[发明专利]一种新型功率实时运算的智能电量平衡方法

权利要求书

1.一种新型功率实时运算的智能电量平衡方法，其特征在于：包含数学模型设立、建立有功功率、有功电量的计算方法；是指根据电厂或电站和配电系统的厂用电分布特点,分区域、分系统对多功能电能表进行电能量信息采集和电能平衡；采集多功能电能表数据经处理后由光纤传输至数据分析处理区，并由电能效在线监测管理系统进行二次处理提供前端显示、分析、打印；

其中：

1）单相交流电的瞬时功率、平均功率和有功电量的计算方法

在某一时刻t，任意一相交流电源输送给负载的有功功率定义为瞬时功率p_p(t),用下式进行计算：

平均功率P表示负载消耗的有功功率，用瞬时功率的均值表示，单位是千瓦（kW）

P=1T∫0Pp(t)dt=1T∫0Tpp(t)dt=1T∫0Tu(t)i(t)dt=1T∫0Tu(t)iP(t)dt]]>

正弦条件下

有功电量等于有功功率的积分：

单位是千瓦﹒时（kW.h）

2）三相四线制的瞬时有功功率、平均有功功率和有功电量的计算方法

三相四线电路中总的电能为各相电能之和；因为电能与功率仅差一个时间因子，所以用功率表示单位时间内的电能；

当三相对称时：（式中：U_P：相电压有效值；I_P：相电流有效值）

当三相对称时，三相的瞬时功率为：

上式表明，正弦三相对称电路任一时刻的瞬时功率值都等于平均功率，因此，我们可以用任意时刻的采样值，直接算出平均功率，而不必计算一个周期的平均值；

3）三相三线制的瞬时有功功率、平均有功功率和有功电量的计算方法

三相三线制有功电能采用二表法测量和计算，适用于对称和不对称三相三线制电路，负载分为Y型负载和Δ负载，负载不同计算方法不同：

（1）Y型负载【星形接法】

对三相三线制电路，采用下式计算每相的有功电能：

由基尔霍夫定律i_a+i_b+i_c=0，把i_b=-(i+i_c)代入上式，得到瞬时功率：

p(t)=(u_aN'-u_bN')i_a+(u_cN'-u_bN')i_c

=u_ab·i_a+u_cb·i_c

平均功率按下式计算：

之间的相角；之间的相角；

当三相对称时：

Uab=Ubc=Ul=3Ua=3UP;]]>I_a＝I_c＝I_l；

式中：U_l——线电压有效值；I_l——线电流有效值；

平均功率为：

（2）Δ负载【三角形接法】

利用Δ－Y变换，可以把三角型负载等效变换成星型负载，能够得到相同的结果；

4）基于功率实时运算的智能电量平衡方法

传统电量平衡多采用有功电量的平衡方法，本方法采用基于功率实时运算的智能电量平衡方法；假设进入用电系统的瞬时有功功率为P(t)₁、流出用电系统的瞬时有功功率为P(t)₂、用电系统的下挂设备的瞬时有功功率为线路有功损耗为根据能量守恒定律，电量平衡公式如下：

P(t)₁-P(t)₂=(P(t)_n1+P(t)_n2+P(t)_n3+...+P(t)_nn)+P(t)_al

不平衡电量按下式计算：

ΔP(t)=(P(t)₁-P(t)₂)-((P(t)_n1+P(t)_n2+P(t)_n3+...+P(t)_nn)+P(t)_al)

电量不平衡率计算

βp=ΔP(t)(P(t)1-P(t)2)×100%]]>

5）当组建电能效在线监测管理系统或电能量数据自动集抄系统时，采用基于功率实时运算的智能电量平衡方法，可以实现配电系统的在线监测、实时电能平衡，具备高精度、智能化、多功能、实时化等特点，改变传统电量平衡方法只能做一段时间期间的电量平衡、精度受时间限制、无法适应电能量采集系统对实时性的要求。