[发明专利]配电网三相负荷不平衡自动调节方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，涉及一种治理配电网动态负荷不平衡的三相负荷不平衡自动调节方法。

背景技术

随着工业的发展，不平衡非线性负荷，单相用户用电同样与日俱增。然而这种用电方式极大程度的会导致三相负荷的不平衡，增加线路损耗，影响电能质量，降低用户端电压。故国内外对于三相负荷不平衡的调整研究早已开展。

目前，对于三相电流不平衡处理措施主要有：(1)采用人工调控的方法。运行维护人员定时监测，随时调控。一旦发现三相负荷不平衡的现象，针对负载手动换相。但此种方法需要大量的人力物力，并且换相时延长，可靠性低。(2)在用户端与线路中增加无功补偿装置。无功补偿以无功补偿装置为主体，就传统技术而言，可分为以下六大类：同步调相机、固定补偿电容器、饱和电抗器(SR)、机械投切电容器(MSC)、静止无功补偿器(SVC)和静止无功发生器(SVG)。随着近几年IGBT的出现以及大量应用，脉宽调制技术与相控技术等的出现，使得无功补偿技术快速发展。电力无源滤波器，电力有源滤波器和单位功率因数变流器等应运而生。但因价格昂贵，易出现谐波等缺点，应用受到很大限制。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种基于换相开关调整三相负荷不平衡的调节方案。

本发明技术方案包括一种配电网三相负荷不平衡自动调节方法，设置换相开关模块和中央控制区模块，在配电网中各条负载支路上分别设置换相开关模块，所有换相开关模块集中连接到中央控制区模块；换相开关模块的三相电流输入端与三相线路相连接，换相开关模块的三相电流输出端与用户相连接；

所述中央控制区模块包含控制模块和载波模块，控制模块和载波模块连接；所述换相开关模块包含电力电子开关单元和选相开关控制器单元，电力电子开关单元连接选相开关控制器单元；

所述电力电子开关单元包括A相的换相开关、B相的换相开关和C相的换相开关，各相的换相开关采用可控硅整流器和二极管实现，

三相负荷不平衡自动调节实现过程如下，

步骤一，设定三相电流不平衡度指标、监测时间间隔T、三相电流不平衡超限指标以及三相电流不平衡度单位统计时间t₀；

步骤二，设置三相电流不平衡度监测计时器t₁为0，设置三相不平衡度超限次数t₂为0；启动三相电流不平衡度监测计时器t₁；

步骤三，采集三相电流数据到中央控制区模块，并计算不平衡度；

步骤四，判断三相电流的不平衡度是否超过三相电流不平衡超限指标；若没有超过，转向步骤五；若超过，令t₂＝t₂+1并转向步骤六；

步骤五，判断三相电流不平衡度检测计数器t₁的值是否大于t₀，若大于，转向步骤二，若小于或等于，转向步骤三；

步骤六，判断三相电流的不平衡度超限次数t₂是否超过三相电流不平衡超限指标；若没有超过，转向步骤五；若超过，执行步骤七；

步骤七，采集各负荷支路的电流和相序数据到中央控制区模块，设置迭代次数变量A为0；

步骤八，开始遗传算法，首先依据每条负荷支路对应三相开关投切状态的依赖互斥关系，用向量基因方式进行编码，开关投切到A相为[1 0 0]^T，投切到B相为[0 1 0]^T，投切到C相为[0 0 1]^T，随机产生初始种群，包括多个基因矩阵；基因矩阵每一列为一个负荷支路的开关投切情况；设置相应变异率；

步骤九，根据换相模型相应目标函数对基因矩阵进行运算和判断，选择满足条件的基因矩阵，对当前的基因矩阵进行交叉、复制以及变异运算，形成新一代种群；再进行判断迭代次数是否达到设置的迭代次数，若是，得到最优换相控制指令，再进行步骤十；若否，则令迭代次数变量A＝A+1，且再次迭代执行步骤九；

步骤十，将最优换相命令经载波模块传递至各条负载支路上换相开关模块的选相开关控制器单元，控制电力电子开关单元完成换相操作；

当中央控制区模块收到选相开关控制器单元返回的完成信息后，等待时间T，再返回步骤二，继续进行下一次不平衡监测调整。