[发明专利]一种基于智能换相开关的三相不平衡调节方法

说明书

本发明公开了一种基于智能换相开关的三相不平衡调节方法,包括以下步骤：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；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；根据求解最优条件下调整后的开关状态矩阵；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；评估后得到可行的最优换相方案，控制相应开关换相。本发明具有实时连续地调整相序，解决三相不平衡的问题。

技术领域

本发明涉及配电网用电负荷相序调节，属于电网低压配电领域，具体涉及一种基于智能换相开关的三相不平衡调节方法。

技术背景

由于大量单相负荷在低压配电台区中的存在，低压配电网用电负荷比较复杂，地域较广，多为单相用电负荷，并且由于各用户用电习惯和用电负荷的随机性，实际用电负荷就不能在配网各相上均衡分配，极易产生三相不平衡问题，其结果必将会给配电变压器、线路损耗等带来严重影响，造成供电企业经济效益降低和用户的电能质量受到很大的影响。三相不平衡对电能质量影响主要体现有：影响供电可靠性、增加变压器额外损耗、造成配变出力减小、增加线损等，严重时甚至会烧毁变压器。对三相不平衡控制的研究，可有效提高配电网智能化水平，对于低压配电网络的安全可靠稳定运行具有重要意义。

传统的三相平衡优化换相方法就是人工改变负荷相序，近几年，随着电力电子技术的发展，智能换相开关被国内外专家学者进行研究和开发，但与换相开关配合的换相策略仍比较简单，效率不高。因此需要一种解决三相负荷不平衡，实现连续调整相序的方法。

发明内容

本发明提供一种基于智能换相开关的三相不平衡调节方法，通过对换相开关采集数据和用电负荷数据进行分析建模运算，得出智能换相开关应对相序调整的执行策略。

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种基于智能换相开关的三相不平衡调节方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案包括以下步骤：

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、根据目标函数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。传统的优化算法在计算速度、收敛性以及初值敏感等方面表现不足，故使用当前热门的智能优化算法，粒子群算法PSO(Particle Swarm Optimization)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过于频繁容易造成开关损坏，减少开关的使用寿命，为避免这一情况，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。

进一步地，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