[发明专利]一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法

摘要

本发明提供一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，涉及配电系统三相负荷调节技术领域。本发明以降低台区不平衡度为目标，提出一种将分相算法、动态规划以及贪婪算法相结合的换相开关调度算法。该算法每隔一段时间对三相系统的不平衡度进行评估，评估结果需换相时则启动分相算法进行优化得到换相开关动作序列，并将该优化效果进行判断，以决定是否启用贪婪算法，将贪婪算法优化效果与分相算法优化效果对比选取更优的换相序列。最后将换相命令发送给换相开关执行。由于多级算法的设计，可以较大限度地避免动态规划或贪婪算法陷入局部最优的弊端，运行更为稳定，显著降低三相不平衡度，为配电网的安全、稳定及经济运行提供了良好的解决方案。

主权项

1.一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：启动主控终端T₁及换相开关，检测主控终端T₁运行是否正常，若工作正常则进入步骤2，否则闭并锁控制器，并记录故障原因上传主站；步骤2：设定三相电流不平衡阈值B_th，超限次数阈值N_Bth，负载率阈值R_th，负荷状态检测间隔时间t₁，超限次数N_th初始化为0，变压器额定电流I_N；步骤3：将主控终端T₁安装于变压器侧，外接三相四线供电，并外接电流互感器CT检测变压器出线侧各相总电流I_A、I_B、I_C；计算当前平均电流及三相电流不平衡度：I_av＝(I_A+I_B+I_C)/3B＝[max(I_A,I_B,I_C)‑min(I_A,I_B,I_C)]/max(I_A,I_B,I_C)计算当前负载率：R＝max(I_A,I_B,I_C)/I_N其中，I_N为变压器额定电流步骤4：如果当前电流三相不平衡度B>＝B_th且R>＝R_th，则超限次数N_th加1并执行步骤5，若未超出阈值则N_th＝0，并等待时间间隔t₁后继续执行步骤3；步骤5：将超限次数N_th与超限次数阈值N_Bth进行比较，若超出阈值则执行步骤6并将超限次数N_th重置为0，若未超出则等待t₁执行步骤3；步骤6：换相开关S₁...S_i...S_N(N为换相开关数量)，安装于单相用户侧，进线为三相四线，出线与用户单相线连接，检测该换相开关的负载电流I_Si；主控终端T₁通过Lora或载波与换相开关S_i通信，获取换相开关S_i所在当前相位P_i、负载电流I_Si、故障状态数据；计算各相需要补偿的电流I_{A_comp}、I_{B_comp}、I_{C_comp}：I_{A_comp}＝I_av‑I_A；I_{B_comp}＝I_av‑I_B；I_{C_comp}＝I_av‑I_C剔除故障的换向开关并计算各相可调电流I_{A_adj}、I_{B_adj}、I_{C_adj}：其中，各相可调节电流指连接无故障换相开关的负载电流总和，N_A、N_B、N_C分别是当前相接入的无故障换相开关数量；计算各相不可调电流I_{A_Nadj}、I_{B_Nadj}、I_{C_Nadj}：I_{A_Nadj}＝I_A‑I_{A_adj}；I_{B_Nadj}＝I_B‑I_{B_adj}；I_{C_Nadj}＝I_C‑I_{C_adj}其中，不可调节电流指未接入换相开关或接入故障换相开关的负载电流和；步骤7：判断不可调节电流大于平均电流的相数k并记录所对应的相，启用分相算法，并记录最终的换相开关的动作序列S_eq；步骤8：根据分相算法优化的开关动作序列S_eq计算三相不平衡度B_opt，B_{th_gre}为贪婪算法启用阈值，若B_opt>B_{th_gre}且不可调节电流大于平均电流的相数k<2，则启用贪婪算法，记录最终的换相开关的动作序列S_{eq_gre}，根据贪婪算法优化的开关的动作序列S_{eq_gre}，计算三相不平衡度B_min；步骤9：若执行分相算法后的B_opt与执行贪婪算法后的B_min相比，若B_opt>B_min，则采用贪婪算法生成的开关动作序列S_{eq_gre}，否则采用分相算法生成的开关动作序列S_eq；步骤10：主控终端T₁通过载波或Lora无线模块将优化结果即开关动作序列发送给换相开关；步骤11：换相开关通过Lora或载波通信接收主控终端T₁的命令并执行换相，并将换相结果通过Lora或载波通信反馈给主控终端T₁。