三相不平衡配电网损耗计算的新方法研究
复杂配电网三相不平衡潮流计算方法研究
复杂配电网三相不平衡潮流计算方法研究
目前复杂配电网三相不平衡潮流计算方法存在问题如下:现有的双馈风机类型的分布式电源稳态模型未全面考虑电网三相不平衡时的控制特性,模型不完善;对于配网中的大量感应电机,缺少考虑饱和特性的感应电机三相不平衡稳态模型;配电网三相不平衡配电网潮流计算,采用相分量计算耗费计算资源,采用相序混
合计算时处理方式复杂。
本文工作如下:(1)推导了三相不平衡线路和变压器的输入输出端口的有功功率和无功功率方程。
(2)采用序分量法分别对电网三相不平衡时分布式电源三相稳态建模:1)同
步发电机型:小型水利发电设备,热电联产机组;2)逆变器并网型:蓄电池,燃料电池,光伏发电设备;3)双馈风机。
主要对双馈风机的三相稳态模型进行了完善。
采用Simulink中双馈风机平均值模型的电磁暂态仿真来验证了所提出稳态模型的有效性和正确性。
(3)针对现有感应电机的三相不平衡稳态模型未考虑饱和特性的问题,本文提出了计及饱和特性的感应电机三相不平衡稳态模型,最后
利用Simulink饱和感应电机的电磁暂态模型验证了所提出模型和方法的正确性。
(4)最后基于MATE算法对复杂配电网进行三相不平衡潮流分区计算,解决了三相不平衡潮流采用相分量计算耗费计算资源、采用相序混合计算处理困难的问题,提高了复杂配电网三相不平衡潮流的计算速度。
以上工作的完成,解决了复杂配电网三相不平衡潮流计算存在的不足,为复杂配电网的潮流计算提供了理论和技术支持,具有一定的应用和推广价值。
配电网三相负荷不对称的线损问题研究
配电网三相负荷不对称的线损问题研究摘要：当前在低压配电网当中，单相负荷已占据了较大比例，由于单相负荷投入不同时、低压电网改造及运行维护不充分而产生了低压配电网的三相负荷不平衡分配问题，并由此对低压配电网的运行带来了不同程度的干扰。
本文对三相负荷不平衡对于线损的影响进行了分析，并就三相负荷不平衡的相关解决措施作了初步探讨。
关键词：配电网三相负荷不对称线损低压线路在目前的城乡配电网当中，大多数配电变压器都应用三相变压器，就理论而言，变压器出口的三相负荷应当对称，但在低压配电网当中有较多单相负荷，由于单相负荷分布不均衡以及投入时间具有不同时性，从而形成了低压电网的运行维护中一个较为明显的问题——三相负荷不平衡。
P、三相负荷不平衡对于线损的影响1.1三相负荷不平衡加大了低压线路电能耗损在低压配电线路当中，存在相对较多的供电形式，其中主要为三相四线制、单相二线制以及三相三线制，由于低压配电线路错综复杂，各相电流相对不均衡，配电线路的沿线负荷没有具体的分布规律，同时缺少相对较为完整的低压配电线路参数以及相关负荷资料，因而对低压配电线路具体的耗损量进行相对精确的计算较难实现。
就目前情况而言，低压配电网的三相负荷不平衡分配问题依旧普遍存在，负荷分配实时变化性相对比较大，因而，若将实际情况当中的电压、电流矢量值选入于计算当中，不仅较为复杂，而且没有较大的实际意义。
1.2三相负荷不平衡增大配电变压器自身电能的耗损三相负荷不平衡情况之下运行的配电变压器，能够在低压一侧产生零序电流，对Y／YO接线配电变压器而言，由于配电变压器的高压一侧不存在中性线，因而高压一侧不会有零序电流的产生，这造成了由低压侧的零序电流所产生的零序磁通无法与p对于采用低压三相四线制供电的地区，要积极争取对有条件的配电台区采用3芯或者是4芯电缆，或者应用低压集束导线供电至用户端，这样可以在低压线路施工的过程当中最大限度的降低三相负荷偏相问题的发生率，同时要做好低压装表工作，单相电表在A、B、C三相的分布尽量均匀，避免出现单相电只挂接在一相或者两相上，在线路末端造成负荷偏相。
配电三相负荷不平衡产生及影响线损的探究
配电三相负荷不平衡产生及影响线损的探究在我国经济迅猛发展的前提下，各地加大了对电网系统的改造与建设，因为变压器在电力使用过程中起着重要的作用，可以说是配电环节中的一个重要的中心枢纽，对变压器进行科学、合理的线路网络配置不仅可以保证电力系统的安全性，而且还是变压器低损供电的保证，以提高配电三相负荷的平衡性，降低线损，提高电量利用率，保证人们生产和生活的稳定性。
本文就关于配电三相负荷不平衡产生及影响线损的研究进行了探讨。
标签：配电三相负荷;不平衡;影响;线损近年来，我国在大幅度的进行电网改造工作，在电网改造工作中变压器肩负了重要的过渡作用，可以说变压器的使用是配电台区的核心枢纽部分，而配电台区的线路网则是变压器输送电力的通道。
显然，变压器与配电台区有着而不可分割的联系，科学、合理的线路网络为变压器提供了安全的工作环境，而变压器的低压侧则会采用常见的三相四线的混合用电法，还加入了一些其他的单相负载设备，这几项设备的运行使变压器处于三相平衡的运行状态。
当配电变压器出现三相不平衡時将会造成严重的电力损耗和线路损耗，威胁整个地区的用电安全。
1配电三相负荷不平衡产生的原因分析1.1单相负荷不可控随着社会经济的不断发展，民众的生活质量和生活水平不断提高，所以电器的使用量不断增加。
民众用的很多电器都是单相用电，易出现线路故障。
普通家庭的电器分为大中小型，会导致单相负荷不断激增，导致配电网的不可控性大大增加，致使三相电网的失衡情况。
1.2不合理的配电网布局很多施工工作者对三相负荷平衡不太理解，在工程施工环节随意连接表箱，导致其中一相的负荷超载，其他相则没有负荷，从而产生不均衡情况。
此外，我国对于配电网的改造力度在不同的区域也各有差异。
对于通道，树线结构的矛盾是不可避免的，这也对配电网通道起到了一定的限制作用，引发三相负荷不平衡的情况，进而导致不同程度的线损。
1.3用电的影响用电的影响很广，一方面涵盖季节性的用电高峰时期，另一方面涵盖了企业和单位的大型设备用电。
基于三相负荷不对称对线损的影响与算法
基于三相负荷不对称对线损的影响与算法一、引言电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一，而电力线路的损耗是电力系统运行过程中不可避免的问题之一、传统的线损计算通常基于三相负荷对称的假设，然而在实际运行中，由于电力系统中存在着各种因素，如非线性负载、接地故障、设备老化等，往往导致负荷不对称的情况出现，从而进一步影响了线路的损耗。
因此，研究基于三相负荷不对称对线损的影响以及相应的计算算法具有重要的意义。
二、三相负荷不对称对线损的影响1.负载不平衡造成的相电流不平衡负载不平衡会引起各相之间的电流不平衡，使得线路上各相的电流大小不同，从而导致线路的损耗增加。
当相电流不平衡比较严重时，会引起电网电压的不平衡，进一步影响电力系统的稳定性。
2.负载不平衡引起的电压降由于三相负荷不对称，电压不统一导致电压降过大，从而加大了线路的损耗，同时降低了电力系统的供电质量。
3.高次谐波对电力系统的损耗在电力系统中，负载不平衡会引起谐波电流的产生，而谐波电流会对线路、设备和电力系统整体产生附加的损耗。
特别是高次谐波，由于具有较高的频率和幅值，其损耗对电力系统影响更为明显。
三、三相负荷不对称线损计算算法为了准确计算三相负荷不对称条件下的线损，可以采用以下算法：1.基于矩阵理论的算法通过建立节点电压与节点功率的关系矩阵，可以得到负荷不对称情况下的节点电压，进而计算线损。
这种算法适用于小型或中型电力系统，计算精度较高。
2.基于时域仿真的算法通过对电力系统进行时域仿真，可以模拟出负荷不对称条件下的电压和电流波形，进而计算线损。
这种算法适用于大型电力系统，但耗时较长。
3.基于功率变换的算法通过将不平衡的负荷视为两部分，一部分为基本负荷，即各相负荷相等的部分，另一部分为非基本负荷，即由负荷不平衡引起的部分，可以通过功率变换技术将三相负荷不对称问题转化为负荷对称问题，从而计算线损。
这种算法适用于各种规模的电力系统，计算速度相对较快。
四、结论三相负荷不对称对线路的损耗具有一定影响，包括相电流不平衡、电压降和高次谐波的产生。
配电网三相不平衡的改进技术分析
【 关键词 】配 电网 三相不平衡 改进技术
发现一些三相的不平衡状况 。当在检测过程中 发现有安全隐患的部位，要及时的进行调整和 修改 。对于检测过程 中未发现 问题的部位 ，也 应当提高警惕 。在检测结束 以后 ，不仅需要进 行数据 的整理和分析 ，还要进行及 时的反馈 。 这里 的反馈主要是指根据检测结果推断 出的三
常必要的。在 对三相 符合的合理分配以及控制 后，相关部门应当开设检测工作。 电力的平衡
不 能 是 绝 对 的 ，只 能 是 尽 力 做 到 相 对 的 平 衡 ，
负荷分配 中的管理 问题 。在配 电网的检测上 ，
在实际的检测工作中，各部 门应当 以国家和相 对配 电变压器 的三相 负荷也没有进行定期 的检 关部 门制 定 的平衡度 的衡 量指 标作 为一个 标 测和调整 。除此之外 ，还有很多 因素造成 了三 准，将检测的结果进行专业的记录和分析，对 相不平衡 的现 象，例如线路 的影 响以及三相负
电力电子 ● Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
配电网三相不平衡的改进技术分析
文／ 范朝 波
低，这样的差异进一步加剧 了配电变压器 三相 电能作 为 目前社 会 中应 用最 为广 泛的 能 源，影响 着人们 的 日 常生 活和 工作 。随着 我 国经 济的 快速发 展 ，对 于 电能的 需求也 是 越来 越 多。在 目前 ，我 国大部 分 的低 压配 电 系统都是 选 用三相 四 线制 的接 线 方式。但 这 种接 线方 负荷的不平衡状 况。 第二个 原 因是 用 电负荷 的不 断变化 。造 成用 电负荷不稳定的原因包括了地区经常出现 的拆迁 ，移表或者用 电用户的增加 ；临时用电
配网三相不平衡解决方法的研究
配网三相不平衡解决方法的研究文章首先对配网三相不平衡的危害进行简要分析，在此基础上提出解决配网三相不平衡的方法。
期望通过本文的研究能够对配电网运行安全性、稳定性及可靠性的提升有所帮助。
标签：配电网；三相不平衡；解决方法1 配网三相不平衡的危害分析配电网是电力系统的重要组成部分之一，主要负责接受和分配电能，其运行稳定与否直接关系到整个电网的正常运行。
然而，三相不平衡会给配网带来一定的损耗，其对配电网的危害具体体现在如下几个方面：一是对配变的危害。
当配电网中出现三相不平衡时，会对配变造成危害，由此会导致铁芯的损耗增大，增加额外的铜损，配变的出力状况也会随之减少，还会引起中性线电流，进而造成涡流损害。
二是对线路的危害。
配电网出现三相不平衡后，会导致线路的损耗增加，因输电线路本身存在阻抗，从其中通过的电流会消耗一部分电能，这是无法避免的损耗，只能减少，不可消除，但当系统处于三相不平衡状态时，电流会从中性线流过，此时会产生另外的损耗，这个损耗要比输电线路正常的损耗高出数倍。
三是电动机的输出功率减少。
在三相不平衡的状态下，配变二次侧输出的电压也是三相不平衡的，其中包含三个电压分量，即正序、零序及负荷，由于零序电压无法接入电动机，故此会导致电动机的输出功率下降，这样会对电网运行造成不利影响。
四是缩短用电设备寿命。
当配变处于三相不平衡的状态时，负荷较重的相与负荷轻的相之间会出现反差，若是在这种情况下对用电设备进行供电，则会导致设备的使用寿命缩短。
2 解决配网三相不平衡的方法对于配电网而言，三相不平衡的危害非常严重，故此，必须采取有效的方法进行解决处理，以此来确保配电网的安全、稳定、可靠运行。
由于三相不平衡的产生原因较为复杂。
为此，应当从技术和管理两个层面着手，提高治理效果，使三相不平衡问题得到有效解决。
2.1 技术措施（1）手动调节相序。
这是一种传统的三相不平衡治理措施，具体做法是通过操作人员进行换相，来消除三相不平衡问题，在三相不平衡长期存在的配电台区内，该技术措施的应用较为广泛。
对低压配电网三相不平衡问题及对策进行研究
对低压配电网三相不平衡问题及对策进行研究低压配电网是指额定电压在1000V以下的配电网，它是城市、工矿、农村等地区供电的主要形式。
在低压配电网中，三相不平衡问题是一个普遍存在的且对电网安全稳定运行产生重要影响的问题。
由于三相不平衡会导致电压、电流不平衡，进而引发线路过载、电器设备损坏等问题，因此对低压配电网的三相不平衡问题进行研究，找出对策进行解决具有重要意义。
一、低压配电网三相不平衡问题分析1.问题产生原因低压配电网的三相不平衡问题产生的原因非常复杂，主要包括负荷不平衡、线路参数不一致、电器设备不平衡连接、接地故障等多种因素。
随着电力系统的发展和改造，新能源、电动车充电站等新型负荷也给低压配电网的三相不平衡问题带来了新的挑战。
2.问题表现低压配电网三相不平衡问题的表现主要包括电压不平衡、电流不平衡。
电压不平衡会导致电压波动、电器设备工作不稳定；电流不平衡会引起线路和设备的过载、过热等问题，严重影响电网的安全稳定运行。
3.问题影响三相不平衡问题会严重影响低压配电网的运行质量，导致设备寿命缩短、能效降低、线损增加等问题。
三相不平衡还可能导致电网的负荷能力下降、安全隐患增加，对电网的稳定性和可靠性造成威胁。
1. 负荷平衡针对低压配电网负荷不平衡导致的三相不平衡问题，可采取合理调度和负荷平衡措施。
通过对负荷进行合理分布，减少不同相的负荷差异，从根本上解决因负荷不平衡导致的三相不平衡问题。
2. 设备优化对低压配电网中的设备进行优化，包括选用能够适应三相不平衡的设备，对负荷和设备进行动态监测和调整，及时发现并解决设备不平衡连接、故障等问题，减小设备对电网的不平衡影响。
3. 线路调整对低压配电网的线路进行合理调整，包括优化线路敷设方案、考虑线路参数一致性、减少线路长度不平衡等问题，从而降低因线路不平衡而引起的三相不平衡问题。
4. 新技术应用随着电力系统技术的不断发展，一些新技术如智能电网、分布式能源等可以有效地解决低压配电网的三相不平衡问题。
配电变压器三相不平衡计算与损耗计算
配电变压器三相不平衡计算与损耗计算配电变压器是电力系统中重要的电气设备之一，用于将输送电网中的高压电能转换为一定电压的低压电能供给用户使用。
在实际运行中，由于网络负荷的变化以及线路参数的差异等因素，电力系统中的三相负载往往不平衡，这会导致变压器的工作参数发生变化，如电流和温升的不均匀分布，从而产生额外的损耗。
因此，计算配电变压器在三相不平衡条件下的工作特性和损耗是非常重要的。
首先，我们来讨论三相不平衡条件下的计算方法。
1.三相不平衡电流计算在三相不平衡条件下，各相的电流大小和相位差会不同，因此需要计算每相的电流大小和相位差。
假设A相电流为I_A，B相电流为I_B，C相电流为I_C，相位差分别为θ_A，θ_B，θ_C，则有以下公式计算：I_A = I * (1 + K1 * cos(θ_A))I_B = I * (1 + K2 * cos(θ_B))I_C = I * (1 + K3 * cos(θ_C))其中，I为三相平衡条件下的电流大小，K1、K2、K3为不平衡因子，通常取0.01~0.1之间。
2.三相不平衡功率计算三相不平衡条件下的功率计算需要考虑各相的功率大小和相位差。
假设A相功率为P_A，B相功率为P_B，C相功率为P_C，则有以下公式计算：P_A = √3 * V_L * I_A * cos(θ_A + α)P_B = √3 * V_L * I_B * cos(θ_B + β)P_C = √3 * V_L * I_C * cos(θ_C + γ)其中，V_L为线电压，α、β、γ为各相功率相位差。
3.三相不平衡损耗计算三相不平衡条件下的损耗计算需要考虑各相的电流大小和相位差对变压器的损耗产生的影响。
假设A相损耗为P_loss,A，B相损耗为P_loss,B，C相损耗为P_loss,C，则有以下公式计算：P_loss,A = (I_A / I) ^ 2 * P_lossP_loss,B = (I_B / I) ^ 2 * P_lossP_loss,C = (I_C / I) ^ 2 * P_loss其中，P_loss为三相平衡条件下的损耗。
浅谈三相电流不平衡功率损耗及改进办法
按年进行分析 ， 根据每户月用 电量 ， 季用电量 ， 年用 电量 ， 进行季 ， ＾ 、 季，
， 、， ｃ— Ａ 、 Ｂ 、 Ｃ三相 负荷 电流（ Ａ ）
度、 年度调整。通过名山供电所的考核 ， 取得 的效益很可观。 Ｈ 例： 某低 压线路 的相线 电阻为 ２ ， 中性线 的电阻为 ４Ｑ ， 三 相 电流分别为 ６ ０ Ａ、 ２ ０ Ａ、 Ｉ Ｏ Ａ， 中性线 电流为 ４ ６ Ａ， 调 整以后三 相电 流分别 为 ３ ０ Ａ、 ３ ０ Ａ、 ３ ０ Ａ， 中性线 电流为零 ， 求调整后一个 月的降损 电量 （ ３ ０天计 ） 解： 降损电量 ＡＡ ＝ Ａｐ ＊ Ｔ （ Ｋ Ｗ． ｈ ）
降低线损为 ：
△Ｐ ＝ △Ｐ 】 一 △Ｐ ２ ＝ （ １ ＾ ＋ Ｉ ２ Ｂ ＋ Ｉ ２ ｃ ＋ ２ Ｉ ） ￥ Ｒ术１ ０ 一 （ Ｉ Ａ ＋ Ｉ ２ ￣ ＋ Ｉ ２ ｃ ＋ ２ Ｉ Ａ 冲 ： Ｉ ３ ＋ ２ １ Ｂ Ｉ ｃ ＋ ２ Ｉ Ａ Ｉ ｃ ） ／ ３￥Ｒ￥１ ０ ＿ ３ ２ （ Ｉ ２ Ａ ＋ Ｉ ２ Ｂ ＋ Ｐ ｃ — Ｉ Ａ Ｉ Ｂ － Ｉ Ｂ Ｉ ｃ － Ｉ Ａ ， Ｉ ： Ｉ ｃ ＋ ３ Ｉ Ｚ ｏ ） ／ ３： ｌ ＝ Ｒ １ ０ — 。 （ Ｋ ｗ ）
＝
由此可见 ， 三相负荷 不平衡时将会 增加 线损 ， 不 平衡 程度愈大 ，
厶／（ ＋ 厶＋ ） ／ ３ １ ０ ｏ ％
、
这是 因为三相负荷不平衡 时 ， 各相 负荷 电流不相 ¨ 线损增 加也愈多 ，
等， 就会在相 间产生不平衡电流。这些不平衡电流除 了在相线上引 式中 Ｊ 。一中性线 电流（ Ａ） 起损失外 ， 还将在 中线上引起 损失 ， 这就增加 了总 的损失 ， 而且 变压 ， ， 、 ， ｃ — Ａ、 Ｂ 、 Ｃ三相负荷 电流 （ Ａ） 器不能满出力。 要求在变压器的出线 端的负荷 电流不平衡 度应小于 １ ０ ％ ３ 我 们 的具 体 做 法 低压供 电网络始端的负荷 电流不平衡率小于 ２ ０ ％， 三相负荷分 根据这些 问题 ， 我们除采取定 期测负荷 ， 并进行 调整 ， 同时借农 △ 布不均匀 区将产生不平衡 电压 ， 从 而有 了电压偏移。 网改造之机 ，对 ６ ２ ８ 个 台区中名 山供 电所 的 ８ ０个台区 ，台区总表 ２ 三 相 负 荷 不平 衡 时 对 线 损 的 影 响 按 三相每相装一具单相 电子表 ， 共装 出 ２ ４ ０块 单相表 ， 每个 台区按 若 已知各相 导线 的电阻为 Ｒ（Ｑ） ， 中性线 电阻 Ｒ ０ （ ） ， 在输送 Ａ、 如 Ｂ 、 Ｃ三相设 置抄表卡片 ， 每月抄表后 ， 即可算 出台区每相 总表电 ０ ４ ６ ８ Ⅳ． 上述负荷 的情况下 ， 线路功率损耗 为 ： 量 及分 表电量 ， 每 相低损多少 ， 三相负荷不平衡 度 ， 都可算 出按月 、
配电网三相负荷不对称的线损分析
根据三 相负 荷不对 称 的表现特 点 ， 网中三相 上 引起 损 耗 ，增 加 了总 的线损 。 配
收稿 日期 ：２ ０ －２０ ． ０ ６１－６
作者简介：张五一 （９ ７一） １７ ，男，东北 电力大学 电气工程学院硕 士研究生
维普资讯
第１ 期
平衡度 的概念：
＝
ＣＰ
× ０ ％ ， ∈｛ Ｂ， １ ０ Ａ， Ｃ）
维普资讯
１ ６
第 ２ 卷第 １ ３ 期
电
力
科
学
与
工
程
Ｖ０ ． ３ １ ．Ｎｏ １ ２ ． Ｍ ａ． ２ ０ ｒ， ０ ７
２０ ０ ７Байду номын сангаас ３月
Ｅｌｃ ｒ ｃＰ ｗｅ ｃｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｅ ｔ ｉ ｏ ｒＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
配 电网三相 负荷不对称 的线损分析
张五一 ，张言 滨 ，刘 华伟
（．东北电力大学 电气工程学 院，吉林 吉林 １２ １ ．２ 洛 阳市 电力公司，河南 洛 阳） １ ３０２ ．
配电变压器三相不平衡附加损耗量化分析
配电变压器三相不平衡附加损耗量化分析在电力系统的心脏——配电网络中，变压器扮演着至关重要的角色。
它如同一位勤劳的搬运工，默默将电能从发电站输送到千家万户。
然而，当这位“搬运工”面临三相不平衡的挑战时，其工作效率和健康状态便会受到严重影响。
本文旨在深入剖析配电变压器在三相不平衡条件下的附加损耗问题，并提出相应的量化分析方法。
首先，我们必须认识到三相不平衡对变压器造成的影响。
想象一下，一辆原本平稳行驶的车辆突然开始颠簸，这正是因为路面不平造成的。
同样，当变压器的三相负载不均衡时，它就像那辆颠簸的车辆，不得不承受额外的压力和损耗。
这种损耗不仅降低了变压器的效率，还可能缩短其使用寿命。
接下来，让我们通过一个形象的比喻来理解三相不平衡附加损耗的产生机制。
假设有一个天平，它的两端分别代表变压器的两个相位。
在理想状态下，这个天平应该是平衡的。
但当一端加重（即某一相负载增加），为了维持平衡，另一端也必须增加相同的重量（即另一相负载也需相应增加）。
然而，在实际情况中，这种完美的平衡很难实现，导致天平倾斜（即三相不平衡），从而产生额外的应力（即附加损耗）。
为了量化这种损耗，我们需要借助一些工具和方法。
首先，我们可以利用专业的测量仪器来监测变压器各相的电流和电压情况。
通过收集这些数据，我们能够计算出各相的实际负载情况。
然后，结合变压器的设计参数和运行特性，我们可以使用数学模型来模拟不同负载条件下的损耗情况。
这个过程就像是医生通过各种检查来诊断病情一样，目的是为了找到问题的根源并给出解决方案。
在进行了上述分析和计算之后，我们可以得到一个关于三相不平衡附加损耗的具体数值。
这个数值就像是一份报告单，清晰地告诉我们变压器在这种非理想状态下的性能下降程度。
有了这个数值，电力系统工程师就可以采取相应的措施来优化负载分配或者升级设备，以确保电力系统的稳定运行和延长设备的使用寿命。
综上所述，配电变压器三相不平衡附加损耗的量化分析是一项复杂而重要的任务。
配电网三相不平衡问题的分析与研究
配电网三相不平衡问题的分析与研究摘要：在三相交流系统中，若三相电压或电流在幅值上不同或相位差不是120°，或兼而有之，则称此系统为不平衡(或不对称)系统。
我国低压配电网主要采用三相四线制配电方式，低压配电变压器多为Y，yn0接线。
在低压配电网中，由于存在大量单相负荷和负荷用电的随机性，三相不平衡运行是不可避免的。
随着负荷种类、用电量的增加，以及单相负荷、非线性负荷和冲击性负荷比例的增大，配电侧三相不平衡问题愈发严重，已成为配电网运行中亟待解决的突出问题。
配电网若长期处于三相不平衡运行将给配电网经济运行和安全稳定运行带来不小的负面影响。
关键词：配电网；三相不平衡；研究1 引言随着科学技术以及经济的发展，人们对于电需求量逐渐增大，对于电能质量要求也越来越高。
实际运行中电能质量会对电气设备安全以及电网等产生直接的影响，关系到人们生活秩序好坏、企业产品质量以及经济运行。
在用电方面三相不平衡问题经常出现，是评价电能质量的主要指标。
只有保证配电网三相平衡，才能减少耗能、降损降价。
2 三相不平衡对电气设备的危害分析1）三相负载不平衡运行会造成配电变压器零序电流过大，局部金属件温升增高。
我国的6~10kV配电变压器大都采用Y/Yo。
联结，低压配电网格采用三相四线制。
在三相负载不平衡运行下的变压器，必然会产生零序电流。
由于变压器内部零序电流的存在就会在铁芯中产生零序磁通，这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。
但配电变压器设计时是不考虑这些金属构件为导磁部件，所以由此引起的磁滞和涡流损耗往往会造成这些部件发热，致使变压器局部金属件温度升高，严重时将导致变压器运行事故。
2）危及配电变压器的安全和寿命，零序电流在配电变压器中引起的涡流损耗，将使得配电变压器运行温度升高，危及配电变压器的安全和寿命。
在实际工作中，负荷不平衡往往还伴随着一、两相过负荷，这样很有可能烧坏配电变压器。
本文了解到这样一起事故:一台100kVA的农用配电变压器，因大量的单相抽水，水泵集中于一相且过负荷，造成变压器烧坏。
配电变压器三相不平衡计算与损耗计算
三相不平衡损耗计算农村低压电网改造后低压电网结构发生了很大的变化，电网结构薄弱环节基本上已经解决，低压电网的供电能力大大增强，电压质量明显提高，大部分配电台区的低压线损率降到了10%以下，但仍有个别配电台区因三相不平衡负载等原因而造成线损率居高不下，给供电管理企业特别是基层供电所电工组造成较大的困难和损失，下面针对这些情况进行分析和探讨。
一、原因分析在前几年的农网改造时，对配电台区采取了诸如增添配电变压器数量，新增和改造配电屏，配电变压器放置在负荷中心，缩短供电半径，加大导线直径，建设和改造低压线路，新架下户线等一系列降损技术措施，也收到了很好的效果。
但是个别台区线损率仍然很高，针对其原因，我们做了认真的实地调查和分析，发现一些台区供电采取单相二线制、二相三线制，即使采用三相四线制供电，由于每相电流相差很大,使三相负荷电流不平衡。
从理论和实践上分析，也会引起线路损耗增大。
二、理论分析低压电网配电变压器面广量多，如果在运行中三相负荷不平衡，会在线路、配电变压器上增加损耗。
因此，在运行中要经常测量配电变压器出口侧和部分主干线路的三相负荷电流，做好三相负荷电流的平衡工作，是降低电能损耗的主要途经。
假设某条低压线路的三相不平衡电流为IU、IV、IW，中性线电流为IN，若中性线电阻为相线电阻的2倍，相线电阻为R，则这条线路的有功损耗为ΔP1=（I2UR+I2VR+I2WR+2I2NR）×10-3 （1）当三相负荷电流平衡时，每相电流为（IU+IV+IW）/3，中性线电流为零，这时线路的有功损耗为ΔP2=■2R×10-3 （2）三相不平衡负荷电流增加的损耗电量为ΔP=ΔP1-ΔP2=■（I2U+I2V+I2W-I2UI2V-I2VI2W+I2WI2U+3I2N）R×10-3（3）同样,三相负荷电流不平衡时变压器本身也增加损耗,可用平衡前后的负荷电流进行计算。
由此可见三相不平衡负荷电流愈大，损耗增加愈大。
配电网三相负荷不对称线损问题研究
配电网三相负荷不对称的线损问题研究摘要：当前在低压配电网当中，单相负荷已占据了较大比例，由于单相负荷投入不同时、低压电网改造及运行维护不充分而产生了低压配电网的三相负荷不平衡分配问题，并由此对低压配电网的运行带来了不同程度的干扰。
本文对三相负荷不平衡对于线损的影响进行了分析，并就三相负荷不平衡的相关解决措施作了初步探讨。
关键词：配电网三相负荷不对称线损低压线路在目前的城乡配电网当中，大多数配电变压器都应用三相变压器，就理论而言，变压器出口的三相负荷应当对称，但在低压配电网当中有较多单相负荷，由于单相负荷分布不均衡以及投入时间具有不同时性，从而形成了低压电网的运行维护中一个较为明显的问题——三相负荷不平衡。
p、三相负荷不平衡对于线损的影响1.1三相负荷不平衡加大了低压线路电能耗损在低压配电线路当中，存在相对较多的供电形式，其中主要为三相四线制、单相二线制以及三相三线制，由于低压配电线路错综复杂，各相电流相对不均衡，配电线路的沿线负荷没有具体的分布规律，同时缺少相对较为完整的低压配电线路参数以及相关负荷资料，因而对低压配电线路具体的耗损量进行相对精确的计算较难实现。
就目前情况而言，低压配电网的三相负荷不平衡分配问题依旧普遍存在，负荷分配实时变化性相对比较大，因而，若将实际情况当中的电压、电流矢量值选入于计算当中，不仅较为复杂，而且没有较大的实际意义。
1.2三相负荷不平衡增大配电变压器自身电能的耗损三相负荷不平衡情况之下运行的配电变压器，能够在低压一侧产生零序电流，对y／yo接线配电变压器而言，由于配电变压器的高压一侧不存在中性线，因而高压一侧不会有零序电流的产生，这造成了由低压侧的零序电流所产生的零序磁通无法与高压侧相抵消，从而零序磁通会经过配电变压器铁心以及油箱壁等相关钢铁性构件，由于铁心等钢铁构件也同为导体，因而与磁力线相垂直的平面上方会有相应感应电动势的产生，该感应电动势能够形成闭合回路，同时产生电流，从而进一步增加了变压器耗损，这即为通常情况下的变压器铁损增加问题。
基于随机森林的三相不平衡配电网损耗计算研究
收稿日期：2019-09-26；修订日期:2019-11-24 基金项目：深圳供电局有限公司科技项目(090000KK52180112) 作者简介：李鸿鑫(1986—),男，博士，高级工程师，研究方向为电能质量监测与治理技术、电网规划等；汪清()987—),女,
硕士，工程师，研究方向为电能质量监测与治理技术等。
局部最优。文献⑺建ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ了基于RBF神经网络的配电
网损耗计算模型，但该方法结构较复杂，运算量较 大，且RBF神经网络收敛速度较慢。文献[8]将支持 向量机应用于配电网的损耗计算，计算结果的精度 有了一定的提高，但支持向量机抗干扰能力较差， 导致配电网损耗计算结果不理想。
本文利用随机森林算法在非线性映射领域的 独特优势，提出了一种基于随机森林算法的三相不 平衡配电网损耗新型智能计算方法，并进行了配电 网损耗计算的实例分析。
98
Automation & Instrumentation 2019,34(12)
传统损耗计算方法有潮流计算法、均方根电流 法和等值电阻法等叫但传统方法对配电网的运行 数据及相关参数要求非常严格，尤其在三相不平衡 状态下进行损耗计算，传统计算方法需要更多精确 的结构参数和运行参数，而我国配电网自动化程度 还不高，相关数据无法及时有效的获取叫近年来， 随着新型智能方法的不断深入研究和应用，相关研 究人员将新型智能方法用在配电网的损耗分析中。 文献⑹提出了基于BP人工神经网络的配电网的损 耗计算模型，但BP人工神经网络收敛较早，易陷入
(Electric Power Research Institute of Shenzhen Power Supply Co.,Ltd.,Shenzhen 518000,China) Abstract: Three-phase unbalance is a common problem existed in the distribution network, and the three-phase un balance will bring serious difficulties to the loss calculation of distribution network. In view of the current insufficient situation of the timeliness and accuracy of traditional calculation methods, the characteristic quantities related to the loss of distribution network are extracted from the power consumption information of distribution network in this pa per ,then using the unique advantages of stochastic forest algorithm in the field of nonlinear mapping, a three-phase unbalanced distribution loss calculation method based on stochastic forest algorithm is proposed, and the calculation and analysis of three-phase unbalanced distribution network loss are given, it is shown that this method can obtain better calculation results. This method can provide an effective theoretical reference and technical guidance for the calculation of three-phase unbalanced distribution network losses. Key words: distribution network ； three-phase unbalance ； loss calculation ； stochastic forest algorithm
关于配电网三相不平衡降损运行的研究
U0 Z0 0 0 I0
U1
=
0
Z1
0
I1
U2 0 0 Z2 I2
（1）
U A Zz Zh Zh I A
U
B
=
Z
h
Zz
Z
h
I
B
UC Zh Zh Z z IC
（2）
其中，Zh 为 A、B、C 三相间的互阻抗 ；ZZ 为 A、 B、C 三相的自阻抗。根据式（1）和式（2），经过 相分量和序分量的变换，得到线路的互阻抗和自阻
0 0
(Z0
+ − −
2Z1)I
2 A
+
(Z0
−
Z1)I
AIB∠
−120
+
(Z0
−
Z1 ) I C
I
A∠120
Z1)I AI B∠120
+
(Z0
+
2Z1
)
I
2 B
+
(Z0
−
Z1)IC I B∠
−120
Z1)I AIC∠
−120
+
(Z0
−
Z1)I B IC∠120
+
(Z0
+
2Z1
)
I
2 C
设 Z0=R0+jX0，Z1=R1+jX1， 式（6） 整 理 后， 线路三相总的功率损耗为 ：
供电量的百分比 ：线损率 =（线损电量 / 供电量）
×100%。
图1 电网线损的分类及相互关系图
电能损耗
可变损耗
固定损耗
不明损耗
用户窃电违章用电
损失
线路中导线的损耗 变压器的铁耗
配电变压器在三相不平衡下的损耗计算方法研究 张华赢
配电变压器在三相不平衡下的损耗计算方法研究张华赢摘要：本文首先对配电变压器在三相不平衡下的损耗进行相应的分析，然后基于改进后的小波神经网络模型，提出了配电变压器在三相不平衡下的新型损耗计算方法，实现了配电变压器的运行特征参数与损耗之间非线性映射，并通过损耗计算实例的对比分析证明了本文方法的有效性和优越性。
关键词：配电变压器；三相不平衡；小波神经网络；损耗计算0 引言本文利用非线性映射能力更加优良的小波神经网络模型，建立了配电变压器在三相不平衡下的损耗计算模型，并通过配电变压器损耗计算实例的对比分析证明了本文方法的有效性和优越性。
1配电变压器在三相不平衡下的损耗分析在正常运行时，配电变压器的损耗的主要组成部分为空载损耗和负载损耗。
空载损耗由变压器铁耗、绝缘绕组直流电阻损耗和介质损耗组成，其中铁耗在空载损耗占绝大部分，空载损耗与铁耗近似相等。
负载损耗主要由绕组直流电阻损耗及由漏磁场引起的涡流损耗组成，当配电变压器运行在三相平衡状态下时，其漏磁场及涡流损耗较小，负载损耗与绕组直流电阻损耗近似相等。
2.2 配电变压器损耗计算小波神经网络法配电变压器运行时的损耗主要与其有功供电量、无功供电量及该时间段内的三相不平衡程度相关，本文利用改进后的小波神经网络实现配电变压器运行信息与其损耗非线性映射：从配电变压器的运行数据提取出有功供电量、无功供电量、变压器负载率、三相平均电流以及三相不平衡度，将其组成小波神经网络的输入向量，小波神经网络的输出则为配电变压器的损耗。
4 结论本文在对配电变压器在三相不平衡下的损耗进行分析的基础上，基于改进后的小波神经网络模型，提出了配电变压器在三相不平衡下的新型损耗计算方法，并通过三相不平衡下配电变压器损耗计算实例的对比分析，结果表明本文改进后的小波神经网络计算方法获得的损耗值与其真实值是非常接近的，本文方法具有很好的准确性，且本文方法对于配电变压器在三相不平衡下的损耗计算中具有更高的准确性，计算结果的归一化平均绝对误差和归一化均方根误差要比BP神经网络、RBF神经网络和改进前的小波神经网络更小，本文方法在三相不平衡下配电变压器损耗计算中具有更加优良的性能。
三相负荷不平衡时低压线损的理论计算分析
三相负荷不平衡时低压线损的理论计算分析近年来,随着农村经济的飞速发展,农民生活水平迅速提高,尤其是农网改造完成及”同网同价”实施后,农村单相负荷用电量极大增长的情况下,导致农村低压三相负荷极度不平衡,也是目前供电企业台区线损率偏高而又容易忽视的一个主要技术原因。
以下是本人针对三相负荷不平衡时如何从理论上分析计算对低压线损率的影响。
一般来讲，低压线损主要包括变压器损耗和低压线路损耗。
其中，变压器的损耗主要由铁损和铜损组成。
铁损主要与变压器内部结构有关，一般不变。
变压器的铜损和低压线路损耗主要与负荷的大小、线路的长度、导线截面、环境温度以及负荷分布情况有关。
本计算，只考虑负荷分布对变压器铜损和低压三相四线线路损耗的影响。
一、负荷分布对变压器铜损的影响假设变压器所带总负荷为S，K1、K2、K3分别为A相、B相、C相负荷分布系数，则Sa=K1•S，Sb=K2•S，Sc=K3•S，S=Sa+Sb+Sc=(K1+K2+K3）•S；(其中：K1+K2+K3=1)根据Sa=Ua•Ia，可知Ia=Sa/Ua=K1•S/220同理Ib=Sb/Ub=K2•S/220Ic=Sc/Uc=K3•S/220假设变压器内部总铜损为W，r为变压器内部每相电阻，Wa、Wb、Wc分别为变压器内部每相铜损。
根据Wa=Ia2•r=(K1•S/220)2•r=K12•(S/220)2•rWb=Ib2•r=(K2•S/220)2•r=K22•(S/220)2•rWc=Ic2•r=(K3•S/220)2•r=K32•(S/220)2•r则：W=Wa+Wb+Wc=(S/220)2•r•（K12+K22+K32）由此可见，变压器铜损的计算公式为：W=(S/220)2•r•（K12+K22+K32）从变压器铜损的计算公式，可以看出，变压器的铜损与负荷分布系数K1、K2、K3的平方和成正比。
特例1：三相负荷完全平衡时的铜损计算当三相负荷完全平衡时，因K1=K2=K3且K1+K2+K3=1，可得K12+K22+K32=1/3所以铜损W=1/3•(S/220)2•r。
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三相不平衡配电网损耗计算的新方法研究
发表时间：2019-10-24T10:57:08.483Z 来源：《电力设备》2019年第12期作者：杜秀王洁赵守成
[导读] 摘要：随着我国的经济在不断的提高，对于用电的需求在不断的加大，配电网普遍存在的三相不平衡问题给配电网的损耗计算带来了严重的困难，文中将小波神经网络应用于三相不平衡配电网的损耗计算，并利用粒子群算法对小波神经网络中的参数进行优化，通过配电网实例损耗计算的对比分析验证了文中方法的有效性和优越性。
(国网山西省电力公司朔州供电公司山西省朔州市 036002)
摘要：随着我国的经济在不断的提高，对于用电的需求在不断的加大，配电网普遍存在的三相不平衡问题给配电网的损耗计算带来了严重的困难，文中将小波神经网络应用于三相不平衡配电网的损耗计算，并利用粒子群算法对小波神经网络中的参数进行优化，通过配电网实例损耗计算的对比分析验证了文中方法的有效性和优越性。
为分析配电网三相不平衡程度变化对配电网损耗的影响，对三相不平衡程度变化后的配电网损耗进行了计算分析，得出了配电网三相不平衡程度与其损耗之间的关系。
文中方法可为三相不平衡下配电网的损耗计算及其经济运行提供有效的借鉴和技术指导。
关键词：配电网;损耗计算;三相不平衡;小波神经网络;粒子群算法
引言
配电网三相不平衡度是衡量用户用电质量和供电所供电安全性的重要指标。
配电网络三相不平衡度过高产生的主要影响包括：线路损耗增加；用电负荷随机变化，无法预测；影响用电安全；电动机效率降低；影响通信质量。
同时，三相不平衡问题也会对计量仪表的精度产生影响。
国家标准《电能质量三相电压允许不平衡度》明确规定，在正常情况下电网各级电压的三相不平衡度不大于2%，每个用户在公共连接点引起的三相电压不平衡度不得超过1.3%。
所以，计算三相不平衡度既符合国家标准，又能够提高电能质量，提升电力企业效益。
解决三相不平衡的问题需要对三相不平衡度进行精确计算，尽管国家标准对于电压不平衡度有详细的计算方式和规定，但是由于一些不可抗拒因素，电网数据在收集时出现了收集不到或者收集到了正常范围之外的数据，导致数据分析计算过程中出现“空数据”和“脏数据”影响数据分析准度，甚至会引发无法计算的严重后果。
在此背景下，本文致力于解决数据分析计算三相不平衡度时消除“空数据”和“脏数据”的影响。
1电压三相不平衡产生的原因
电力系统中，产生电压不平衡问题大致分为两种，一种是由发电机参数不对称或高电压等级三相不平衡传递至本级系统，造成本级系统三相不平衡，这是一种电压的渗透;另一种是由于本级负荷三相不对称，负荷向系统注入负序(零序)电流在系统阻抗上形成负序(零序)电压导致三相不平衡。
本文不涉及由背景不平衡引起的三相不平衡，只讨论第二种情况。
低压台区负序阻抗模型，其中U2为低压台区供电末端的负序电压，Ｒ2+jX2为供电变压器和输电线路的等效负序阻抗，Il2为流经输电线路负序电流，Iz2为流向负载的负序电流，Z2为负荷负序阻抗，Is2为负荷三相不平衡产生的负序电流。
2配电网损耗计算的小波神经网络模型
由于单相负荷的存在及不同负荷之间差异性，配电网普遍存在着三相不平衡问题，而三相不平衡会使系统产生不平衡电流，使得配电
网导线和变压器的损耗发生额外的增加，从而使得配电网损耗增大。
配电网线路ABC各相的不平衡度可表示为: 式中，IP=
(IA+IB+IC)/3为ABC三相电流有效值的平均值。
配电网线路某时段的三相不平衡度可表示为: 式中，N为该时段电流计数的时刻总数，λAn、λBn、λCn为某时刻n的各相的不平衡度。
传统配电网损耗计算方法需要众多元件和运行参数，但不同地区的配电网自动化程度不同，自动化程度较低的配电网相关运行参数获取困难，这给配电网损耗计算带来了严重的困难，而应用神经网络计算配电网损耗时需要的运行参数则要少得多，这给自动化程度低的配电网损耗计算带来了很大的方便，并且计算精度也有很大的保证。
一定时段内的配电网损耗主要相关特征参量有:配电网有功供电量、无功供电量、变压器容量、导线长度、导线单位长度电阻、负载系数和配电网三相不平衡度等。
3避免“空数据”和“脏数据”的影响
如何避免“空数据”和“脏数据”的影响，最好的办法就是不要让它们进入数据分析模型。
在获取电力数据之后、进入数据分析模型之前，加入一步数据预处理工作，清洗掉数据当中的“空数据”和“脏数据”。
最直截了当的方法是去除掉这个数据，使其不能进入数据分析模型影响计算结果。
以这样的方式计算出结果后，“空数据”和“脏数据”点的三相不平衡度数据将无法呈现，可以根据无法呈现的点去追溯问题来源。
这种方法也存在弊端，在某些需要分析连续结果或者对分析结果进行求平均值计算的情况下，会给新的数据分析传入空数据，如果再删除数据的话，会让新的数据模型中的数据不具有代表性。
为解决上述问题，可以在数据预处理过程中将“空数据”和“脏数据”变成“正常数据”。
这里的“正常数据”是指不影响或小程度影响数据分析模型准确度的数据。
在数据预处理的过程中，将“空数据”和“脏数据”填充入“正常数据”，让“正常数据”代替原来的数据进入模型进行运算，不让后续的数据分析出现“空数据”的问题。
“正常数据”的选择多种多样，可以是其它时间点的历史数据，可以是数据的平均值、中位数、众数等，不同数据的选择会影响数据分析后计算的结果的精度，选择一个好的“正常数据”填充能够不影响或小程度影响数据的分析结果，如果选择了不好的数据当作“正常数据”填充，对最后结果的影响可能是致命的。
两种避免“空数据”和“脏数据”影响的方法。
要根据使用场景的不同进行选择，一般情况下建议在简单数据运算的模型中使用第一种方法，在有多轮数据运算的模型中使用第二种方法，也可结合两种方法进行使用，具体场景具体分析，最终的目的都是为了避免“空数据”和“脏数据”带来的影响。
4三相不平衡度与配电网损耗的关系
为获得配电网三相不平衡程度与配电网损耗的关系，需进一步分析不同程度三相不平衡下的配电网损耗值，对于三相不平衡的配电网线路，为更好地表示配电网的三相不平衡程度，对式(8)所示的各相不平衡度进行综合，采用如下公式来表征配电网的三相不平衡程度:
式中，N表示选取的代表日电流计数的时刻数，λAn、λBn、λCn分别表示该代表日某时刻n的A相不平衡度、B相不平衡度和C相不平衡度。
在保证用户总用电量基本不变的前提下，采用电价优惠等人工干预措施来改变该配电网的三相不平衡程度，并利用本文改进等值电阻法来计算对应的配电网损耗值，。
配电网的损耗会随着三相不平衡度λ的增大而增大，且增大的速率越来越大。
因此，配电网
的三相不平衡程度对配电网的损耗有很大影响，三相不平衡程度越严重，则导致配电网增加的附加损耗越大，为有效降低配电网的损耗，需研究减小配电网三相不平衡程度的相关措施，以保证配电网能在三相不平衡程度尽量低的环境下运行，从而提高配电网的经济运行程度及能源利用的效率。
结语
在三相四线制电力系统中，由于存在零序分量，影响不平衡算法的因素较为复杂，其结论如下:(1)存在零序向量时，不平衡度算法方法2和方法4随着负序相位角变化，幅值变动更大，误差也相对较大;(2)当零序和负序的幅值相同时，负序电流相位和零序电流相位对四种方法的影响相同;(3)三相四线制电力系统中，在零序和负序相位不发生较大变化下，建议采用算法3计算电流不平衡度。
参考文献:
[1］马立新，单冠华，屈娜娜．基于改进粒子群算法的电力系统无功优化［J］．控制工程，2012，19(6):14－18．
［2］李娟，杨琳，刘金龙，等．基于自适应混沌粒子群优化算法的多目标无功优化［J］．电力系统保护与控制，2011，39(9):26－31．
［3］邓艾东，赵力，包永强．粒子群优化小波神经网络用于碰摩声发射源定位［J］．中国电机工程学报，2009，29(32):83－87。