三相不平衡

国网山东公司遵循国网公司“云管边端”智慧物联体系架构，提出“存量加装监测装置，增量应用智能断路器”的低压配网透明化技术路线，设计研发低压监测装置、低压智能断路器，在济南建设应用低压监测装置15余万台，实现全域低压配网透明化示范应用。基于低压配网透明化建设，重点打造主动抢修、故障研判、拓扑校核、三相不平衡监测等8项应用场景，低压配网实现“两升两降”，全面提升低压配网运行监测水平和客户服务质量。

国网山东电力遵循国网公司“云管边端”配电物联网技术路线，以台区智能融合终端为核心，自主研发“一主多从”形式的低压出线监测单元，通过低压出线监测单元、低压智能断路器，监测低压出线柜、电缆分支箱等设备的电流、电压、谐波、功率因数、停电事件等数据，实现配变到用户电表的低压配电线路监测。基于低压配网透明化，重点打造三相不平衡治理、低压故障研判和主动抢修等8项应用场景，低压配网实现“两升两降”（电压合格率提升、供电可靠性提升；万户投诉率下降、万户报修率下降），有效支撑配电能源互联网建设。

目前，国家电网公司高度重视配电网发展，每年投入大量资金用于配电网建设改造。然而，对于配电网网架薄弱的偏远地区、育网海岛地区以及新能源密集地区，配电网建设改造费用高昂，电能质量间题也较为突出。对于“高海边无”地区，电能质量问题更是非常突出，对居民的生存生活造成巨大影响。 基于大数据云平台的综合功率治理装置的研制，采用大数据云平台和先进电力电子技术，有效解决了电压、谐波、无功、三相不平衡等问题，为配电网提供高品质电能。 随着风电、光伏、储能以及大量非线性负荷的广泛接入，该设备的应用将更为广泛。项目成果已在连云港地区得到推广应用，获得较高评价。2018年公司将继续加大宣传推广力度，实现更加的经济和社会效益。 项目成果适宜在电力行业全面推广应用。

长期以来在供电系统中，电网中的不平衡电流会增加线路及变压器的铜损、增加变压器的铁损，降低变压器的出力甚至会影响变压器的安全运行。电网公司由于没有可靠的管理和技术手段，低压用电客户相对于配电变压器的相位关系无法确定和记录，在营配管理中以下问题会逐渐显露。目前，三相不平衡问题在电网企业内普遍存在，由于没有可靠的管理和技术手段，低压用电客户相对于配电变压器的相位关系无法确定和记录，多数单位仍凭经验进行三相不平衡调整。基于智能电表非计量数据开发的多源数据分析平台运用交流过零同步分时通讯技术的相位识别方法和基于贪心策略智能算法开展三相不平衡治理工作，为国内首创，可在全国电力行业中全面推广使用。

ANSNP中线安防保护器作为壁挂模块，主要是治理中性线中由3N次谐波造成的过大电流和三相不平衡情况，尽量装在靠近负载的末端，一般是楼层配电间等地方，不易安装在配电房中。无源零序电流治理装置只能治理中线中某些特定次谐波电流，而ANSNP中线安防保护器既可以治理中性线中3N次谐波造成的过大电流，又可以治理三相不平衡问题，因此两种产品是不一样的。

分布式可再生能源(光伏等)发电的不确定性以及柔性负荷的“即插即用”，易引发台区负载不均衡、三相不平衡等问题。为了解决上述问题，文章提出计及源荷储的多台区负载均衡协同调控方法，其由上层台区之间负载均衡协同控制策略与下层台区内部源荷储协调优化调度策略组成。在上层基于台区之间环型电力网架以及与之对应的通信网架，并考虑台区之间通信传输延时和网架拓扑的可变性，设计多台区之间协同一致性控制，实现台区负载均衡；在下层基于台区融合终端与台区内部源荷储之间的纵向辐射型通信网架，设计台区内部分布式发电和柔性负荷等可控资源协调优化调度算法，以低碳环保为目标来响应上层台区负载均衡的功率调节指令。最后通过仿真算例验证了所提方法的有效性，实现了多台区负载的均衡调控。

现代电力系统表现出含高比例可再生能源和高比例电力电子设备“双”特，电力系统中不同频率的谐、间谐波与工频量相互，将可能导致宽频振荡，威胁电力系统安全稳定运。针对无法在三相不平衡状态下实现宽频振荡准确检测的问，提出了基于（现场可编程门阵）和正序瞬时功率算法的宽频振荡检测技。利用三相正序瞬时功率能滤除三相不平衡分量的原理，确保宽频振荡的检测结果不受三相不平衡的影响。利并行计算的特，大幅提升了宽频振荡检测算法的性。测试结果表，该技术能够在发生宽频振荡时准确检测出振荡分，解决了现有技术存在误判和并行计算能力不足的问题。

末端智能终端是安装在智能配电台区，集供用电信息采集、配变设备运行状态监测、智能控制与通信等功能于一体的二次设备。具备配变监测、数据采集、智能控制、故障告警、智能分析、精准研判、数据远传以及就地指示等功能。 末端智能终端充分运用物联网相关技术，强化了对用电末端的信息感知、聚合与分析能力，支持配变监测、智能抄表、负荷管理、无功补偿、三相不平衡治理。以信息融合与电力边缘计算算法为支撑，实现智能化的动态分析与故障研判，可有效促进供用电服务能力的提升。

本项目成果提出基于用电信息采集数据的三相全周期电流积分损耗算法，填补了国内外空白。提交《基于精确量测负荷数据的中低压配电网能效评估方法》发明专利申请且已受理，并提交国际专利申请。建立中低压配电网损耗分析模型并验证，为降损措施实施效果的量化评估提供了理论依据。开发了配电网能效评估与节能决策支持系统软件，为配电网能效评价提供计算机辅助分析工具。建立中低压配电网损耗分析物理仿真系统，实现负荷三相不平衡、波形畸变、无功补偿等情况下电网损耗变化的动态模拟仿真。构建了涵盖元件设备、经济运行两类“过程量”的电网节能指标体系及能效评价方法，为不同区域不同电压等级的电网提供了确定能效水平合理范围的科学依据。建立中低压配电网典型案例库4个，为同类项目实施提供技术参考：形成国家标准《中低压配电网能效评估导则》报批稿；申请并取得软件著作权3项；申请并受理发明专利2项；参与编写相关专著2部；发表（含已录用）相关论文3篇。 项目成果在试点单位应用后，取得了较好的节能经济效益、环境和社会收益。在试点应用基础上，可以向一些配电网损耗相对较高的区域推广应用，帮助运行人员掌握配电网损耗情况，在实际生产中科学指导电网建设和改造项目，保证配电网的高效经济运行。项目成果能够为应用单位取得一定的经济效益，具有较好的推广应用前景。依据在应用中反馈的问题，不断完善相关技术和软件产品并逐步在行业全面推广。通过为提高输变配电效率提供决策支持，减少电网建设资金投入及发电燃料消耗，为实现能源、经济和环境的协调发展做出贡献。