(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111623163.1 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 国网电力科 学研究院有限公司 地址 210000 江苏省南京市江宁经济技 术 开发区诚信大道19号 申请人 北京科东电力控制系统有限责任公 司　 国家电网有限公司 　 国网山东省电力公司 (72)发明人 马志斌　张瑞雪　李飞　侯哲帆　 刘肖骢　崔彦波　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 代理人 邵斌(51)Int.Cl. H02J 3/26(2006.01) H02J 3/00(2006.01) H02J 13/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 119/06(2020.01) (54)发明名称 基于智能终端的台区三相不平衡治理方法、 系统及存 储介质 (57)摘要 本发明公开了电力自动化技术领域的一种 基于智能终端的台区三相不平衡治理方法、 系统 及存储介质， 方法包括： 实时监测台区的三相不 平衡度并考虑未来一段时间负荷的波动性进行 超短期功率预测， 获取功率的实时数据和预测数 据； 根据功率的实时数据和预测数据， 基于考虑 了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略 模型计算换相指令； 在选择的最优 换相指令下发 时间， 向按照换相开关最优布局安装的若干换相 开关中的指定换相开关发出换相指令。 本发明考 虑了未来一段时间负荷的波动性， 选择最优的时 间下发换相指令， 避免频繁换相， 影响台区电能 质量。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 114336690 A 2022.04.12 CN 114336690 A 1.一种台区三相不平衡治理方法， 其特 征是， 包括： 实时监测台区的三相不平衡度并考虑未来一段时间负荷的波动性进行超短期功率预 测， 获取功率的实时数据和预测数据； 根据功率的实时数据和预测数据， 基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作 策略模型计算换相指令； 在选择的最优换相指令下发时间， 向按照换相开关最优布局安装的若干换相开关中的 指定换相开关发出 换相指令 。 2.根据权利要求1所述的一种台区三相不平衡治理方法， 其特征是， 所述考虑未来一段 时间负荷的波动性进行超短期功率预测， 包括： 基于台区历史功率数据， 采用线性外推方 法， 对换相周期内后续的功率数据进行超短期功率预测， 得到未来换相周期内的台区关口 和各个负荷的功率； 线性外推预测功率采用如下公式： 式中， ti为时间变量， 表示第i个时刻， y(t1)表示t1时刻的功率， y(t2)表示预测的t2时刻 的功率， 表示指定的历史时间段内ti时刻功率的平均值。 3.根据权利要求1所述的一种台区三相不平衡治理方法， 其特征是， 所述基于考虑了换 相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令， 包括： 换相开关最优动作 策略模型的优化目标包括： 三相不平衡度最小和参与换相的换相开 关最少， 并且添加了换相开关寿命的惩罚项， 优化模型用如下公式表示： 式中， Imax表示换相开关设备可承受 的最大电流， IA， IB， IC表示关口三相电流， Ilmax表示 关口线路电流限值， D(K)表示换相指令中参与换相的换相开关个数， max(L)表示本次换相 指令涉及的换相开关中最大的使用寿命， lLimite表示换相开关的使用寿命 上限， α1、 α2和α3分 别表示三个优化目标的权 重。 4.根据权利要求1所述的一种台区三相不平衡治理方法， 其特征是， 所述最优换相 指令 下发时间的选择方法， 包括： 设换相周期为1个小时， 一个换相周期分为4个时段， 每个时段 15分钟； (1)将换相周期内第i个时段的台区所有负荷的电流幅值和相序输入换相开关最优动 作策略模 型； 假设第i个时段按照最优 换相策略进 行换相动作， 计算换相周期内所有时段的 平均三相不平衡度； (2)对换相周期内所有时刻都进行第(1)步计算， 得到四个平均三相不平衡度； (3)设k时刻按照最优换相策略进行换相动作后， 换相周期内所有时段的平均三相不平 衡度最小； (4)判断k＝1是否成立， 如果是， 则按最优换相策略发出指令， 进行换相动作， 换相周期 后移1个小时， 返回第(1)步； 如果否， 则换相周期后移15分钟， 返回第(1)步。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114336690 A 25.根据权利要求1所述的一种台区三相不平衡治理方法， 其特征是， 所述换相开关最优 布局， 通过以下 方法获取： 历史全年样本日提取； 对历史全年样本日中负荷变化相似的负荷进行分类， 使每一类中三相负荷均匀分布； 将全年历史样本日的数据带入换相开关布局优化模型中， 计算得到历史全年最优换相 指令集； 基于全年 最优换相指令集选择 换相开关最优布局。 6.根据权利要求5所述的一种台区三相不平衡治理方法， 其特征是， 所述历史全年样本 日提取的规则， 包括： 依据全年电力负荷趋势的峰谷特征， 按月将全年 时间分为夏季高峰、 冬季高峰、 春季低 谷、 秋季低谷、 平峰五个峰谷时段； 按比例从全年五个峰谷时段中随机提取样本日， 其中， 每个峰谷时段的样本日提取按 比例随机提取工作日和非工作日； 每个样本日以T为时间间隔， 取各个时刻的历史负荷数据， 每一 时刻数据代表以这一 时 刻开始的T时间段的负荷数据。 7.根据权利要求5所述的一种台区三相不平衡治理方法， 其特征是， 所述对历史全年样 本日中负荷变化相似的负荷进行分类， 采用模糊C均值聚类法。 8.根据权利要求5所述的一种台区三相不平衡治理方法， 其特征是， 所述换相开关布局 优化模型， 包括两个优化目标： (1)台区的三相电流不平衡度最小； (2)换相指令中参与换相 的负荷最少； 三相不平衡度采用三相间最大单相电流减去最小单相电流的差， 除以最大单 相电流的方式进行计算； 换相开关布局优化模型用如下公式表示： 式中， Imax表示换相开 关设备可承受的最大电流， Ilmax表示关口线路电流限值， d(K)表示 换相指令中参与换相的负荷个数， α1和 α2分别表示两个优化目标的权 重。 9.根据权利要求5所述的一种台区三相不平衡治理方法， 其特征是， 所述基于全年最优 换相指令集选择换相开关最优布局， 包括： 根据统计全年负荷最优换相指令集中所有负荷 的换相次数统计， 将所有负荷按照换相次数从大到小排序， 得到参与换相的高频率负荷； 按 照换相次数从大到小的顺序逐个增加选取比例选择换相开关的安装位置， 按照当前的换相 开关安装布局， 基于台区历史连续若干天的负荷数据带入换相开关布局优化模型进行验 证， 如果当前换相开关的安装布局达到三相不平衡治理目标且满足约束条件， 当前换相开 关的布局即为 最优布局。 10.一种台区三相不平衡治理系统， 其特 征是， 包括： 超短期功率预测模块， 用于实时监测台区的三相不平衡度并考虑未来一段时间负荷的 波动性进行超短期功率预测， 获取功率的实时数据和预测数据； 换相指令计算模块， 用于根据功率的实时数据和预测数据， 基于考虑了换相开关剩余 寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114336690 A 3