一种基于有载换向技术的低压三项负荷平衡控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要设及配电网低压线路=相负荷平衡控制，基于=相负荷平衡算法理 论，实现负荷有载换相，属于控制技术领域。
【背景技术】
[0002] 在S相四线制的城市居民和农村低压配电网中，用户多为单相负荷或单S相负荷 混用，由于负载的不均衡和系统元件参数的不对称，=相间的不平衡电流客观普遍存在。同 时用户负荷不平衡状况的无规律性和不可预知性，导致低压配电网=相负载长期性的不平 衡。GB/T 15543-2008《电能质量S相电压允许不平衡度》明确规定，在正常情况下电网负 序电压的=相不平衡度不大于2%，短时不超过4% ;每个用户在公共连接点引起的负序电 压不平衡度不得超过1. 3 %，短时不超过2. 6 %。=相不平衡将导致旋转电机附加发热和振 动，变压器漏磁增加和局部过热，电网线损增大W及多种保护和自动装置误动等等。据统 计，目前全国有超过85%的低压台区存在不同程度的=相不平衡状况，对此电力部口除了 利用经验尽量合理地分配负荷之外几乎没有行之有效的解决办法，只能采取一些如增大中 性线截面等保护措施W降低=相过度不平衡带来的安全隐患。
[0003] 传统调整=项负荷不平衡的方法是根据《配电变压器台区线路单相负荷分配情况 表》的数据，参照近半年低压台区电量台账，按照先台区末端后分支线路调整台区用户分 布，实现=相负荷平衡。沿线路调整工作量大，效率低；停电影响用户正常用电，造成供电企 业经济损失。
[0004] 针对低压=相不平衡的情况，国内外许多厂家开发了=相不平衡调补装置，均采 用电容器调补原理。该产品种类繁多，其工作原理大同小异。例如有调补装置内装有12台 单相400V的电力电容器，每台电容器在控制终端的控制下，既可W接于相线与相线之间， 也可W接于相线与零线之间；既可实现角形电容全投，也可W星形接法电容全投。每组角形 和星形接法的电容各有5种不同的接法：①电容全投；②电容全不投；③A，B相间投一组； ④B，C相间投一组；⑥A，C相间投一组；该装置内共有2组角形和2组星形接线方式，按照 排列组合的方法共有625种投切方式；并且针对不同容量的配变，电容器组可增加或者减 少电容器组。通过恰当地在相与相之间及各相与零线之间接入不同数量电容器的方法，利 用了负荷的感性特征，实现了在补偿功率因数的同时调整不平衡有功电流的目的，其最终 投入的补偿量与系统实际需要的无功补偿量相同。 阳0化]而相关厂家研发的无功调补装置，由于低压配电网中的感性负载运行工况复杂多 变，使得相对固定的电容器补偿很难达到理想效果，还往往造成无功倒送系统的问题，节能 降损作用不明显。另一方面，传统的SVC中TCR支路采用6脉动接线形式，其线电流中含有 化±1次谐波化为正整数），需要加装滤波装置，增加了成本。若采用目前先进的STATCOM 技术，成本过于高昂，在低压系统采用不合理。第=个方面，调补装置只在安装位置的电源 侧产生效果，而此产品一般安装在配变出线处，具有巨大故障隐患和降损空间的低压线路 则没有效果，因此运种方法存在很大的局限性，不是=相不平衡治理方向研究的发展趋势。
[0006] I.针对S相不平衡治理存在很多技术性和经济型问题：
[0007] 2.低压侧负荷具有随机性和动态性，负载具有明显的不对称性，难W准确预测；
[0008] 3.投切电容器方式补偿=项负荷不平衡，电容器投切频繁，使用寿命短；
[0009] 4. SVC具有恒阻抗性，产生谐波电流，补偿能力有限；先进的SVG结构复杂、成本 高、维修不方便，但两者改善不平衡能力有限，主要用于无功补偿；
[0010] 综上所述，通过无功补偿实现=相负荷平衡较为困难，且经济性不高。而传统调整 负荷平衡方法，已经不能满足当前用户安全可靠用电的需要。如何利用换向装置均衡低压 负荷，实现低压台区=相负荷平衡运行是本专利的主要研究内容。
【发明内容】
[0011] 针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于有载换向技术的低 压配变台区=项负荷平衡控制方法，解决无功调补装置治理=相不平衡的不彻底性，W换 向次数最少为约束条件，利用换向开关装置调整=相线上的负荷分布情况，经济高效的实 现低压侧=相负荷均衡。
[0012] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
[0013] 一种基于有载换向技术的低压=项负荷平衡控制方法，包括：
[0014] (1)读取拓扑结构数据W及负荷数据；W低压台区的一回出线拓扑结构为模型， 采集各监测点的实时运行数据、计量表数据和换向开关的位置；
[0015] (2)计算=相负荷不平衡度；对=相负荷不平衡度进行实时检测，并W计算，能够 精确计算=相四线制系统、=相=线制系统的=相不平衡度。
[0016] (3)判断S相负荷不平衡度是否超出给定值，若超出给定值，则通过均值迭代法计 算出需要调整的负荷，进入步骤（4);否则，则结束，即S相负荷不平衡度达到标准值范围 内；
[0017] (4)判断迭代次数是否大于N，其中N为设定值，迭代次数为负荷开关个数；若不大 于N，则继续通过均值迭代法计算，执行换向命令，将换向开关调整转换为有载换向控制指 令，迭代次数n+1次返回步骤（1);
[0018] 迭代一次，一个换向开关进行一次换向（迭代时不进行换向，迭代结束后换向）， 迭代次数由=相不平衡率决定，当=相不平衡率小于给定值时，停止迭代；迭代次数最大值 为该支路换向开关个数。
[0019] 若大于N，则通过均值迭代法计算出需要调整的负荷，然后多目标优化原则得出需 要动作的换向开关号及换向开关调整的相序，选择最优的相序调整结果，实现=相负荷平 衡。
[0020] 本发明所述的一种低压S项负荷平衡控制方法，包含CIGER推荐的S相不平衡度 计算步骤。其特点为：能够精确计算=相四线制系统、=相=线制系统的=相不平衡度。
[0021] 本发明所述的一种低压=项负荷平衡控制方法，包含基于平均值迭代法构建的 =项负荷平衡模型，其特点为：W换向开关为计算单元，W开关所处相序和所控负荷量为变 量建立计算模型。
[0022] 本发明所述的一种低压=项负荷平衡控制方法，包含平均值迭代算法实现及换向 开关相序调整。其特点为：在有限的迭代次数内，通过计算得出相序调整结果，实现最大化 =相负荷平衡。
[0023] 本发明所述的一种低压=项负荷平衡控制方法，包含选择多目标优化相序调整结 果。其特点为：综合考虑换向次数和=相负荷不平衡度，选择最优的相序调整结果。
[0024] 本发明所述的一种低压=项负荷平衡控制方法，包含将换向开关调整转换为有载 换向控制指令。
[0025] 本发明所述的一种基于有载换向技术的低压=项负荷平衡控制方法具有W下优 点和突出效果：根据低压台区每回出线的拓扑结构建立模型，W出线上换向开关为节点。 [00%] 本发明W配电变压器低压侧每回出线为模型，采集每回出线上换向开关所控负荷 量及开关位置，对=相负荷不平衡度进行实时检测计算，如果=相不平衡度超出给定值，通 过均值迭代法计算出需要调整的负荷，然后多目标优化原则得出需要动作的换向开关号及 换向开关调整的相序，实现=相负荷平衡。该算法充分考虑了开关动作次数、=相不平衡度 等因素，在保证=项负荷不平衡度达到标准值范围内，实现开关动作次数最少、换向成本最 低，同时，实现负荷转移用户不间断供电的要求，即有载换向技术，解决无功调补装置治理 =相不平衡的不彻底性，W换向次数最少为约束条件，利用换向开关装置调整=相线上的 负荷分布情况，经济高效的实现低压侧=相负荷均衡。基于低压=相负荷的分布式、多层次 结构，利用平均值迭代法构建=相负荷不平衡优化模型，通过循环迭代更新A、B、C、=相线 上的负荷分布，实现=相线上负荷平均化。
【附图说明】
[0027] 下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明；
[0028] 图1为本发明的低压台区一回出线的拓扑结构图；
[0029] 图2为本发明的流程图；
[0030] 图3为本发明的本发明的平均值迭代法计算流程图。
【具体实施方式】
[0031] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合
【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0032] 参见图1-图3,本实施例的一种基于有载换向技术的低压=项负荷平衡控制方 法，W配电变压器低压侧每回出线为模型，采集每回出线上换向开关所控负荷量及开关位 置，对=相负荷不平衡度进行实时检测计算，如果=相不平衡度超出给定值，通过均值迭代 法计算出需要调整的负荷，然后多目标优化原则得出需要动作的换向开关号及换向开关调 整的相序，实现=相负荷平衡。该算法充分考虑了开关动作次数、=相不平衡度等因素，在 保证=项负荷不平衡度达到标准值范围内，实现开关动作次数最