一种用于低压配电网的电力负载均衡系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及低压配电网三相负载均衡技术，尤其涉及一种用于低压配电网三相负 载动态调整的实现低压配电网三相负载均衡的低压配电网三相负载均衡系统，本发明属于 低压配电网配电技术领域。
【背景技术】
[0002] 众所周知，低压配电网的配电变压器的负荷一般由三相负荷与单相负荷混合组 成，居民用电均为单相负载，配网比较复杂，尤其大量单相负载接入低压配电网的配电系 统，并且负载大小不同和用电时间不同，所以，低压配电网中的三相间的电流不平衡是客观 存在的，并且这种用电不平衡状况无规律性，事先也无法预知，是一直困扰供电单位的主要 问题之一。低压配电网的三相电流负载不平衡，随之造成不少故障，如在用电高峰期变压器 单相负载过大而导致烧坏，单相负载过大导致三相过度的不平衡、零线故障增加、大片区域 性"群烧"现象时有发生，因此，解决低压配网三相不平衡问题势在必行、尤为重要。三相四 线制供电系统中三相负荷的分配不均匀，负荷的使用不同步、随机性大，造成了配电变压器 时刻处在三相负载不平衡运行状态。这不仅增加线路损耗和配变损耗，还会造成线路三相 电压的不平衡，而三相负载不平衡运行对低压配电网有很大影响，如对电能质量和供电质 量有着严重的影响，同时也会加快配变设施老化，减少配电变压器的出力等。
[0003] 国、内外对低压配电网三相负载不平衡的问题均进行了深入的研宄。如国外使用 先进电子技术把不平衡的三相电流经过交流一直流一交流的一系列变换，然后得到稳压， 稳频、稳相的交流电，相当于一台三相电动机拖动一台三相发电机，虽然可消除相应电网的 不平衡电流，但成本高、价格昂贵，谐波污染比较严重，目前还仅适用于某些特殊小范围。在 国内有用单相电容器分相无功补偿系统对负载进行补偿，可以将无功电流部分补偿掉，而 对于不对称的有功电流部分却无能为力，有时可以使三相电流的向量不对称，零线上仍有 相当的电流流过，又因单相负载变化随机性很大，中性点位移仍然突出，效果不够理想。因 此供电部门只能采用人工分线的方式进行负载调整，并影响正常供电。亟需开发一种可以 动态调整低压配电网三相间负载实现低压配电网的三相负载均衡的电力负载均衡系统将 低压配电网的三相负载不平衡度控制在合格范围内。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的诸多缺点和不足，本发明目的把总负载信息大的相别上的 用电终端的负载转移到总负载信息小的相别上，以使接入低压配电网的用电终端的负载尽 可能均匀地分配在低压配电网的三相线上，实现低压配电网的主干线路和支干线路的三相 负载分别平衡，有效降低线损，改善供电质量。用电终端的负载从一相别上切换到另一相别 上的过程中，持续供电，使用电设备在相别切换过程中，不间断连续运转。
[0005] 为了实现上述的目的，本发明的技术方案是提供一种用于低压配电网的电力负载 均衡系统，其设计要点在于：
[0006] 包括用于控制低压配电网支干线路三相负载平衡的电力负载均衡子系统和用于 控制所述低压配电网支干线路所连接的低压配电网主干线路三相负载平衡的控制总站，电 力负载均衡子系统和控制总站间通过通信信道进行通信连接，电力负载均衡子系统把所述 低压配电网支干线路的每一相的相总负载信息发送到控制总站；所述相总负载信息包括该 相的电流负载、功率负载中的一种或两种及该相的相别标识；
[0007] 控制总站根据所接收的低压配电网支干线路的每一相的相总负载信息进行运算 处理，选择需要进行三相负载调整的低压配电网支干线路，在保持该低压配电网支干线路 的三相负载不平衡度小于第二平衡阈值时，确定该低压配电网支干线路的从相总负载信息 大的相别向相总负载信息小的相别需要调整的负载信息的第二调整量值，以使低压配电网 主干线路的三相负载不平衡度小于第一平衡阈值，所述相总负载信息大的相别、相总负载 信息小的相别及第二调整量值构成支干线路调整信息，控制总站把所述支干线路调整信息 发送到与低压配电网支干线路相对应的电力负载均衡子系统；
[0008] 电力负载均衡子系统根据接收的支干线路调整信息操纵内置的换相装置切换用 电终端接入该低压配电网支干线路的接入相别。
[0009] 本发明在应用中，还有如下进一步优化的技术方案。
[0010] 作为优选地，所述控制总站根据所接收的低压配电网支干线路的每一相的相总负 载信息进行运算处理，具体包括：
[0011] 主干线路相负载计算，根据所述低压配电网支干线路的每一相的相总负载信息经 计算获得该低压配电网主干线路的每一相的相总负载信息及主干线路的三相负载不平衡 度；
[0012] 主干线路相别切换确定，若低压配电网主干线路的三相负载不平衡度大于第一平 衡阈值，则计算确定从低压配电网主干线路的总负载信息大的源相别切换到低压配电网主 干线路的总负载信息小的目标相别的主干线路相别切换信息以及所述总负载信息大的源 相别与总负载信息小的目标相别间需要调整的负载信息的第一调整量值，以使低压配电网 主干线路的三相负载不平衡度小于第一平衡阈值；所述总负载信息大的源相别、总负载信 息小的目标相别和第一调整量值构成主干线路调整信息；
[0013] 低压配电网支干线路确定，根据所述主干线路调整信息在低压配电网支干线路中 选择需要进行三相负载调整的低压配电网支干线路，所选择的低压配电网支干线路的相总 负载信息大的相别、相总负载信息小的相别与所述主干线路调整信息的总负载信息大的源 相别、总负载信息小的目标相别分别对应；在保持所述低压配电网支干线路三相负载不平 衡度小于第二平衡阈值时，确定该低压配电网支干线路上从相总负载信息大的相别向相总 负载信息小的相别间需要调整的负载信息的第二调整量值，使所述第二调整量值之和与所 述第一调整量值相当，以使低压配电网主干线路的三相负载不平衡度小于第一平衡阈值。
[0014] 作为优选地，所述主干线路相别切换确定步中的主干线路相别切换信息指从低压 配电网主干线路的总负载信息大于相平均总负载信息的源相别切换到低压配电网主干线 路的总负载信息小于相平均总负载信息的目标相别；
[0015] 所述主干线路相别切换确定步中的第一调整量值为低压配电网主干线路的相平 均总负载信息与所述主干线路相别切换信息的总负载信息小的目标相别的总负载信息的 差值及所述主干线路相别切换信息的总负载信息大的源相别的总负载信息与低压配电网 主干线路的相平均总负载信息的差值中的最小值。
[0016] 作为优选地，所述低压配电网支干线路确定步，具体包括：
[0017] 在低压配电网支干线路中选择需要进行三相负载调整的低压配电网支干线路，所 选择的低压配电网支干线路的总负载信息最大的相别、总负载信息最小的相别和低压配电 网主干线路的总负载信息最大的相别、总负载信息最小的相别分别对应；保持所述低压配 电网支干线路的三相负载不平衡度小于第二平衡阈值，确定该低压配电网支干线路上从相 总负载信息大的相别向相总负载信息小的相别间需要调整的第二调整量值；
[0018] 若所述第二调整量值之和小于所述第一调整量值，低压配电网主干线路的三相负 载不平衡度仍大于第一平衡阈值，则在低压配电网未被选择的支干线路中选择需要进行三 相负载调整的低压配电网支干线路，所述低压配电网支干线路的相总负载信息大的相别、 相总负载信息小的相别与所述主干线路调整信息的总负载信息大的源相别、总负载信息小 的目标相别分别对应；在保持该低压配电网支干线路三相负载不平衡度小于第二平衡阈值 时，确定该低压配电网支干线路上从相总负载信息大的相别向相总负载信息小的相别间需 要调整的负载信息的第二调整量值；
[0019] 使所述第二调整量值之和与所述第一调整量值相当，以使低压配电网主干线路的 三相负载不平衡度小于第一平衡阈值。
[0020] 作为优选地，所述电力负载均衡子系统：
[0021] 包括电连接在低压配电网支干线路上的用于向用电终端输送电力的换相装置和 用于控制该支干线路三相负载平衡的控制主站，换相装置和控制主站间通过通信信道进行 通信连接，用于实现换相装置和控制主站之间的数据传输；
[0022] 换相装置，其三相输入端用于和所述低压配电网的三相线分别电连接，单相输出 端用于和用电终端电连接，换相装置用于实现用电终端接入低压配电网的接入相别的切换 操作，并将用电终端的负载信息发送到控制主站，及接收控制主站发送的相别切换信息；
[0023] 控制主站根据所接收的换相装装置发送的用电终端的负载信息及控制总站发送 的支干线路调整信息进行计算处理，产生需要进行相别切换的用电终端和该用电终端的接 入低压配电网支干线路的接入相别从当前相别切换到目标相别的相别切换信息，以使低压 配电网支干线路的三相负载不平衡度小于第二平衡阈值，并把所述用电终端的相别切换信 息发送到与其相对应的用电终端的换相装置；
[0024] 换相装置根据所接收的用电终端的相别切换信息将用电终端接入低压配电网支 干线路的接入相别由当前相别切换到所述相别切换信息的目标相别。
[0025] 作为优选地，所述控制主站根据所接收的用电终端的负载信息进行计算处理具体 包括：
[0026] 支干线路相负载计算，根据所述用电终端的负载信息计算低压配电网支干线路的 每一相的相总负载信息和低压配电网支干线路的三相负载不平衡度；
[0027] 支干线路相别切换确定，若低压配电网支干线路的三相负载不平衡度大于第二平 衡阈值，则计算确定该低压配电网支干线路的从总负载信息大的相别切换到总负载信息小 的目标相别的支干线路相别切换信息以及所述总负载信息大的相别与总负载信息小的目 标相别之间需要调整的负载信息的第三调整量值；
[0028] 支干线路用电终端确定，在该低压配电网支干线路的总负载信息大的相别上的用 电终端中选择需要进行相别切换的用电终端，所选择的用电终端的负载信息之和与所述第 三调整量值相当，以使该低压配电网支干线路的三相负载不平衡度小于第二平衡阈值。
[0029] 作为优选地，所述控制主站根据所接收的控制总站发送的支干线路调整信息进行 计算处理，具体包括：在该低压配电网支干线路的与支干线路调整信息的相总负载信息大 的相别对应的相别上选择用电终端，使所选择的用电终端的负载信息之和与所述支干线路 调整信息的第二调整量值相当，并保持该低压配电网支干线路的三相负载不平衡度小于第 二平衡阈值，所述支干线路调整信息的相总负载信息小的相别为所选择用电终端的相别切 换信息的目标相别。
[0030] 作为优选地，所述支干线路相别切换确定步，具体包括：
[0031] 若低压配电网支干线路的三相负载不平衡度大于第二平衡阈值，则计算确定该低 压配电网支干线路的从总负载信息大的相别切换到总负载信息小的目标相别的支干线路 相别切换信息以及所述总负载信息大的相别与