[发明专利]一种多目标优化的三相不平衡开关控制方法

说明书

本发明涉及一种多目标优化的三相不平衡开关控制方法，包括：根据采样电流计算出对应的三相电流不平衡度；在三相不平衡开关接入电网进行工作后，控制器循环检测三相电流值及各相电流的不平衡度，若三相电流平衡，则不做任何操作，等待下一次检测指令；若发现某相电流不平衡度超过设定值，则判断变压器负荷情况，再调节三相不平衡开关；进入至三相不平衡开关调节过程时，控制器将将所有开关的所有状态进行排列组合，遍历全部开关变换方案，并存储所有开关变换方案对应的三相电流不平衡度，进而进行多目标优化。本发明可定期主动监测负载情况，实现实时监控，解决开关故障情况、开关寿命等多种现实问题，避免大电流换相、某一开关频繁换相的问题。

技术领域

本发明涉及一种三相不平衡控制方法，具体涉及一种多目标优化的三相不平衡开关控制方法。

背景技术

在低压配电网系统中，存在大量的单相、不对称负荷，三相负荷运行随机变化，这些负荷会使配电系统产生三相不平衡，导致供电系统三相电压、电流的不平衡，产生负序电压和负序电流，降低供电电能质量，严重时影响用户的正常用电，同时增加线路及变压器损耗，降低供电可靠性，甚至会引起大面积停电，中性线烧断等严重的后果。

三相不平衡治理是为保证电网稳定，提高电能质量，降低线路损耗的一种重要手段，而利用换相开关进行三相不平衡治理是目前一种主要的调节方式。在利用换相开关进行三相不平衡治理的过程中，需要综合考虑电网运行过程中的多种复杂工况，同时又要兼顾开关切换寿命及切换频率，在保证换相过程不停电，同时对电网系统无冲击的前提下，配网三相不平衡治理的应用，将大幅提高配电网稳定运行水平。

最先应用于三相不平衡治理的装置是投切交流接触器，这是一种传统的负载投切方式，由于三相交流电的相位互成120°，对交流接触器投切控制，理论上不存在最佳操作相位点，使得它投入或切除电网时，要产生一个暂态的过渡过程，；在切换容性负载时，由于容性负载电压不能瞬变，交流接触器投切电网时，由于其相位点是随机的，所以会产生幅值很大、频率很高的浪涌电流。

新型换相开关三相不平衡治理装置采用接触器与晶闸管并联使用的方式，结合接触器运行功耗小和晶闸管开关速度快的特点。新型换相开关三相不平衡治理装置同时具备了交流接触器和电力电子投切开关二者的优点，换相过程不停电，同时对系统无冲击。对于配电网的三相不平衡治理需在片区内安装多套新型换相开关，因此需要考虑电网运行的多种复杂工况，通过换相开关的动作来调节负载在电网中的分配，达到三相平衡的目的。

发明内容

针对三项不平衡治理装置的控制策略，本发明的目的是提供一种多目标优化的三相不平衡开关控制方法，可定期主动监测负载情况，实现实时监控，不仅考虑到开关故障情况、开关寿命等多种现实问题，同时做到了尽量避免大电流换相、尽量避免某一开关频繁换相等关键技术，寻求最优化开关动作方案，最终使得三相电流达到平衡。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种多目标优化的三相不平衡开关控制方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

步骤1：根据采样电流计算出对应的三相电流不平衡度；

步骤2：在三相不平衡开关接入电网进行工作后，控制器根据设定的时间周期，循环检测三相电流值及各相电流的不平衡度，若三相电流平衡，则不做任何操作，等待下一次检测指令；

步骤3：若发现某相电流不平衡度超过设定值10％-15％(设定值可根据具体需要选定)，则控制策略为判断变压器负荷情况，再调节三相不平衡开关；

步骤4：进入至三相不平衡开关调节过程时，控制器将首先将所有开关的所有状态进行排列组合，遍历全部开关变换方案，并存储所有开关变换方案对应的三相电流不平衡度，进而进行多目标优化。

进一步地，所述步骤1中，根据采样电流计算出对应的三相电流不平衡度的公式如下：