域，具体涉及一种电力系统三相不平衡损耗的实时监测。

背景技术：

1、电力三项不平衡损耗主要涉及电力系统中的三相电流(或电压)幅值不一致的现象，当这种幅值差超过规定范围时，就会引发三相不平衡。这种现象在电力系统中尤为普遍，特别是在城市民用电网及农用电网中，由于存在大量单相负载，三相不平衡现象尤为严重。

2、三相不平衡的主要原因包括：各相负载分布不均，导致各相电流或电压的幅值不一致。单相负载用电的不同时性，例如某些设备在特定时间段内集中使用，而其他时间段则处于闲置状态。单相大功率负载接入，例如大型电动设备或照明设备的接入，会对电网的三相平衡产生显著影响。

3、三相不平衡现象会产生一系列的危害和损耗：增加线路电能的损耗：由于三相电流或电压的不平衡，会导致线路中的电流分布不均，进而增加线路的电阻损耗。增加配电变压器电能的损耗：配电变压器在三相不平衡状态下运行时，其内部会产生额外的损耗，从而降低变压器的效率。导致电压不平衡：三相不平衡会导致电网中的电压分布不均，使得某些设备的电压偏高或偏低，影响其正常运行。影响用电设备安全运行：在三相不平衡的情况下，负载轻的一端电压分配会升高，如果电压超过耐压值，可能会烧毁设备。同时，电机在三相不平衡状态下运行时，会发热并缩短使用寿命。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供了一种电力系统三相不平衡损耗的实时监测，以至少解决或缓解上述现有技术中存在的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种电力系统三相不平衡损耗的实时监测，包括：对电力系统的三相电力供给信号进行检测，以生成三相供给数据序列；对所述电力系统中消费所述三相电力供给信号的负荷进行检测，以生成负荷数据序列；基于设定的不等长时间采集序列，分别对所述三相供给数据序列和负荷数据序列进行采集，分别得到三相供给数据向量以及负荷向量；计算所述三相供给数据向量以及负荷向量的语义关联度；基于所述语义关联度，预估所述三相电力供给信号的相序畸变度，以实时监测对三相不平衡损耗。

3、可选的，所述对电力系统的三相电力供给信号进行检测，以生成三相供给数据序列，包括：基于设定同步采集时间戳，启动设定的供给检测边缘模块控制磁通门传感器对所述三相电力供给信号进行非侵入式捕获以生成采样供给信号；提取所述采样供给信号中的关键特征；基于所述关键特征对，对所述采样供给信号进行对齐并进行相位校正以去除其中噪声引起的相位畸变，以生成三相供给数据序列。

4、可选的，所述提取所述采样供给信号中的关键特征，包括：对所述采样供给信号进行白化处理，以确定采样供给信号的负熵的近似值度量；根据所述负熵的近似值度量，提取所述采样供给信号中的关键特征。

5、可选的，所述对所述采样供给信号进行白化处理，以确定采样供给信号的负熵的近似值度量，包括：将所述采样供给信号转换为多维的向量序列，计算所述多维的向量序列的协方差矩阵；对所述协方差矩阵进行特征值分解，得到对应的特征向量和特征值；根据所述特征向量和特征值构造白化矩阵；基于所述白化矩阵对所述采样供给信号进行线性变换，以确定其中的采样供给信号的负熵的近似值度量。

6、可选的，所述对所述电力系统中消费所述三相电力供给信号的负荷进行检测，以生成负荷数据序列，包括：基于训练完成的自回归积分滑动平均模型，对所述三相电力供给信号的消费状态进行基于时间序列的自相关和偏自相关分析，对所述电力系统中消费所述三相电力供给信号的负荷进行检测，以计算不同时间窗内电力消费的平均值、不同时间窗内的峰值负荷、两个相邻时间窗内之间负荷变化的百分比，以形成所述负荷数据序列。

7、可选的，所述基于训练完成的自回归积分滑动平均模型，对所述三相电力供给信号的消费状态进行基于时间序列的自相关和偏自相关分析，对所述电力系统中消费所述三相电力供给信号的负荷进行检测，以生成负荷数据序列，包括：基于训练完成的自回归积分滑动平均模型，对所述三相电力供给信号的消费状态进行基于时间序列的自相关分析以识别出三相电力供给信号的消费中的周期性特征和偏自相关分析，以及对所述三相电力供给信号的消费状态进行基于时间序列的以确定负荷随时间的变化模式，以识别出三相电力供给信号的消费中的负荷变化结构特征；根据所述负荷随时间的变化模式以及所述负荷变化结构特征对所述电力系统中消费所述三相电力供给信号的负荷进行检测，以生成负荷数据序列。其中，所述负荷随时间的变化模式包括：季节性变化、周期性波动、趋势增长等所述负荷变化结构特征包括：异常点、断点或周期性内的细微变化。

8、可选的，所述基于设定的不等长时间采集序列，分别对所述三相供给数据序列和负荷数据序列进行采集，分别得到三相供给数据向量以及负荷向量，包括：分别对所述三相供给数据序列和负荷数据序列进行基于时间序列的样条插值处理，以生成连续且光滑的估计值以在不改变原有三相供给数据序列和负荷数据序列在趋势和特征的基础上，使得差值处理后的三相供给数据序列和负荷数据序列两序列在统一的时间轴上具有等间距的数据点；基于设定的不等长时间采集序列，对样条插值处理后的三相供给数据序列和负荷数据序列进行采集，得到非等间隔采样的三相电力供需数据序列；对所述非等间隔采样的三相电力供需数据序列进行动态关系探索和量化，以得到电力供需动态耦合参数集；对所述电力供需动态耦合参数集进行滑动平均、自相关分析、差分处理，分别得到滞后变量、周期性指标、负荷率变化率，以生成三相供给数据向量以及负荷向量。

9、可选的，，所述对所述非等间隔采样的三相电力供需数据序列进行动态关系探索和量化，以得到电力供需动态耦合参数集，包括：对所述非等间隔采样的三相电力供需数据序列进行格兰杰因果分析，得到格兰杰因果描述符以及格兰杰因果描述强度；根据所述格兰杰因果描述符以及格兰杰因果描述强度，对所述非等间隔采样的三相电力供需数据序列进行动态关系探索和量化。

10、可选的，所述根据所述格兰杰因果描述符以及格兰杰因果描述强度，对所述非等间隔采样的三相电力供需数据序列进行动态关系探索和量化，包括：对所述格兰杰因果描述符以及格兰杰因果描述强度进行内生分析，以生成格兰杰因果内生矢量；根据所述格兰杰因果内生矢量，对所述非等间隔采样的三相电力供需数据序列进行动态关系探索和量化。

11、可选的，所述对所述电力供需动态耦合参数集进行滑动平均、自相关分析、差分处理，分别得到滞后变量、周期性指标、负荷率变化率，以生成三相供给数据向量以及负荷向量，包括：基于定于的三相字典，预先构建一初始向量实例；基于构建的正则匹配式，将所述滞后变量、周期性指标、负荷率变化率填充到所述预先构建的初始向量实例中，以生成三相供给数据向量以及负荷向量。

12、本发明提供了一种电力系统三相不平衡损耗的实时监测，包括：对电力系统的三相电力供给信号进行检测，以生成三相供给数据序列；对所述电力系统中消费所述三相电力供给信号的负荷进行检测，以生成负荷数据序列；基于设定的不等长时间采集序列，分别对所述三相供给数据序列和负荷数据序列进行采集，分别得到三相供给数据向量以及负荷向量；计算所述三相供给数据向量以及负荷向量的语义关联度；基于所述语义关联度，预估所述三相电力供给信号的相序畸变度，以实时监测对三相不平衡损耗。通过实时监测电力系统的三相电力供给信号和负荷情况，该流程能够迅速捕捉到电力系统中任何微小的三相不平衡变化。这种实时性对于预防潜在的设备损坏、提高能源利用效率以及保障电力系统的稳定运行至关重要。且，利用不等长时间采集序列精确采集数据，可以确保获取到的三相供给数据向量和负荷向量具有高度的准确性。这种准确性为后续计算语义关联度和预估相序畸变度提供了可靠的基础，从而提高了整个监测流程的精确性。另外，通过计算三相供给数据向量和负荷向量的语义关联度，并结合该关联度预估三相电力供给信号的相序畸变度，该流程能够提前发现潜在的三相不平衡问题。这种预见性有助于电力系统管理人员及时采取措施，避免问题进一步恶化，减少不必要的损失。除此之外，该实时监测流程的设计相对简洁明了，易于理解和操作。电力系统管理人员可以轻松地掌握该流程的使用方法，并在实际应用中根据需要进行调整和优化。此外，该流程还可以与其他电力系统管理软件或平台进行集成，实现更加高效的数据共享和分析。最后，通过本发明提供的方法，可以及时监控三相不平衡现象，降低因三相不平衡现象造成的线路电阻损耗增加，配电变压器电能损耗以及电网中电压分布不均匀造成的设备损坏的影响。