范瑞祥 鄧才波 趙若瀾 安 義 周求寬

（1.國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院，南昌 330096； 2.長沙理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，長沙 410004）

0 引言

近年來，我國配電網(wǎng)負(fù)荷持續(xù)增長，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了巨大壓力。由于用戶側(cè)多為單相負(fù)荷，季節(jié)用電與臨時(shí)用電往往交替出現(xiàn)[1]，用電時(shí)間不確定性較強(qiáng)，導(dǎo)致用電負(fù)荷會(huì)隨著實(shí)際情況不斷變化[2]，進(jìn)一步加劇了低壓配電網(wǎng)的三相不平衡問題，造成變壓器損耗及溫升增加、變壓器出力減少、用電設(shè)備損壞及線路損耗增加等不利影 響[3]。因此，提出針對性的低壓配電網(wǎng)三相不平衡治理措施的優(yōu)選方法十分重要且迫在眉睫。

為解決三相不平衡問題，電力企業(yè)采取不同的治理措施，包括人工換相、換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置及有源補(bǔ)償型三相不平衡治理裝置[4]。

當(dāng)前關(guān)于三相不平衡治理的研究，多集中在相序優(yōu)化與裝置設(shè)計(jì)領(lǐng)域。文獻(xiàn)[5]基于負(fù)荷預(yù)測和非支配排序遺傳算法（non-dominated sorting gentic algorithm, NSGA2），通過建立人工相序優(yōu)化模型得到各負(fù)荷最優(yōu)接入相序，達(dá)到降低三相不平衡度的目的。文獻(xiàn)[6]基于模擬結(jié)晶算法，提出了一種以三相不平衡度最小為目標(biāo)的三相負(fù)荷換相優(yōu)化模型。文獻(xiàn)[7]提出了線路求解法，通過調(diào)整用戶側(cè)集表箱的接入相使三相負(fù)荷平衡。文獻(xiàn)[8]通過設(shè)計(jì)有源逆變裝置，優(yōu)化控制注入電流的大小和相位，能強(qiáng)迫電網(wǎng)三相電壓平衡。文獻(xiàn)[9]通過補(bǔ)償無功電流，提出了一種在三相不平衡時(shí)對三相四線三電平靜止無功補(bǔ)償發(fā)生器（static var generator, SVG）的新控制方法。文獻(xiàn)[10-11]介紹了基于靜止無功補(bǔ)償器（static var compensator, SVC）系統(tǒng)的三相不平衡治理方法。文獻(xiàn)[12]采用向量基因遺傳算法，建立了基于無縫換相裝置的配電臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷不平衡治理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。文獻(xiàn)[13]設(shè)計(jì)了一種基于瞬時(shí)無功控制的功率平衡優(yōu)化算法及裝置，實(shí)時(shí)補(bǔ)償不平衡電流中的負(fù)序、零序電流。文獻(xiàn)[14]提出一種用戶側(cè)智慧型電能質(zhì)量綜合治理裝置，具備三相不平衡治理、無功補(bǔ)償及諧波抑制等多種功能。上述文獻(xiàn)為三相不平衡治理措施的制定奠定了基礎(chǔ)，但現(xiàn)場治理措施仍主要由運(yùn)維人員根據(jù)過往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇，并未涉及治理方案的優(yōu)選。三種治理措施的經(jīng)濟(jì)性與治理效果各異，如何開展治理尚缺乏有力的工具和方法。

綜上所述，本文提出一種基于多指標(biāo)決策的臺(tái)區(qū)不平衡治理措施優(yōu)選方法。首先，分析各治理措施適用的臺(tái)區(qū)特征，其次，提取不平衡事件構(gòu)建不平衡數(shù)據(jù)集，并基于三相電流總標(biāo)準(zhǔn)差、標(biāo)準(zhǔn)差偏差度、變點(diǎn)等指標(biāo)對三種治理措施進(jìn)行篩選。最后，基于江西省某實(shí)際臺(tái)區(qū)構(gòu)建算例。仿真結(jié)果表明，本文提出的方法可快速、準(zhǔn)確地優(yōu)選適合該臺(tái)區(qū)的治理措施，為臺(tái)區(qū)三相不平衡治理工作提供有效參考。

1 三相不平衡臺(tái)區(qū)治理措施

目前三相不平衡臺(tái)區(qū)的治理措施有以下幾類[15]：一為人工換相或者換相開關(guān)型不平衡治理裝置；二為基于相間跨接電容器的三相負(fù)荷不平衡控制裝置或有源補(bǔ)償型不平衡治理裝置，主要是通過動(dòng)態(tài)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)阻抗，實(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷平衡；三為采用綜合模式進(jìn)行治理，例如選擇相間電容器無功補(bǔ)償裝置與換相開關(guān)裝置同時(shí)治理。綜合考慮治理效果與經(jīng)濟(jì)性，相間電容器及綜合裝置在臺(tái)區(qū)應(yīng)用具有一定的局限性[16]，因此本文僅針對人工換相、換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置及有源補(bǔ)償型三相不平衡治理裝置進(jìn)行討論。

1.1 人工換相

人工換相是一種最基礎(chǔ)的三相不平衡治理方 法[2]。該方法在調(diào)相之前需要使用核相儀識(shí)別各用戶的相別，對用戶按照相別進(jìn)行分類后，工作人員手動(dòng)將負(fù)荷重的一相調(diào)整至負(fù)荷輕的一相，盡量使同相別用戶均勻分布在三相上[16]。該措施的優(yōu)點(diǎn)在于無需額外配置裝備，成本低廉，操作方便簡單，一般適用于功率因數(shù)低于0.85、日常運(yùn)維可以治理的配電臺(tái)區(qū)[17]。但由于人工換相需要通過大量實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性分析來獲得負(fù)荷變化情況，故其調(diào)整的時(shí)間間隔較長，一般一季度或半年調(diào)整一次。

目前工作人員在進(jìn)行人工換相時(shí)大多采用試錯(cuò)法[5]，即工作人員按照以往經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)調(diào)整部分負(fù)荷使三相平衡，具有不確定性和耗時(shí)性，很難有效解決臺(tái)區(qū)的三相不平衡問題。若臺(tái)區(qū)大部分用戶負(fù)荷變化的規(guī)律較為一致（即大部分用戶的用電高峰、低谷時(shí)間段相似，僅各相電流大小不同），此時(shí)引起三相不平衡的原因是三相用戶的戶數(shù)與各用戶用電負(fù)荷大小的不一致。該情況主要發(fā)生在大部分的城市和農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)。圖1為人工換相適用臺(tái)區(qū)的三相電流波動(dòng)曲線。

圖1 人工換相適用臺(tái)區(qū)的三相電流波動(dòng)曲線

1.2 換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置

近年來，隨著電力電子技術(shù)的不斷成熟，換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置迅速發(fā)展。這類裝置主要分為換相控制裝置和換相執(zhí)行終端兩個(gè)部分，前者一般裝設(shè)在配電變壓器低壓側(cè)，后者裝設(shè)在多個(gè)負(fù)荷端，通過收集負(fù)荷端用戶數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)上傳到控制裝置，控制裝置運(yùn)用優(yōu)化算法計(jì)算此時(shí)所有用戶的最優(yōu)接入相，并將計(jì)算出的結(jié)果下達(dá)至換相執(zhí)行終端，控制換相開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換相[14]?？紤]到設(shè)備的投資成本，不可能對配電臺(tái)區(qū)內(nèi)的所有單相負(fù)荷安裝換相開關(guān)的執(zhí)行端，一般會(huì)將其安裝在用電負(fù)荷的1/3接線處。由于在換相開關(guān)換相瞬間會(huì)發(fā)生短暫停電，因此還需避免安裝在敏感負(fù)荷節(jié)點(diǎn)上，例如醫(yī)院、學(xué)校等負(fù)荷[16]。一般適用于日常運(yùn)維難以治理、功率因數(shù)大于0.85的配電臺(tái)區(qū)[15]。

通過式（1）可計(jì)算得到整個(gè)配電臺(tái)區(qū)安裝數(shù)量M，即

式中：Rs為該配電臺(tái)區(qū)下總用戶負(fù)荷戶數(shù)；I1為換相開關(guān)執(zhí)行端額定電流；I2為每個(gè)用電負(fù)荷的額定電流。

由于該措施不需要人為地參與相序調(diào)整，智能化程度高，可以克服傳統(tǒng)依靠人工換相方式來調(diào)節(jié)三相不平衡的缺點(diǎn)。但是自動(dòng)換相裝置的價(jià)格較為昂貴，配置過程中還需要對其安裝位置、容量等多重因素進(jìn)行綜合考慮，諸多原因?qū)е麓祟愌b置在全國配變臺(tái)區(qū)的應(yīng)用受限。

通過分析大量配電臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷數(shù)據(jù)，總結(jié)出適用自動(dòng)換相裝置的臺(tái)區(qū)具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：

1）分段波動(dòng)性。三相電流曲線在變點(diǎn)前后出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)情況。

2）變點(diǎn)相似性。發(fā)生不同程度波動(dòng)情況的數(shù)據(jù)點(diǎn)出現(xiàn)的次序在一個(gè)月內(nèi)幾乎一致。

圖2為換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置適用臺(tái)區(qū)的三相電流波動(dòng)曲線。由圖2可知，該臺(tái)區(qū)在第5至第13個(gè)時(shí)刻基本平衡，其他時(shí)刻不平衡較為嚴(yán)重，且3月3日與3月17日變點(diǎn)相似。在上述情況下，如果采用人工換相進(jìn)行治理，則會(huì)破壞某一段時(shí)間的三相平衡或者加劇某一段時(shí)間的三相不平衡，因此需要采用能夠?qū)崟r(shí)換相的換相開關(guān)型裝置進(jìn)行調(diào)相，以保證臺(tái)區(qū)在大部分時(shí)間段的平衡。

圖2 換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置適用臺(tái)區(qū)的 三相電流波動(dòng)曲線

1.3 有源補(bǔ)償型三相不平衡治理裝置

有源補(bǔ)償型三相不平衡治理裝置主要通過理想補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)與負(fù)載相并聯(lián)的方式，對用電負(fù)荷進(jìn)行不 對稱補(bǔ)償，最終達(dá)到三相負(fù)荷平衡且功率因數(shù)為1的目的[3]。該裝置可以對相電流進(jìn)行精細(xì)補(bǔ)償，一般安裝在配電變壓器低壓側(cè)。一般適用于日常運(yùn)維難以治理且用戶對電能質(zhì)量要求高的配電臺(tái)區(qū)[15]。

目前，SVG應(yīng)用較為廣泛，其采用電力電子開關(guān)器件，具有較快的調(diào)節(jié)速度和較長的開關(guān)壽命，與此同時(shí)，由于SVG占地較大、設(shè)備成本較高導(dǎo)致其在低壓配電臺(tái)區(qū)的普及率較低[16]。理論上，此類治理裝置可以治理任何形式的三相不平衡臺(tái)區(qū)，但是綜合考慮治理措施的可靠性與經(jīng)濟(jì)性，采用該措施進(jìn)行治理的臺(tái)區(qū)應(yīng)為人工換相和換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置無法治理或治理后仍存在不平衡的臺(tái)區(qū)，即時(shí)變性強(qiáng)、沖擊性負(fù)荷較多的臺(tái)區(qū)[18]。圖3為有源補(bǔ)償型三相不平衡治理裝置適用臺(tái)區(qū)的三相電流波動(dòng)曲線。

圖3 有源補(bǔ)償型三相不平衡治理裝置適用臺(tái)區(qū)的 三相電流波動(dòng)曲線

2 不平衡治理措施優(yōu)選方法

2.1 不平衡事件提取

三相不平衡問題成因復(fù)雜，其本質(zhì)是因?yàn)槿鄴旖佑脩粲秒娯?fù)荷大小和用電時(shí)間規(guī)律性差異較大。現(xiàn)階段用電信息采集系統(tǒng)的三相電流采樣頻率為30min/次，一天內(nèi)采樣48個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。因此，通過對采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可以得出各相負(fù)荷大小變化特征及其規(guī)律性，進(jìn)而調(diào)整臺(tái)區(qū)三相不平衡的治理方式并提高電網(wǎng)的可靠性。為準(zhǔn)確衡量臺(tái)區(qū)的不平衡嚴(yán)重程度，本文建立不平衡數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析。

不平衡數(shù)據(jù)集應(yīng)能夠反映該臺(tái)區(qū)發(fā)生三相不平衡時(shí)的負(fù)荷特征。數(shù)據(jù)時(shí)間應(yīng)為迎峰度夏或度冬的一個(gè)月內(nèi)，時(shí)間窗口建議值為1天。在所選取的時(shí)間窗口內(nèi)，可能發(fā)生不平衡度過高、三相或單相過載等事件從而導(dǎo)致不平衡，需要辨識(shí)出該時(shí)間段，并將它從時(shí)間窗口中進(jìn)行裁剪，具體步驟如下：

1）計(jì)算三相電流不平衡度。相較于三相電壓，獲取三相電流更容易[15]，故在實(shí)際工程中，常用三相電流不平衡度 %Iδ對三相不平衡進(jìn)行表征，即

式中，Iphase為phase相電流，phase為A、B、C相中的一相。

2）計(jì)算三相及單相負(fù)載率。負(fù)載率指低壓配電臺(tái)區(qū)供電有功功率與變壓器的視在功率之比，反映了配電變壓器的承載能力[15]。三相負(fù)載率βall為

式中：Pall為三相總有功功率；S為配電變壓器容量。

單相負(fù)載率βphase可表示為

式中，Pphase為phase相有功功率。

3）構(gòu)建不平衡數(shù)據(jù)集。當(dāng)三相電流不平衡度較大但負(fù)載率較小時(shí)，說明此時(shí)受三相不平衡影響的負(fù)荷較少，考慮到不平衡治理的經(jīng)濟(jì)性，此場景下無需開展治理。此外，當(dāng)三相電流不平衡度不合格時(shí)，負(fù)載率應(yīng)分別考慮總負(fù)載率與單相負(fù)載率，二者中若有一項(xiàng)不合格，都應(yīng)該判斷該時(shí)刻發(fā)生不平衡事件。

綜上，本文選擇滿足式（5）和式（6）兩個(gè)條件的數(shù)據(jù)作為判斷該時(shí)刻為不平衡時(shí)刻的依據(jù)。

式中：m為三相電流不平衡度閾值；α為配電變壓器三相總負(fù)載率閾值；λ為配電變壓器單相負(fù)載率閾值。

若一天內(nèi)不平衡時(shí)段≥4個(gè)，則可判斷該日為越限日。對于一個(gè)月內(nèi)累計(jì)越限日≥5個(gè)的配電臺(tái)區(qū)，則可判斷該配電臺(tái)區(qū)為不平衡臺(tái)區(qū)，應(yīng)納入三相不平衡治理范圍。該配電臺(tái)區(qū)一個(gè)月內(nèi)所有不平衡時(shí)段所構(gòu)成的集合即為不平衡數(shù)據(jù)集。

2.2 不平衡治理措施優(yōu)選指標(biāo)選取

1）三相電流總標(biāo)準(zhǔn)差σIx,phase

三相電流總標(biāo)準(zhǔn)差用以評估不平衡臺(tái)區(qū)三相電流總體波動(dòng)水平。根據(jù)前面總結(jié)的不同治理措施特點(diǎn)可觀察到，適用人工換相的臺(tái)區(qū)三相電流曲線具有波動(dòng)規(guī)律一致的特點(diǎn)。為避免出現(xiàn)某一個(gè)或某幾個(gè)時(shí)刻的相電流與該相電流平均值相差過大，導(dǎo)致該相標(biāo)準(zhǔn)差偏大的問題，本文綜合考慮三相總標(biāo)準(zhǔn)差與電流越限頻次，對人工換相進(jìn)行篩選決策。第x日phase相的三相電流總標(biāo)準(zhǔn)差σIx,phase可用式（7）表示，第x日phase相的三相電流越限頻次Sx,phase可用式（8）表示。

2）三相電流標(biāo)準(zhǔn)差偏差度αx,phase

三相電流標(biāo)準(zhǔn)差偏差度用以表征一日內(nèi)臺(tái)區(qū)波動(dòng)水平變化情況。根據(jù)適用自動(dòng)換相裝置的臺(tái)區(qū)波形可觀察到，在變點(diǎn)前后三相電流曲線波動(dòng)情況呈現(xiàn)一定的差異性。因此運(yùn)用變點(diǎn)前后的標(biāo)準(zhǔn)差偏差度對自動(dòng)換相裝置進(jìn)行篩選決策。第x日phase相的三相電流標(biāo)準(zhǔn)差偏差度αx,phase為

式中：ti為三相電流變點(diǎn)；為第x日第1個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)到第ti個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的phase相電流標(biāo)準(zhǔn)差；為第x日第ti個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)到第Tx個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的phase相電流標(biāo)準(zhǔn)差。

3）三相電流變點(diǎn)ti

三相電流變點(diǎn)是指在該點(diǎn)前后三相電流波動(dòng)水平發(fā)生一定變化的時(shí)刻。適用換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置的臺(tái)區(qū)具有分段波動(dòng)性的特點(diǎn)，且在1個(gè)月內(nèi)變點(diǎn)應(yīng)具有相似性。本文規(guī)定變點(diǎn)的差異性應(yīng)在40%～50%。

4）持續(xù)時(shí)間Tin

持續(xù)時(shí)間即上述各篩選決策的持續(xù)天數(shù)。為保證臺(tái)區(qū)呈現(xiàn)的波動(dòng)特征能表征該月的負(fù)荷波動(dòng)水平，需對持續(xù)時(shí)間進(jìn)行一定的約束，本文規(guī)定持續(xù)時(shí)間為20天及20天以上的指標(biāo)為有效指標(biāo)。

3 基于多指標(biāo)決策的臺(tái)區(qū)不平衡治理措施優(yōu)選方法

在上述分析的基礎(chǔ)上，本文提出基于多指標(biāo)決策的臺(tái)區(qū)不平衡治理措施優(yōu)選方法步驟如下：

1）數(shù)據(jù)采集。采集配電變壓器出口側(cè)三相電流、三相有功功率數(shù)據(jù)。

2）建立不平衡數(shù)據(jù)集。通過三相電流不平衡度、三相有功功率判斷t時(shí)刻是否發(fā)生不平衡越限事件，若發(fā)生，則將t時(shí)刻的各相電流歸入當(dāng)日不平衡數(shù)據(jù)集A(x)。

3）計(jì)算集合A(x)中每日各時(shí)刻三相電流標(biāo)準(zhǔn)差、變點(diǎn)前后標(biāo)準(zhǔn)差偏離度。

4）通過三相電流總標(biāo)準(zhǔn)差、三相電流標(biāo)準(zhǔn)差偏差度、持續(xù)天數(shù)及變點(diǎn)選擇不平衡治理方法。

若標(biāo)準(zhǔn)差σIx,A、σIx,B、σIx,C中滿足有兩個(gè)及兩個(gè)以上小于W1，且三相電流越限頻次Sx,A、Sx,B、Sx,C皆滿足小于r1Tx，以及出現(xiàn)該情況持續(xù)Tin天以上，說明該臺(tái)區(qū)三相電流曲線波動(dòng)規(guī)律一致，適合采用人工換相進(jìn)行治理。

若標(biāo)準(zhǔn)差σIx,A、σIx,B、σIx,C中滿足有兩個(gè)及兩個(gè)以上大于W1、三相電流越限頻次Sx,A、Sx,B、Sx,C皆滿足小于r2Tx，且在變點(diǎn)ti前后滿足αx,A、αx,B、αx,C中有兩個(gè)及兩個(gè)以上小于W2、變點(diǎn)η1Tx≤ti≤η2Tx且出現(xiàn)該情況持續(xù)Tin天以上，說明該臺(tái)區(qū)三相電流曲線呈現(xiàn)分段性波動(dòng)，且具有短時(shí)間持續(xù)交錯(cuò)特征，應(yīng)選擇換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置進(jìn)行治理；若不滿足上述要求，則選擇有源補(bǔ)償型三相不平衡治理裝置。其中，W1、W2為與標(biāo)準(zhǔn)差閾值相關(guān)的參數(shù)，r1、r2為與一天時(shí)刻內(nèi)越限頻次閾值相關(guān)的參數(shù)，η1、η2為與持續(xù)天數(shù)閾值相關(guān)的參數(shù)?；诙嘀笜?biāo)決策的臺(tái)區(qū)不平衡治理措施優(yōu)選方法流程如圖4所示。

圖4 基于多指標(biāo)決策的臺(tái)區(qū)不平衡治理措施優(yōu)選方法流程

4 算例

根據(jù)上述步驟，本文采用Matlab進(jìn)行編程，以10kV 911馬沙線楊公01號(hào)、公變10kV璜墾石埠線、10kV 916花梓線梓山村崗板腦公變?yōu)槔M(jìn)行分析，通過大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)，本文相關(guān)參數(shù)設(shè)置為：m=25%，α=60%，λ=50%，q=40%，W1=8%，W2=50%，r1=25%，r2=40%，η1=40%，η2=50%。

表1為10kV 911馬沙線楊公01號(hào)公變3月2日三相標(biāo)準(zhǔn)差及標(biāo)準(zhǔn)差偏差度數(shù)據(jù)。由表1可知，雖然三相電流越限頻次在C相上有且僅有1次，但計(jì)算得到的三相總標(biāo)準(zhǔn)差分別為16.00%、24.52%、7.37%，有兩者大于8%，故排除該臺(tái)區(qū)采用人工換相進(jìn)行治理的可能性。然后對另兩種治理措施進(jìn)行篩選決策，根據(jù)變點(diǎn)選取原則，設(shè)置該臺(tái)區(qū)3月2日變點(diǎn)為16:00，變點(diǎn)前后的標(biāo)準(zhǔn)差偏差度為25.44%、32.39%、90.95%，其中有兩者小于50%。此外，統(tǒng)計(jì)上述特征在3月份持續(xù)時(shí)間總計(jì)23天。結(jié)合本文提出的選擇方法，可判斷該臺(tái)區(qū)適用換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置。

表1 10kV 911馬沙線楊公01號(hào)公變3月2日標(biāo)準(zhǔn)差及標(biāo)準(zhǔn)差偏差度數(shù)據(jù)

圖5為10kV璜墾石埠線3月17日三相電流曲線。結(jié)合圖5可觀察到，3月17日該臺(tái)區(qū)三相電流曲線波動(dòng)水平大，具有時(shí)變性，上述特征符合選擇結(jié)果要求。

圖5 10kV璜墾石埠線3月17日三相電流曲線

表2為10kV璜墾石埠線三相標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)，由表2可知，電流越限頻次分別為0次、8次、10次，當(dāng)日的不平衡時(shí)刻共有25個(gè)，有兩相大于該日時(shí)刻總數(shù)的25%，且三相標(biāo)準(zhǔn)差分別為14.80%、11.51%、12.20%，三者均大于8%，故排除該臺(tái)區(qū)采用人工換相進(jìn)行治理的可能性。由于3月17日剔除數(shù)據(jù)后共計(jì)25個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，根據(jù)變點(diǎn)的選取原則，該臺(tái)區(qū)可分為13:00與13:30兩種情況。當(dāng)變點(diǎn)為13:00時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差偏差度為24.93%、58.77%、68.81%，其中有兩者大于50%；當(dāng)變點(diǎn)為13:30時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差偏差度為23.46%、84.44%、71.24%，其中有兩者大于50%。兩個(gè)不同的變點(diǎn)下均存在兩相標(biāo)準(zhǔn)差偏差度大于50%。此外，統(tǒng)計(jì)該臺(tái)區(qū)3月出現(xiàn)與上述情況相同的天數(shù)總計(jì)26天。結(jié)合本文提出的選擇方法，應(yīng)采用附加補(bǔ)償裝置進(jìn)行治理。

表2 10kV璜墾石埠線三相標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)

圖6為10kV 911馬沙線楊公01號(hào)公變3月2日三相電流曲線。結(jié)合圖6，可觀察到3月2日該臺(tái)區(qū)三相電流曲線波動(dòng)特征符合選擇結(jié)果要求。

圖6 10kV 911馬沙線楊公01號(hào)公變3月2日 三相電流曲線

表3為10kV 916花梓線梓山村崗板腦公變3月 15日三相標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)。由表3可知，該臺(tái)區(qū)3月15日三相標(biāo)準(zhǔn)差分別為4.14%、13.96%、6.02%，其中有兩者小于8%，電流越限頻次分別為0次、2次、0次，均滿足閾值要求。此外，該臺(tái)區(qū)在3月份共計(jì)23天出現(xiàn)上述情況。結(jié)合本文提出的選擇方法，可判斷該臺(tái)區(qū)適用人工換相進(jìn)行治理。

表3 10kV 916花梓線梓山村崗板腦公變3月15日 三相標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)

圖7為10kV 916花梓線梓山村崗板腦公變3月15日三相電流曲線，可觀察到三相電流規(guī)律一致，符合適用人工換相的臺(tái)區(qū)特征。

圖7 10kV 916花梓線梓山村崗板腦公變3月15日 三相電流曲線

通過文獻(xiàn)[19]提出的方法對各臺(tái)區(qū)不平衡治理措施進(jìn)行選擇，該方法主要通過計(jì)算三相電流各兩相的相關(guān)系數(shù)，判斷目標(biāo)配電臺(tái)區(qū)內(nèi)三相電流中是否存在某兩相或三相波動(dòng)變化趨勢一致的情況。各臺(tái)區(qū)的最優(yōu)措施通過各臺(tái)區(qū)典型日的三相電流曲線圖進(jìn)行判斷，準(zhǔn)確率C為

式中：ri為第i個(gè)臺(tái)區(qū)本文方法與最優(yōu)措施的匹配度，若本文方法措施與最優(yōu)措施相同，ri=1，否則ri=0；num(·)為頻次函數(shù)；Ns為臺(tái)區(qū)總數(shù)量，Ns=50。

通過對50個(gè)臺(tái)區(qū)的不平衡治理措施進(jìn)行優(yōu)選，兩種方法下各臺(tái)區(qū)選擇的不平衡治理措施及其最優(yōu)措施記錄見表4。其中，數(shù)字1代表人工換相，數(shù)字2代表換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置，數(shù)字3代表附加補(bǔ)償裝置。

表4 兩種方法下各臺(tái)區(qū)選擇的不平衡治理措施及其 最優(yōu)措施記錄

通過計(jì)算可得出文獻(xiàn)[19]所提方法準(zhǔn)確率為92%，本文所提方法準(zhǔn)確率為96%，本文所提方法相較于文獻(xiàn)[19]提出的方法準(zhǔn)確率提高了4%，驗(yàn)證了本文所提方法的有效性與準(zhǔn)確性。

5 結(jié)論

本文提出了一種基于多指標(biāo)決策的臺(tái)區(qū)不平衡治理措施優(yōu)選方法。針對各臺(tái)區(qū)不同的負(fù)荷特性，從人工換相、換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置及有源補(bǔ)償型三相不平衡治理裝置三者中選擇最合適的治理方案，達(dá)到最佳的治理效果并實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)三相平衡運(yùn)行。算例結(jié)果表明，本文提出的方法有利于快速、精準(zhǔn)、有效地選擇最優(yōu)治理方案，選擇準(zhǔn)確率可達(dá)96%，為三相不平衡治理方案的選擇提供參考依據(jù)。