[发明专利]一种低压配电网线路阻抗估计方法

说明书

本发明公开了一种低压配电网线路阻抗估计方法，本方法基于GPS实现同步对时，并利用了电能质量分析仪的4个电流通道、4个电压通道；本方法使用两台带GPS的电能质量分析仪分别安装于线路的首末端，提出同步测量线路首末端ABC三相对中性线基波电压的相量值以及ABCN四线基波电流相量值，并基于此量测值较准确估计出三相四线制低压配电网线路中性线以及相线的阻抗参数，为低压配电网分析，网损计算和电能质量状态获得基础参数数据。

技术领域

本发明属于电能质量治理与电力系统分析技术领域，特别涉及一种低压配电网线路阻抗估计方法。

背景技术

在三相四线制的低压配电网中，有大量单相负荷的存在，且负荷类型多样，使得负荷波动性较大，三相不平衡运行状态普遍存在。三相不平衡导致中性线有电流流过，线路损耗明显增大。据有关统计，配网线损占馈线损耗40％以上，所占比重很大，给电力企业带来巨大的经济损失，阻碍了电力企业经济发展，不利于节能减排政策的实施。随着电网综合能源服务向用户侧的精益化管理与服务，迫切需要建立健全低压馈线相线以及中性线阻抗等基础参数档案，开展潮流分析、能效分析、电能质量治理技术经济分析等，为电力部门分析线路损耗构成、制定降低损耗措施提供可靠依据，从而提高供电能力以及用户的电能质量。但目前尚未有文献对三相四线制低压配电网中的线路阻抗进行估计。

目前，为了得到110kV及以上输电线路阻抗值，一般采用工程投运前的现场实测法，有文献基于相量测量单元(PMU)对运行中的输电线路阻抗参数进行估计；也有文献基于开发的微型PMU应用于10kV配电网进行线路阻抗参数估计，PMU只能测量三相电压、电流幅值及其相角，文献中采用的三相电压均为线路相对于“虚拟地”(零电位)的相电压相量值，而实际现场测量中，10kV线路有很多支线和分支线，在测量点并不一定都能够找到测量所需的“虚拟地”，因此会因测量接线不当造成参数估计误差，甚至错误。不同于高压系统，低压配电网中主干线、支线、分支线结构复杂，实际现场施工设计图往往严重缺失，也难以开展现场投运前阻抗参数测试；另外，三相四线制配线中，中性线与保护线的连接方式有TN-S、TN-C和TN-C-S等不同布线形式，在现场更难以找到合适的“零电位”参考点进行相-地电压测量。而且基于三相电流的测试计算中性线电流也会造成测量误差的累积，增大参数估计误差。因此，目前尚没有有效手段获取三相四线制低压配电网中相线以及中性线的阻抗参数。

发明内容

本发明提出了一种基于带有GPS同步时钟模块电能质量分析仪的低压配电网线路阻抗估计方法。

本发明基于GPS实现同步对时，并利用了电能质量分析仪的4个电流通道、4个电压通道。

本发明使用两台带GPS的电能质量分析仪分别安装于线路的首末端，提出同步测量线路首末端ABC三相对中性线基波电压的相量值以及ABCN四线基波电流相量值，并基于此量测值估计出三相四线制低压配电网线路中性线以及相线的阻抗参数。

本发明提出一种基于带有GPS同步时钟模块的电能质量分析仪量测的低压配电网线路阻抗估计方法，给出了该装置的测量方法以及量测量，分段分支路进行测量，在不断电的情况下得到线路首末端ABC三相对中性线基波电压的相量值以及ABCN四线基波电流相量值，结合序分量分解以及复功率理论对三相四线制低压配电网中三相不平衡运行条件下线路的相线以及中性线阻抗参数进行了较为准确的估计。

本发明的具体实现方法包括如下步骤：

1)选取三相四线制低压配电网中的一段线路，基于电能质量分析仪得到线路首末端ABC三相对中性线基波电压的相量值以及ABCN四线基波电流的相量值

2)假设条件：

线路ABC三相阻抗相等。

3)分别对首末端的ABC三相对中性线的基波电压和三相基波电流进行正、负、零序分量分解如下。

由对称分量法可知：