一种低压负荷平衡调控系统的制作方法

1.本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种低压负荷平衡调控系统。


背景技术：

2.在电力系统中，三相电是否平衡关系到电力系统能否安全稳定运行，如果三相电不平衡会降低电力线路输电效率以及变压器的供电效率，如果长时间三相电不平衡会导致线路以及变压器超载过多烧断，变压器温度升高，严重的导致烧坏变压器，造成严重后果。只有使三相电平衡，才能保证电力系统稳定运行，才能保证用户的电能质量。
3.现有技术中，电力系统的线路中出现不平衡状态时，通过降低用电负荷来实现调节平衡，这影响用电户的用电需求，也无法满足用户对电力的需求，影响用户的生产生活。还有的方式就是采用削峰填谷的方式，但是还是无法从技术的角度，解决用电过程中的三相不平衡问题。而且在对三相不平衡状态的判定时，无法设置有效的手段，进而对后期三相电不平衡的调节造成了影响，导致无法及时对三相电不平衡状态及时处理，造成三相电不平衡的事故扩大，影响电力系统的稳定运行。


技术实现要素：

4.本发明提供一种保证电力系统保护良好运行，保证用户的电能质量，实现节能的目的的低压负荷平衡调控系统，系统包括：三相电供电机构，相电检测模块以及相电控制器；
5.三相电供电机构设置在低压配电区，三相电供电机构的输入端与三相电源连接；三相电供电机构的三相输出端分别连接至用电户，为每个用电户供电；
6.相电检测模块用于检测每相供电线路的负荷量；
7.相电控制器根据每相供电线路的负荷量，判断三相供电线路的平衡度，当三相电不平衡时，调取运行负荷量最大的供电线路以及运行负荷量最小的供电线路；启动三相平衡调节进程，将运行负荷量最大的供电线路中的用电户调配至运行负荷量最小的供电线路进行供电，使三相电平衡运行。
8.优选地，三相电供电机构的每相供电线路设有多个供电段，每个供电段为预设供电区域内的用电户供电；
9.每个供电段之间设有分段开关；
10.三相供电线路之间分别设有相电切换开关；
11.相电控制器分别与分段开关和相电切换开关连接，分别控制分段开关和相电切换开关通断。
12.优选地，相电检测模块还用于检测供电线路中每个供电段的用电负荷量；
13.相电控制器还用于将供电线路中的供电段用电负荷量进行加和，即为供电线路的总用电负荷量，将总用电负荷量与预设总用电负荷量阈值进行比对，如果某一供电线路超阈值，则启动三相平衡调节进程，将运行负荷量最大的供电线路中的用电户调配至运行负
荷量最小的供电线路进行供电，使三相电平衡运行。
14.优选地，相电控制器还用于如果某一供电线路超阈值时，相电检测模块分别检测每段供电段的用电负荷量，并调取用电负荷量最大的供电段；
15.相电控制器调取用电负荷量最小的供电段，通过控制用电负荷量最大供电段的分段开关断开，同时闭合用电负荷量最大供电段的分段开关，将与用电负荷量最大供电段切换到用电负荷量最小的供电段供电。
16.优选地，相电检测模块还用于获取每天中每个供电段的用电负荷量曲线，并截取高用电负荷区间和低用电负荷区间；
17.相电控制器基于分段开关和相电切换开关的控制，并根据供电段的高用电负荷区间和低用电负荷区间，将供电段的高用电负荷区间与其他供电段的低用电负荷区间进行交叉分配到不同的供电线路中，使三相电平衡运行。
18.优选地，相电控制器还用于对三相供电线路的负荷量进行相互之间的比较；
19.根据比较结果，判断三相供电线路之间是否平衡；
20.若三相供电线路之间不平衡，则先模拟切换进程，将负荷量高的供电线路中预设数量的供电段切换至负荷量低的供电线路中，再进行三相供电线路之间的相互比较，判断是否平衡；
21.若平衡，则按照上述模拟切换进程，进行三相平衡调节，使三相供电线路之间达到平衡状态。
22.优选地，相电控制器通过计算三相供电线路中，每相负荷量之和，得出每相供电线路的总用电负荷量，对三相供电线路的总用电负荷量进行两两比较，得到供电线路之间的用电负荷量差值；
23.如果某两相供电线路之间的用电负荷量差值大于另外两相供电线路的用电负荷量差值，为三相不平衡状态；
24.调取差值大的两相供电线路，并分别获取两相中每相供电线路的总用电负荷量，再启动三相平衡调节进程，将运行负荷量最大的供电线路中的用电户调配至运行负荷量最小的供电线路进行供电，使三相电平衡运行。
25.优选地，相电检测模块还用于获取每相供电线路的电流数据和电压数据，通过电流数据和电压数据的乘积得出每相供电线路的用电功率，根据用电功率之和进行比对，判断三相供电线路的平衡度。
26.优选地，相电检测模块还用于获取每相供电线路中负荷量的动态增加量；
27.对三相供电线路的动态增加量进行两两比较，得到供电线路之间的负荷量的动态增加量差值；
28.如果某两相供电线路之间的动态增加量差值大于预设增量阈值，则该两相供电线路之间为三相不平衡状态；
29.调取两相供电线路，并分别获取两相中每相供电线路的总用电负荷量，再启动三相平衡调节进程，将运行负荷量最大的供电线路中的用电户调配至运行负荷量最小的供电线路进行供电，使三相电平衡运行。
30.优选地，相电检测模块还用于获取每相供电线路中负荷量的动态变化量；
31.对三相供电线路的动态变化量进行两两比较，得到供电线路之间的负荷量的动态
变化量差值；
32.如果某两相供电线路之间的动态变化量差值大于预设变化量阈值，则该两相供电线路之间为三相不平衡状态；
33.调取两相供电线路，并分别获取两相中每相供电线路的总用电负荷量，再启动三相平衡调节进程，将运行负荷量最大的供电线路中的用电户调配至运行负荷量最小的供电线路进行供电，使三相电平衡运行。
34.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
35.本发明通过相电检测模块检测每相供电线路的负荷量；相电控制器根据每相供电线路的负荷量，判断三相供电线路的平衡度，当三相电不平衡时，调取运行负荷量最大的供电线路以及运行负荷量最小的供电线路；启动三相平衡调节进程，将运行负荷量最大的供电线路中的用电户调配至运行负荷量最小的供电线路进行供电，使三相趋于平衡，从而改善三相的不平衡状态，降低电力网络的线损和不平衡度，保证电力系统保护良好运行，保证用户的电能质量，实现节能的目的。
36.本发明对三相不平衡的调节方式中，先执行模拟切换进程，可以避免执行进行切换，如果切换无法达到平衡后再调节其他切换方式时，容易对电网造成冲击，影响电网稳定运行的弊端。而且通过模拟切换进程可使监控人员了解当前预切换过程，如果模拟切换进程不满足实际需要，可以对模拟切换进程进行人工调节，满足要求后再进行切换进程，减少由于大规模切换带来的三相不平衡问题对电网配电造成的压力。
37.本发明基于供电线路之间负荷量的比较，结合负荷量的状态进行三相电平衡调节，提高系统线路的稳定性，保证电力设备的稳定运行。还可以减少单相过载故障的发生，有效提高供电网络的可靠性与安全性，通过不断的优化三相不平衡负荷量，降低损耗。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为低压负荷平衡调控系统示意图；
40.图2为低压负荷平衡调控系统实施例示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.本发明提供的低压负荷平衡调控系统中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认
为超出本发明的范围。
43.本发明提供的低压负荷平衡调控系统附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
44.在本发明提供的低压负荷平衡调控系统中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
45.本发明提供的低压负荷平衡调控系统，如图1和图2所示，包括：三相电供电机构1，相电检测模块2以及相电控制器3；
46.三相电供电机构1设置在低压配电区，三相电供电机构1的输入端与三相电源连接；三相电供电机构1的三相输出端分别连接至用电户5，为每个用电户5供电；相电检测模块2用于检测每相供电线路4的负荷量；相电控制器3根据每相供电线路4的负荷量，判断三相供电线路4的平衡度，当三相电不平衡时，调取运行负荷量最大的供电线路4以及运行负荷量最小的供电线路4；启动三相平衡调节进程，将运行负荷量最大的供电线路4中的用电户5调配至运行负荷量最小的供电线路4进行供电，使三相电平衡运行。
47.本发明具体的三相平衡调节进程可以采用如下方式：三相电供电机构1的每相供电线路4设有多个供电段8，每个供电段8为预设供电区域内的用电户5供电；每个供电段8之间设有分段开关6；三相供电线路4之间分别设有相电切换开关7；相电控制器3分别与分段开关6和相电切换开关7连接，分别控制分段开关6和相电切换开关7通断。
48.也就是说三相供电线路4之间具有互联线路，互联线路上设有相电切换开关7；每相供电线路4可以给不同区域的用电户5供电。本发明将各个预设供电区域进行了分割，分割成多个供电段8，供电段8之间通过分段开关6连接。如果需要切断某个供电段8，可以通过断开分段开关6将该段与供电线路4断开，而每段供电段8均辅助连接线路9，辅助连接线路9上设有辅助连接开关10。在某个供电段8被分段开关6断开之后，通过闭合辅助连接开关10连通辅助连接线路9保持供电线路4的连通。
49.进一步的讲，相电检测模块2还用于检测供电线路4中每个供电段8的用电负荷量；相电控制器3还用于将供电线路4中的供电段8用电负荷量进行加和，即为供电线路4的总用电负荷量，将总用电负荷量与预设总用电负荷量阈值进行比对，如果某一供电线路4超阈值，则启动三相平衡调节进程，将运行负荷量最大的供电线路4中的用电户5调配至运行负荷量最小的供电线路4进行供电，使三相电平衡运行。
50.这是基于供电线路4之间负荷量的比较，结合负荷量的状态进行三相电平衡调节，提高系统线路的稳定性，保证电力设备的稳定运行。还可以减少单相过载故障的发生，有效提高供电网络的可靠性与安全性，通过不断的优化三相不平衡负荷量，降低损耗。
51.作为本发明的一种实施方式，相电控制器3还用于如果某一供电线路4超阈值时，相电检测模块2分别检测每段供电段8的用电负荷量，并调取用电负荷量最大的供电段8；
52.相电控制器3调取用电负荷量最小的供电段8，通过控制用电负荷量最大供电段8的分段开关6断开，同时闭合用电负荷量最大供电段8的分段开关6，将与用电负荷量最大供电段8切换到用电负荷量最小的供电段8供电。
53.作为本发明的一种实施方式，在切换一段供电段8的用电负荷量之后，相电控制器3再判断供电线路4是否还超阈值，如果还是超阈值，则再次启动三相平衡调节进程，通过控制用电负荷量最大供电段8的分段开关6断开，同时闭合用电负荷量最大供电段8的分段开关6，将与用电负荷量最大供电段8切换到用电负荷量最小的供电段8供电。进而再判断供电线路4是否还超阈值，如果不超阈值，则当前三相电达到平衡运行。
54.本发明中，如果每条供电线路4负荷量低于预设阈值范围，则可以将之前切换的供电段8，再恢复至原始供电方式。由监控人员判断是否需要调配当前每个供电段8所对应的供电线路4，如果供电段8的用电负荷量并非是持续高负荷，则保持当前的供电方式。如果某一个供电线路4中多个供电段8的用电户5需要持续高负荷运行，则将高负荷运行的用电户5，分配的每相供电线路4中，使供电线路4达到平衡状态。
55.本发明中，相电检测模块2还用于获取每天中每个供电段8的用电负荷量曲线，并截取高用电负荷区间和低用电负荷区间；
56.相电控制器3基于分段开关6和相电切换开关7的控制，并根据供电段8的高用电负荷区间和低用电负荷区间，将供电段8的高用电负荷区间与其他供电段8的低用电负荷区间进行交叉分配到不同的供电线路4中，使三相电平衡运行。
57.比如a相供电线路4中第三、四段在下午2点至5点为高用电负荷区间运行，容易造成a相供电线路4中在下午2点至5点超阈值运行。
58.b相供电线路4中第六、七段在下午2点至5点为低用电负荷区间运行。则将a相供电线路4中第三、四段在下午2点至5点切换至b相供电线路4供电。
59.如果切换之后b相供电线路4未超阈值运行，则保持当前状态运行。当然还可以将b相供电线路4中第六、七段在下午2点至5点切换至a相供电线路4供电，如果切换之后a相供电线路4未超阈值运行的情况下。
60.本发明除了上述对三相不平衡的调节方式，还涉及如下的调节方式。
61.相电控制器3还用于对三相供电线路4的负荷量进行相互之间的比较；根据比较结果，判断三相供电线路4之间是否平衡；
62.若三相供电线路4之间不平衡，则先模拟切换进程，将负荷量高的供电线路4中预设数量的供电段8切换至负荷量低的供电线路4中，再进行三相供电线路4之间的相互比较，判断是否平衡；
63.若平衡，则按照上述模拟切换进程，进行三相平衡调节，使三相供电线路4之间达到平衡状态。
64.先执行模拟切换进程，可以避免执行进行切换，如果切换无法达到平衡后再调节其他切换方式时，容易对电网造成冲击，影响电网稳定运行的弊端。而且通过模拟切换进程可使监控人员了解当前预切换过程，如果模拟切换进程不满足实际需要，可以对模拟切换进程进行人工调节，满足要求后再进行切换进程，减少由于大规模切换带来的三相不平衡问题对电网配电造成的压力。
65.作为本发明的另一种实施方式，相电控制器3通过计算三相供电线路4中，每相负
荷量之和，得出每相供电线路4的总用电负荷量，对三相供电线路4的总用电负荷量进行两两比较，得到供电线路4之间的用电负荷量差值；
66.如果某两相供电线路4之间的用电负荷量差值大于另外两相供电线路4的用电负荷量差值，为三相不平衡状态；调取差值大的两相供电线路4，并分别获取两相中每相供电线路4的总用电负荷量，再启动三相平衡调节进程，将运行负荷量最大的供电线路4中的用电户5调配至运行负荷量最小的供电线路4进行供电，使三相电平衡运行。
67.本实施例是通过用电负荷量差值来进行的比较得出了不平衡的状态，进而进行调节的。
68.作为本发明的另一种实施方式，相电检测模块2还用于获取每相供电线路4的电流数据和电压数据，通过电流数据和电压数据的乘积得出每相供电线路4的用电功率，根据用电功率之和进行比对，判断三相供电线路4的平衡度。
69.对于本发明来讲，除了上述方式本发明还提供如下方式，相电检测模块2还用于获取每相供电线路4中负荷量的动态变化量；
70.对三相供电线路4的动态变化量进行两两比较，得到供电线路4之间的负荷量的动态变化量差值；
71.如果某两相供电线路4之间的动态变化量差值大于预设变化量阈值，则该两相供电线路4之间为三相不平衡状态；
72.调取两相供电线路4，并分别获取两相中每相供电线路4的总用电负荷量，再启动三相平衡调节进程，将运行负荷量最大的供电线路4中的用电户5调配至运行负荷量最小的供电线路4进行供电，使三相电平衡运行。
73.其中，负荷量的动态变化量可以是负荷量的增加导致的变化，比如用电平稳状态，到用电高峰的过渡阶段就是负荷量的增加。
74.也可以是负荷量的减少，比如用电高峰至用电平稳。或者平稳到用电低谷的过程，在这个过程中进行三相不平衡的调节。
75.比如在对负荷量的动态增加量进行三相不平衡的调节时，相电检测模块2还用于获取每相供电线路4中负荷量的动态增加量；
76.对三相供电线路4的动态增加量进行两两比较，得到供电线路4之间的负荷量的动态增加量差值；
77.如果某两相供电线路4之间的动态增加量差值大于预设增量阈值，则该两相供电线路4之间为三相不平衡状态；
78.调取两相供电线路4，并分别获取两相中每相供电线路4的总用电负荷量，再启动三相平衡调节进程，将运行负荷量最大的供电线路4中的用电户5调配至运行负荷量最小的供电线路4进行供电，使三相电平衡运行。
79.本发明通过相电检测模块2检测每相供电线路4的负荷量；相电控制器3根据每相供电线路4的负荷量，判断三相供电线路4的平衡度，当三相电不平衡时，调取运行负荷量最大的供电线路4以及运行负荷量最小的供电线路4；启动三相平衡调节进程，将运行负荷量最大的供电线路4中的用电户5调配至运行负荷量最小的供电线路4进行供电，使三相趋于平衡，从而改善三相的不平衡状态，降低电力网络的线损和不平衡度，保证电力系统保护良好运行，保证用户的电能质量，实现节能的目的。
80.本发明提供的低压负荷平衡调控系统是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
81.所属技术领域的技术人员能够理解，本发明提供的低压负荷平衡调控系统中的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
82.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。