低压配电网用户相位识别方法研究.pdf

引用格式：引用格式：李方硕,刘丽娜,申杰,等.低压配电网用户相位识别方法研究J.中国测试，2024,50(3):52-61.LIFangshuo,LIULina,SHENJie,etal.Researchonphaseidentificationmethodoflow-voltagedistributionnetworkusersJ.ChinaMeasurement&Test,2024,50(3):52-61.DOI:10.11857/j.issn.1674-5124.2022040160低压配电网用户相位识别方法研究李方硕1，刘丽娜1，申杰1，王韬1，熊思宇2(1.国家电网四川省计量中心，四川成都610045;2.西南交通大学电气工程学院，四川成都611756)摘要:配电网由于负荷不均衡，会产生三相不平衡现象。该文提出一种用户相位识别和三相电流相位不平衡检测方法。该方法能够有效辨识同一台区下的用户相位，为用电信息采集和台区治理提供数据基础。考虑到电力信号的动态特性，首先借助泰勒级数来近似表示信号的时变相量；其次联立窗内每个数据点对应的关系方程，并通过最小二乘法求解出泰勒系数，得到精准的相量测量值，然后对用户与变压器处的相位分别进行相移与相位补偿；最后通过比较两者的相位差与所设阈值之间的关系实现用户相位归属关系识别。完成用户的相位识别之后，通过变压器低压侧三相电流的相位差值可判断配电网三相电流相位的不平衡情况，为配电网三相不平衡时的换相、电网重构等措施提供监测分析数据。仿真结果表明，文章所提方法在频率偏移条件下，可以实现台区用户相位的准确识别，而在谐波干扰条件下，识别成功率均高于 90%。相比于传统的用户与变压器电压相关性分析方法，所提方法识别精度和鲁棒性均得到较大提升。关键词:泰勒级数;相位识别;相量测量;相位补偿中图分类号:TM933;TB9文献标志码:A文章编号:16745124(2024)03005210Research on phase identification method of low-voltage distribution network usersLIFangshuo1,LIULina1,SHENJie1,WANGTao1,XIONGSiyu2(1.StateGridSichuanMetrologyCenter,Chengdu610045,China;2.SchoolofElectricalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu611756,China)Abstract:Duetotheunbalancedloadinthedistributionnetwork,three-phaseunbalancewilloccur.Thispaperproposesauserphaseidentificationandthree-phasecurrentphaseimbalancedetectionmethod.Thismethodcaneffectivelyidentifythephasesofusersinthesamestationarea,andprovideadatabasisforelectricityconsumptioninformationcollectionandstationareamanagement.Consideringthedynamiccharacteristicsofthe power signal,firstly,the Taylor series is used to approximate the time-varying phasor of the signal.Secondly,the relationship equation corresponding to each data point in the window is simultaneouslyestablished,andtheTaylorcoefficientissolvedbytheleastsquaremethodtoobtainanaccuratephase.Then,phaseshiftandphasecompensationareperformedonthephasesattheuserandthetransformer,respectively.Finally,bycomparingtherelationshipbetweenthephasedifferenceandthethresholdvalue,theuserphaseattributionrelationshipisrecognized.Afterthephaseidentificationoftheuser,thephasedifferenceofthethree-phasecurrentonthelow-voltagesideofthetransformercanbeusedtojudgetheunbalanceofthethree-phase收稿日期:2022-04-21；收到修改稿日期:2022-06-18基金项目:国家自然科学基金面上项目(51777173)；国网四川省电力公司科技项目(52199720005Z)作者简介:李方硕（1986-），男，四川邻水县人，高级工程师，硕士，从事电能量采集与电力通信技术研究。第50卷第3期中国测试Vol.50No.32024年3月CHINAMEASUREMENT&TESTMarch,2024current phase of the distribution network,and provide monitoring and analysis data for the measures ofcommutationandnetworkreconstructionwhenthethree-phaseunbalanceofthedistributionnetworkoccurs.Thesimulationresultsshowthatthemethodproposedinthispapercanaccuratelyidentifythephaseofusersinthestationareaundertheconditionoffrequencyoffset,andtheidentificationsuccessrateishigherthan90%under the condition of harmonic interference.Compared with the traditional user-transformer voltagecorrelationanalysismethod,therecognitionaccuracyandrobustnessoftheproposedmethodhavebeengreatlyimproved.Keywords:Taylorseries;phaseidentification;phasormeasurement;phasecompensation0 引言近年来，随着城市化进程的不断加快，用电负荷规模逐渐扩大，台区用户数量暴增，使得现有的台区管理暴露出诸多问题1-2。例如，电网改建、电网维护和维修、私拉乱接等行为导致实际配电网的物理连接关系不断恶化3，不利于电网线路的升级改造，进而产生了三相不平衡度难以计算以及线路拓扑难以识别等一系列问题。因此，理清配电台区用户变压器物理连接拓扑关系是现代低压配电网安全稳定运行的重要因素之一4。基于高速电力载波通信技术(highspeedlinecommunication,HPLC)的用电信息采集系统被广泛应用于获取高频、实时的用户用电信息5，如图 1 所示。其主要功能为将采集到的用户用电信息通过电力载波通信和 GPRS 网络上传至主站，以便完成数据分析、故障诊断等应用。由于同一配电台区下的各相数据均打包上传，需要对这些数据进行 A、B、C 相逐一校对，完成用户相位归属关系识别。主站通信通道GPRS,CDMA,ADSL等其他公共网络单相用户三相等其他用户集线器HPLC 通道服务器防火墙防火墙路由器GPRS图 1 基于 HPLC 用电信息采集系统结构配电网台区电网损耗的量化主要依赖于相位识别技术的应用6，电网损耗的精细化管理对于提高供电企业的经济效益有着至关重要的作用7。尽管在配置每个用户时尽量平衡三相的负载，但由于每相上的负载是随机接入的，所以无法完全实现负载平衡，为了维持三相配电网络平衡，首要任务就是需要明确所有用电用户所在的准确相线，因此对用户相位识别技术提出了更高的技术要求8。在稳定工况下，同一台区下的三相电压信号的相位严格相差 120。根据此关系，有学者提出利用在工频过零点注入调制信号来识别相位的方法。该方法虽然具有成本低、调制信号传输距离远等优点，但由于电力线谐波信号的干扰，导致工频信号过零点畸变，因此该方法可靠性欠佳。文献 9-10 提出了数据相关性方法和灰色关联方法来分别进行相位识别，并通过对比验证了两种方法在谐波干扰条件下的有效性。但该类方法在特定情况下会出现灰色关联度差别不明显、区分难度大的问题，导致其应用效果具有局限性。文献 11 基于 HPLC 相位识别原理，设计了一款台区现场相位识别装置，可确保现场相位识别的结果与用电信息采集主站的相位保持一致，但该方案的识别准确率受谐波、负荷不平衡等情况下影响较大。上述相位识别方法均未考虑信号的动态特性，电力系统不可能一直运行在稳态条件下。因此，上述方法都具有在系统动态条件下相位识别精度大幅第50卷第3期李方硕，等：低压配电网用户相位识别方法研究53降低的局限。针对动态信号分析，文献 12 中提出了一种基于动态信号相量的高精度测量方法。该方法采用泰勒级数对动态相量进行建模，引入窗函数，在一个数据窗的不同采样点建立多个方程，最后通过最小二乘法(leastsquaremethod,LSM)拟合求解而获得精确的信号参数估计结果。为实现静/动态条件下台区用户相位的精确识别，本文引入文献 13-14 中的泰勒-最小二乘法，并在该方法基础上求解出电压相位测量值，并对用户与变压器处的相位信息分别进行相移与相位补偿，减小电力线路对电压相位造成失真的影响，从而实现台区用户相位的精确辨识；同时，通过分析变压器低压侧各相电流相位之间的差值，可实现配电网三相电流的平衡检测。1 动态相位测量1.1 信号的建模b(t)2ej2 f0tX(t)x(t)文 中 采 用 低 频 带 限 信 号与 旋 转 相 量相调制得到的实部来表示动态条件下同一配电台区的各相电压信号的基波分量，因此电压信号相量与电压信号分别为：X(t)=b(t)2ej2f0t(1)x(t)=2ReX(t)(2)f0式中：电力系统基波频率；b(t)b(t)低频带限信号相量，在动态条件下，是时变量。b(t)考虑到泰勒级数在表征动态信号方面的优势，可将泰勒级数引入动态信号建模，则可表示为下式：b(t)Kk=01k!b(k)tk(3)b(k)k式中：在参考时刻的 阶导数值；K动态信号用泰勒级数展开的最高阶数。b(t)K的值会随着的增大而越准确，但同时也伴随着运算量和运算时间的增加。将式(3)代入式(1)，再利用欧拉公式就可得到泰勒级数形式的动态信号模型，即：x(t)=Kk=01k!b(k)tkej2f0t+Kk=01k!b(k)tkej2f0t(4)fs=N f0N以采样频率(为一个基波周期的采样点数)对式(4)作离散化处理，则可得信号的离散序列为：x(n)=Kk=01k!(k)nkej0n+Kk=01k!(k)nkej0n(5)n=t fs(k)=b(k)/fsk0=2f0/fs0式中：；表示采样角频率。将式(5)进行简化得到下式：x(n)=Kk=01k!(k)nkej0n+(k)nk)ej0n=C(n,)B+D(n,)B(6)式中：B=(0),(1),(k),(K)TC(n,)=ej0n,1k!nkej0n,1K!nKej0nD(n,)=ej0n,1k!nkej0n,1K!nKe j0n1.2 信号的求解h(n)M=2N2NM 2(K+1)BK+12（K+1）H设为一个长度为的窗函数，表示一个窗中有个采样点数，并且。由于中含有个未知数，每个未知数包含实部与虚部，因此至少需要联立个独立方程才能求解。本文通过采用 1 个数据窗的不同采样点建立多个方程。为了提高该方法的精确度，在式(6)两边同时乘以一个窗系数矩阵(为一对角矩阵)，可得：HX=HCB+HDB(7)式中：X=x(N),x(n),x(0),x(N1)TC=ej0N1ej0(N1).(N)ej0Nk!k0(N1)kej0(N1)k!.ej0N(N)KK!0(N1)Kej0(N1)K!TD=ej0N1ej0(N1).(N)ej0Nk!k0(N1)kej0(N1)k!.ej0N(N)KK!0(N1)Kej0(N1)K!T54中国测试2024年3月H=h(N)00.0h(0)0.00h(N1)为了便于表示和信号处理器的计算，对公式(7)进行虚实部分离，得到下式：X=(HX)R(HX)I=EB(8)E=(HC)R+(HD)R(HC)I+(HD)I(HC)I+(HD)I(HC)R(HD)RB=BR,BIT式中：；()R矩阵的实部；()I矩阵的虚部。EE?ETE?,0B在确定数据窗后，矩阵便可离线计算得到。根据矩阵计算规则，当矩阵 满足时，即可通过 LSM 求解出，其计算公式为：B=(ETE)1ETX(9)1.3 用户相位时延tAiti如图 1 所示的基于 HPLC 用电信息采集系统是该算法的硬件基础。如图 2 所示，位于台区变压器的集中器会发送指令给各相用户的计量设备，要求采集各自的相位信息并上传。考虑到线路延迟和设备延迟，各计量设备发送到集中器的相位与变压器处的相位存在一定的时间差。忽略计量设备采集数据的时间，总的延迟时间可分为两段，一段是集中器开始发送指令到计量设备接受到指令的时间，另一段是计量设备开始上传数据到集中器接收到数据的时间。前者是主要是因为线路传输产生的时延，后者主要是因为数据发送等待产生的时延。集中器收集器收集器收集器A1A2A3B1B2B3C1C2C3tA3tA2tA1tA1tA2tA3线路延迟设备延迟用户计量设备图 2 相位信息采集原理图因此各相用户的计量设备所收集到的相位信息与变压器的相位信息在同一时间尺度上是不一样的。如图 3 所示，以 A 相为例，集中器上传变压器处相t0t1=tAi+ti位信息的时刻为，则某一用户的计量设备上传其相位信息的时刻为。由于变压器处与各相用户处的相位信息不是同时上传的，因此需要进行相移才能相互比较。时间/s时间/s相位/radTAA1tit0t1TA(t0)Ai(t0)Ai(t1)tAi+图 3 A 相变压器与计量装置 A1 相位信息上报时间比较t0TA(t0)t1Ai(t1)Ai(t1)t0t0fTA假设台区变压器 A 相在 时刻的相位为，A 相的某一用户在 时刻的相位为。为了比较同一时刻的相位信息，需要对进行相移，得到其在 时刻的值，如果变压器 A 相在 时刻所测的频率为，则可得：Ai(t0)=Ai(t1)2fTA(tAi+ti)(10)由式(10)可以得到同一时刻上传的变压器和各相用户计量设备的相位信息。在静态条件下，同一时刻变压器三相的相位相差 120，而所有 A 相用户与变压器相位差应保持在 0左右，A 相用户与 B相或 C 相用户的相位差约为 120和120。因此，对于用户来说，可以通过依次比较用户与变压器三相的相位差来判断用户的相位。1.4 变压器相位补偿在配电网系统中，可以将传输线等效为如图 4所示的简单模型。mnUm 0Imn mnUn nR+jX图 4 电力线模型ImnmnR+jXUm0线路 m 与 n 节点之间流经的电流为，线路的阻抗为，令 m 节点的电压为，则n 节点的电压可表示为下式：Unn=Um0Imnmn(R+jX)=UmImnRcos(mn)Xsin(mn)jImnXcos(mn)+Rsin(mn)(11)第50卷第3期李方硕，等：低压配电网用户相位识别方法研究55则线路两端的电压相量差为：=n=arctanImnXcos(mn)+Rsin(mn)UmImnRcos(mn)Xsin(mn)(12)由式(12)可知，在确定了电力线路起始节点的电压和线路阻抗后，电力线两个节点之间的电压相位差只与线路电流有关。因此，在配电网系统中，用户的电压相角也会受到线路电流的影响。此外，考虑不同线路电流下的相位补偿，有利于提高台区中用户相位识别的成功率。在配电网中，电力线之间的距离较短，这意味着变压器与用户之间的电压相位差不大。另外，由于台区用户的电力线距离大致相等，因此这些用户与变压器之间的电压相位差也大致相等。在本工作中，将一相所有用户的平均电压相位偏差作为变压器低压侧该相的电流补偿角。相位补偿之后，用户电压相位与变压器电压相位之间仍然存在一定的差别，因此可以设定适当的阈值来实现用户相位识别。|TA(t0)Ai(t0)A|=20(13)A式中表示 A 相对应的相位补偿角，对于 B 相和C 相，用户电压相位与变压器电压相位之间的偏差阈值同样设为 20。1.5 配电网三相电流相位不平衡检测电网正常运行时，用户用电的随机性和负荷增减的随机性较大，难以维持长时间平衡，需要相对简单的检测方法以便及时采取对应的控制措施。ICIAIB如图 5 所示，正常情况下，在同一时刻，三相电流的相位两两相差 120，实际运行时，相位差值可能会在 120附近轻微波动。当某一相电流相位发生不平衡时，其与其他两相电流的相位差值与 120相差较大，以图中为例，其与相位相差大于120，而与相位相差小于 120，根据这一关系，即可确定配电网的不平衡相。IAIBIC120120120IC图 5 三相电流相量图2 运算步骤基于高精度的动态相位测量方法，文中提出了一种新的台区用户相位关系识别方法。该方法的实现流程图如图 6 所示，主要包含以下几个步骤：首先集中器将相位信息采集指令广播给所有计量设备，计量设备收到指令采集用户相位信息并上传；集中器收到用户的相位信息后会对变压器处的电压相位信息进行采集；之后根据式(10)和(12)对两处的相位信息分别进行时延和相位补偿后，再根据式(13)比较用户和变压器电压的相位信息即可确定用户相位关系归属，完成用户相位关系识别；最后，通过变压器低压侧三相母线电流的相位差值来进行配电网三相电流相位平衡检测。分别采集变压器与用户处的电压数据并进行离散化处理,得到基波采样序列 x(n)分别计算相角,得到变压器与用户处的相对用户与变压器处的相位分别进行相移与比较用户与变压器的相位差与所设阈值的确定用户相位关系归属配网三相电流相位平衡检测位信息,式(9)相位补偿,式(10),(12)大小关系,式(13)图 6 所提方法流程图3 仿真测试K=2为了验证方法在台区用户相位识别中的准确性，在 Matlab/Simulink 中搭建了如图 7 所示的低压配电台区。考虑到电力系统的动态变化十分缓慢15，低阶泰勒导数即可满足电压相位测量要求。因此，取，变压器参数为 10kV/0.311kV；在台区中，总共包含 65 个用户，其中包含 21 个 A 相用户，22 个 B 相用户，22 个 C 相用户。此外，为比较文中所提方法的用户相位识别性能，利用传统的用户变压电压相关性分析(VCA)方法作为对比方法。传统的识别算法直接使用原始电压测量值进行分析，根据 Spearman 相关系数判断用户的相位，这种算法易受波动的影响。另外，根据相关系数与相关强56中国测试2024年3月度之间的关系，选取相关系数 0.6 作为 VCA 方法的阈值。文章中基于动态相量测量的相位识别算法（PLS）以 20为相位偏差阈值，仿真结果如下。A1B1C1A2B2C2B3C3A3A4B4C4A5B5C5B6C6A6B7C7A7B8C8A8B9C9B10C10A9B11C11B12C12A10B13C13A11B14C14A12C15A13B15C16A14B16C17A15B17A20B21A21B22C22A16B18C18A17B19C19A18C20A19B20C21A 相用户数 21B 相用户数 22C 相用户数 221000 kVA10 kV/0.311 kV图 7 配电网台区仿真拓扑图3.1 电力线电流补偿根据电力公司四川计量中心的测量数据，用户线路的电流一般在 1A 左右。在配电网系统中，所有用户可能连接到负载，也可能不连接到负载，两种极端情况都可能发生。因此，充分考虑电流裕量，用户最大电流设为 5A，每相用户数最大为 25 户，则在图 7 所示的配电网系统中，每相母线的电流范围为 0125A。以 5A 作为相位补偿间隔，经过多次测量，结果如表 1 所示。表 1 不同电流区间下的相位补偿值电流间隔/A变压器相位补偿值/()电流间隔/A变压器相位补偿值/()A相B相C相A相B相C相0,5)0.35890.36290.369965,70)9.29169.39929.58905,10)1.07491.08711.108170,75)9.929410.045710.249010,15)1.78811.80331.843375,80)10.557210.679810.898215,20)2.49782.52602.575180,85)11.175311.307711.538620,25)3.20343.23963.302485,90)11.782411.922412.167125,30)3.90453.94894.025990,95)12.547112.696212.958130,35)4.60074.65284.744095,100)12.966113.121213.393435,40)5.29125.35155.4565100,105)13.542813.704713.990240,45)6.00156.07006.1896105,110)14.110214.278914.578845,50)6.65366.72976.8628110,115)14.663814.840015.153750,55)7.32457.40877.5559115,120)15.205715.389215.717055,60)7.98808.08018.2415120,125)15.735515.926416.269360,65)8.64408.74398.9193第50卷第3期李方硕，等：低压配电网用户相位识别方法研究573.2 频率偏移在配电网系统中，由于波动和干扰的存在，基频可能会有轻微偏差。为了测试用户相位识别方法在此条件下的性能，本节分别对 48Hz、49Hz、50Hz 和 51Hz 的配电网系统进行了仿真。同时，从 65 个用户中随机选择一些用户，并将一些负载连接给他们。经过测试，四种情况下变压器低压侧的母线电流如表 2 所示。由表 1 可以得到四种试验条件下各相位的相角补偿值。以 51Hz 为例，仿真结果如图 8 所示。A 相B 相C 相阈值线:0.6相关性系数用户编号1.00.500.51.01.00.500.51.01.00.500.51.0相位差/()1801206006012018018012060060120180180120600601201801 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122阈值线:20红:A1-A21 用户 蓝:B1-B22 用户绿:C1-C22 用户用户编号(a)PLS 方法(b)VCA 方法A 相B 相C 相阈值线:20阈值线:201 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122阈值线:0.6阈值线:0.6图 8 基频 51 Hz 下的测量结果如图 8 所示，在 PLS 方法中，左图纵坐标轴表示用户与变压器之间的相位差，其值越接近于零，其相位关系越强。右图纵坐标轴代表 VCA 算法中的 Spearman 相关系数。系数越大，用户的相位关系越强。6 张图表分别表示了所有用户与变压器三相的相位差和电压相位相关系数曲线，因此可以从图中确定所有用户的相位关系归属。根据相位关系判断规则，满足相位相关系数大于 0.6(VCA)和相位偏差小于 20(PLS)的用户可以被视为完成相位识别。同理，采用同样的方法对 48、49、50Hz 的配电网系统进行仿真测试，结果如表 3 所示。可以看出，在频率偏移的条件下，PLS 方法可以识别所有用户，而 VCA 算法只能识别距离变压器较近的用户。距离变压器越远，电压相位失真越严重，因此 VCA 方法识别成功率低。而 PLS 方法在对变压器相位进行补偿后，消除了线路阻抗引起的电压相位偏差，因此能够保持较高的识别成功率。表 2 在 48、49、50、51 Hz 基频下的母线电流基频/Hz变压器低压侧各相母线电流/AA相B相C相4853.153.553.249112.1119.8112.05077.977.978.05194.394.194.558中国测试2024年3月图 9 中的测试结果表明，PLS 方法的识别成功率可以达到 100%，而 VCA 方法的最高识别成功率仅为 78.46%。当基频为 48Hz 时，VCA 方法只能维持 63.08%。这证明 PLS 方法在频率偏移条件下具有更好的性能。484950510102030405060708090100100%100%100%100%63.08%66.15%78.46%69.23%识别成功率/%基频/HzPLSVCA图 9 频率偏移下测试结果IAIBIBICICIA根据变压器低压侧三相母线电流的相位差值，可判断系统中三相电流相位不平衡的情况。在同一情况下，在 00.2s 内对配电网变压器低压侧三相母线电流进行采样并求解相位，得到仿真结果如图 10 所 示，,的 值 均 在120上下轻微波动，此时可认为配电网中三相电流相位没有发生不平衡。0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20020406080100120140160180120118124IAIBIBICICIA1221160.0890.0780.100时间/s相电流相位差/()图 10 变压器低压侧相电流相位差值3.3 谐波干扰测试一般来说，电力系统都会存在一定的谐波干扰，为了测试本方法在谐波条件下的适用性，根据家用电器的谐波特性，文中设置了以下 4 种测试条件，如表 4 所示。表 4 4 种情况下的谐波分布%条件编号谐波次数35791118521021310522141510855第 1 种情况模拟了洗衣机、电风扇等只包含 3次谐波和 5 次谐波的负荷。第 2 种情况模拟了冰箱和荧光灯的负载，其中包含更多的三次谐波。第 3和第 4 种情况含有较多的谐波，模拟彩色电视等负载。在上述 4 种情况下，配电网的用户功率应该保持一致。根据测量结果，变压器低压侧母线电流 A相为 107.6A，B 相为 107.3A，C 相为 107.7A，故A 相的相角补偿值为14.1102，B 相为14.2789，C 相为14.5788。4 种工况下的试验结果如表 5 和图 11 所示。表 5 4 种谐波干扰条件下的测试结果条件编号方法识别结果A相B相C相1PLSA1-A21B1-B22C1-C22VCAA1-A13B1-B16C1-C172PLSA1-A21B1-B22C1-C21VCAA1-A12B1-B14C1-C173PLSA1-A21B1-B20C1-C21VCAA1-A10B1-B13C1-C164PLSA1-A20B1-B19C1-C20VCAA1-A9B1-B12C1-C16从表 5 和图 11 的识别结果可以看出，配电网中谐波含量越复杂，对相位识别的干扰越严重。然而，文中的 PLS 方法仍然可以保持较高的识别成功率，因为基频滤波器可以有效滤除电力信号中的谐波分量。VCA 方法受谐波干扰严重，识别成功率最高仅为 70.76%，难以满足配电网用户阶段的要求。同时，两种方法识别失败的用户均为配电网系统末表 3 频率偏移下的识别结果f0/Hz方法判断结果A相B相C相48PLSA1-A21B1-B22C1-C22VCAA1-A14B1-B16C1-C1149PLSA1-A21B1-B22C1-C22VCAA1-A15B1-B16C1-C1250PLSA1-A21B1-B22C1-C22VCAA1-A17B1-B18C1-C1651PLSA1-A21B1-B22C1-C22VCAA1-A16B1-B16C1-C13第50卷第3期李方硕，等：低压配电网用户相位识别方法研究59端用户。对于这些用户来说，供电馈线本身就有一定的幅相失真，而且由于谐波的影响，失真更为严重，因此无法识别。在条件 1 的情况下，改变负荷的功率，使得三相负荷不对称运行，仿真结果如图 12 所示。0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20020406080100120140160180时间/s相电流相位差/()IAIBIBICICIA图 12 变压器低压侧相电流相位差值从图 12 中的仿真结果可以看出，A 相电流与B 相电流相位差值在 145左右，B 相电流与 C 相电流相位差值在 120左右，C 相电流与 A 相电流相位差值在 95左右，表明配电网 A 相电流发生了相位不平衡，需要采取对应的控制措施以防止事故发生，为三相不平衡治理提供了精准的基础数据。4 结束语文中提出了一种基于动态相量测量的低压配电网用户相位识别方法。该方法通过引入窗函数系数权重滤除谐波等干扰分量，提取电力信号中的基频成分；然后采用加权最小二乘法计算相量测量值，并通过相移，可以获得用户和变压器同一时刻的相位信息，再通过相位补偿减小线路阻抗引起的电压相位失真。最后从变压器相位中减去用户相位，根据相位差与阈值之间的关系判断用户相位归属关系，并且，通过变压器低压侧相电流相位差值可初步确定系统中三相不平衡的发生情况，为三相不平衡治理提供了精准的基础数据。仿真结果表明，在频率偏移的情况下，所提方法的识别成功率为 100%。而当系统处于动态状态时，由于泰勒级数在表征动态信号方面的优势，可以通过相量导数来修正相量测量值，再因该方法基于 DFT 算法可以极大程度滤除谐波，从而在很大程度上保证了识别成功率。因此，在谐波干扰条件下，该方法的识别成功率仍高于传统算法。同时，本方法在窗函数确定的情况下，系数矩阵可提前计算并离线存储，在保证相位识别成功率的同时减轻了在线计算压力，为同一台区下的用户三相不平衡的问题提供了监测分析数据与线路拓扑识别手段。参考文献 夏水斌,余鹤,董重重,等.基于集抄系统深化应用的低压台区电网拓扑重构方案 J.电测与仪表,2017,54(20):110-115.XIA S B,YU H,DONG C C,et al.Low-voltage districttopologyreconstructionschemebasedonextendedapplicationof remote centralized meter reading systemJ.ElectricalMeasurement&Instrumentation,2017,54(20):110-115.1滕永兴,杨霖,钟睿君,等.用户特征聚类和 ICSA-SVR 台区负荷预测 J.中国测试,2022,48(7):107-113.TENGYX,YANGL,ZHONGRJ,etal.LoadforecastingfortransformerdistrictbasedonuserfeatureclusteringandICSA-SVRJ.ChinaMeasurementandTest,2022,48(7):107-113.2刘东.智能配电网的特征及实施基础分析 J.电力科学与技术学报,2011,26(1):82-85.LIUD.AnalysisoncharacteristicsandimplementationbaseofsmartdistributiongridJ.JournalofElectricPowerScienceAndTechnology,2011,26(1):82-85.3袁超.低压配电网络台区识别技术的研究与开发 D.大连:大连理工大学,2014.YUAN C.The development and manufacture of a multi-functionequipmentforlowvoltageareaidentifiedD.Dalian:DalianUniversityofTechnology,2014.4刘晨,白泰,王家驹,等.用户用电信息采集系统的深化应用研究综述 J.电测与仪表,2022,59(2):1-8.LIUC,BAIT,WNAGJJ,etal.ReviewonthedeepeningapplicationofelectricityconsumptioninformationacquisitionsystemJ.Electrical Measurement&Instrumentation,2022,59(2):1-8.5肖家锴,黄永聪,王尉,等.低压三相负荷不平衡台区相位识别监测方案分析 J.科学技术创新,2020(21):192-193.6杨婧,辛明勇,欧家祥,等.基于大数据的配电网线损定位与评估方法研究 J.中国测试,2019,45(7):19-24.YANGJ,XINMY,OUJX,etal.Distributionnetworklineloss location and evaluation method study based on bigdataJ.ChinaMeasurement&Test,2019,45(7):19-24.7张文亮,刘壮志,王明俊,等.智能电网的研究进展及发展趋801020304050607080901001234识别成功率/%PLSVCA条件编号100%98.46%95.38%90.77%70.76%66.15%60.00%56.92%图 11 四种谐波干扰条件下的测试结果60中国测试2024年3月势 J.电网技术,2009,33(13):1-11.ZHANGWL,LIUZZ,WANGMJ,etal.Researchstatusand development trend of smart gridJ.Power SystemTechnology,2009,33(13):1-11.杨虎臣,王晓东,史志鹏,等.基于电压相似性评估的低压配电网户变关系和相位识别技术研究 J.电测与仪表,2023(2):91-96.YANG H C,WANG X D,SHI Z P,et al.Research onhouseholdvariationrelationandphaserecognitiontechnologyoflowvoltagedistributionnetworkbasedonvoltagesimilarityassessmentJ.Electrical Measurement&Instrumentation,2023(2):91-96.9王培慧,汝黎明,谢虎.基于数据相关性和灰色关联的相位识别对比研究 J.自动化仪表,2020,41(4):56-61+67.WANGPH,RULM,XIEH.ComparativestudyofphaseidentificationbasedondatacorrelationandgreycorrelationJ.Process Automation Instrumentation,2020,41(4):56-61+67.10王绍槐,翁薇,聂华林,等.基于 HPLC 台区现场相位识别装