[发明专利]一种基于智能换相开关的三相不平衡调节方法

权利要求书

1.一种基于智能换相开关的三相不平衡调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、求取抽象出来的开关状态矩阵和三相电流不平衡度；

依照配电台区的开关数量及换相开关所对应相序，生成对应换相开关相序的矩阵；根据换相开关采集到参数，计算出三相电流不平衡度；

步骤2、对开关换相次数和三相不平衡度建立模型；

基于调整后不平衡度最低和智能换相开关调整次数最少的原则，建立相序调整的目标函数；

步骤3、根据求解最优条件下调整后的开关状态矩阵；

求解调整后的开关状态矩阵需要满足调整后不平衡度低和换相次数少这两个目标，属于多目标最优解问题；粒子群算法PSO对步骤2中的目标函数求解得到调整后的开关状态矩阵；

步骤4、大电流换相或某一开关换相时，引入权重函数评估换相电流和一周期内单一换相开关动作次数；

步骤5、评估后得到可行的最优换相方案，控制相应开关换相。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能换相开关的三相不平衡调节方法，其特征在于，所述步骤1中三相电流不平衡度的计算步骤为：

根据配变台区内换相开关的数量及编号，形成换相开关初始状态矩阵Kx，

K_x＝[K₁,K₂,...,K_N]

其中N为换相开关的个数，K1，K2,...,KN分别是每个开关的列向量，如下:

配变台区的三相电流不平衡度根据采集到的台区三相电流计算得到，

σ(K)＝max(σ_A,σ_B,σ_C)

其中，分别为A,B,C三相的不平衡度，式中，是三相电流的平均值。

3.根据权利要求2所述的一种基于智能换相开关的三相不平衡调节方法，其特征在于，所述步骤2中目标函数的建立方式为：

对开关换相次数和三相不平衡度建模；

用K(x_Ai,x_Bi,x_Ci)∈{0,1}表示第i个开关是否换相，0表示不换相，1为换相；则可建立换相次数的矩阵为：D＝[K(x_A1,x_B1,x_C1),K(x_A2,x_B2,x_C2),...,K(x_AN,x_BN,x_CN)]

可确定总换相次数则换相次数最少的目标函数可表示为δ₂＝min(D(K))；结合步骤1中三相不平衡度的公式，换相后三相不平衡度最低的目标函数可表示为δ₁＝min(σ(K))，综上，这个换相策略的目标函数如下，

δ₁＝min(σ(K))

δ₂＝min(D(K))

约束条件为：

σ(K)≤σ_目标值

K∈{[1,0,0]^T,[0,1,0]^T,[0,0,1]^T}

4.根据权利要求3所述的一种基于智能换相开关的三相不平衡调节方法，其特征在于，所述步骤3中目标函数求解最优的方式为：

采用粒子群算法PSO，将每一开关状态对应1、2、3离散化的数字对应到[1,3]连续范围内；粒子群算法核心的迭代计算表达式为：

x_i(t+1)＝(1-β)x_i(t)+βp_g(t)+αε(t)

其中p_g表示第t次迭代下所有粒子的全局极值；ε为[0,1]范围内的随机数，α＝r^t(0＜r＜1)，β∈[0.1,0.7]；根据需要的求解精度和运算时间平衡选择上述参数，将开关状态矩阵Kx作为算法中的每个粒子，计算步骤2中目标函数的最优值，并可得知目标函数达最优值时，开关状态矩阵的值K'_x。