三相负荷不平衡调整方法、装置和配变侧监控设备与流程

1.本申请涉及电力系统控制技术领域，特别是涉及一种三相负荷不平衡调整方法、装置、配变侧监控设备、三相负荷不平衡调整系统以及存储介质。


背景技术：

2.随着电力系统的规模不断扩大，低压配电网中单相负荷的时空分布不平衡和持续的不可控增容，三相负荷不平衡现象在低压配电网运行过程中频繁发生，这将带来许多问题，例如增加变压器和输电线路的损耗、降低了输电线路和开关的使用寿命以及三相电动机使用效率、易导致继电保护和自动装置的误启动、增大变流器的非特征谐波、产生电噪声干扰影响计算机系统正常工作等等。
3.目前，三相负荷不平衡的调整方法有：加强三相负荷不平衡管理和加强负荷控制两类方法。第一类方法采取的主要措施包括培训装表接电工作人员，定期进行三相不平衡电流测试，例如每月至少测量一次负荷，加强供用电管理，确保变压器负荷平衡。第二类方法采取的主要措施包括掌握用户负荷实时情况，对出现的拆迁、移表或者增加用户的情况做到心中有数；结合线路的实际改造情况，进而在一定程度上随电网改造进行合理的设计，在负荷中心使配设置电变压器。上述两类方法可以在一定程度上降低三相不平衡度，但不能及时治理三相不平衡，且三相不平衡度的调整效果不明显。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效调节三相不平衡度的三相负荷不平衡调整方法、装置、配变侧监控设备、三相负荷不平衡调整系统以及计算机可读存储介质。
5.第一方面，提供了一种三相负荷不平衡调整方法，该方法包括：
6.若配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度满足调整条件，则确定目标相线，并判断可换相支路集合是否为空集；可换相支路集合是指负荷支路中需接受换相的负荷支路的集合；
7.若否，则按照支路电流从大到小的顺序从可换相支路集合中选取设定数量的目标负荷支路，计算各目标相线的流经可换相支路总电流，将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线，以生成模拟换相方案，且依据模拟换相方案更新可换相支路集合中的负荷支路，并返回至判断可换相支路集合是否为空集的步骤进行迭代处理，直至可换相支路集合为空集；支路电流是指流经负荷支路的电流；设定数量根据目标相线的数量确定；流经可换相支路总电流是指流经相线所连接的所有需接受模拟换相的负荷支路的支路电流之和；
8.根据迭代处理的过程生成的各个模拟换相方案输出换相指令，换相指令用于指示各个负荷侧监控设备按照各个模拟换相方案对负荷支路进行换相处理。
9.在其中一个实施例中，计算各相线的流经可换相支路总电流的步骤之后还包括：
若至少有一条目标相线不存在对应的流经可换相支路总电流，则将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至流经固定负荷总电流从大到小的顺序所对应的各目标相线，以生成模拟换相方案，且依据模拟换相方案更新可换相支路集合中的负荷支路，并返回至判断可换相支路集合是否为空集的步骤；流经固定负荷总电流是指某一条相线流经固定负荷的总电流。
10.在其中一个实施例中，确定目标相线的步骤包括：若仅存在一条过电流支路，则在各相线中剔除过电流支路所连接的相线，以确定目标相线；过电流支路为支路电流满足预设条件的负荷支路；预设条件为支路电流与其余任一支路电流的商大于预设倍数。
11.在其中一个实施例中，将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至当前流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线的步骤包括：判断任意两条目标负荷支路的支路电流的差的绝对值是否均小于第一阈值且各个目标负荷支路所连接的目标相线不同；若是，则根据各个目标负荷支路当前所连接的目标相线进行模拟换相；若否，则将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至当前流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线。
12.在其中一个实施例中，根据迭代处理的过程生成的各个模拟换相方案输出换相指令的步骤包括：计算模拟换相后的预判三相不平衡度；计算当前三相不平度与预判三相不平衡度的差值；若差值大于第二阈值，则根据迭代处理的过程生成的各个模拟换相方案输出换相指令。
13.在其中一个实施例中，该方法还包括：在输出换相指令后，计算换相后的三相不平衡度；若换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值在预设范围内，则记录换相指令有效；否则，记录换相指令无效。
14.第二方面，提供了一种三相负荷不平衡调整装置，该装置包括模拟换相模块和指令输出模块。其中，模拟换相模块用于若配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度满足调整条件，则确定目标相线，并判断可换相支路集合是否为空集；所述可换相支路集合是指负荷支路中需接受换相的所述负荷支路的集合；若否，则按照支路电流从大到小的顺序从可换相支路集合中选取设定数量的目标负荷支路，计算各目标相线的流经可换相支路总电流，将各个所述目标负荷支路按照所述支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至所述流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各所述目标相线，以生成模拟换相方案，且依据所述模拟换相方案更新所述可换相支路集合中的负荷支路，并返回至所述判断所述可换相支路集合是否为空集的步骤进行迭代处理，直至所述可换相支路集合为空集；所述支路电流是指流经所述负荷支路的电流；所述设定数量根据所述目标相线的数量确定；所述流经可换相支路总电流是指流经相线所连接的所有需接受模拟换相的所述负荷支路的所述支路电流之和；指令输出模块用于根据所述迭代处理的过程生成的各个所述模拟换相方案输出换相指令，所述换相指令用于指示各个负荷侧监控设备按照各个所述模拟换相方案对负荷支路进行换相处理。
15.第三方面，提供了一种配变侧监控设备，该设备包括存储器、处理器和采集装置；其中，存储器存储有计算机程序，采集装置用于采集配电压变压器出线侧各相线的相电流和各相线的流经固定负荷支路总电流；处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
16.第四方面，提供了一种三相负荷不平衡调整系统，该系统包括后台主站、多个负荷侧监控设备以及如设备实施例中的配变侧监控设备；后台主站与对应的配变侧监控设备通信连接；配变侧监控设备与对应的负荷侧监控设备通信连接；后台主站用于控制配变侧监控设备的运行；负荷侧监控设备用于采集各个支路电流，并将各个支路电流发送至配变侧监控设备；负荷侧监控设备还用于接收配变侧监控设备输出的换相指令，并根据换相指令完成换相。
17.第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
18.上述三相负荷不平衡调整方法、装置、配变侧监控设备、三相负荷不平衡调整系统以及计算机可读存储介质，在配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度满足调整条件时，确定目标相线并判断可换相支路集合是否为空集，而后，当可换相支路集合是非空集合时，按照支路电流从大到小的顺序从可换相支路集合中选取设定数量的目标负荷支路，计算各目标相线的流经可换相支路总电流，将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线，以生成模拟换相方案，且依据模拟换相方案更新可换相支路集合中的负荷支路，并返回至判断可换相支路集合是否为空集的步骤进行迭代处理，直至可换相支路集合为空集；从而根据迭代处理的过程生成的各个模拟换相方案输出换相指令；基于此，通过上述三相负荷不平衡调整方法通过输出的换相指令指示可换相支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线，从而及时且有效的调整配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度，提高了配电台区的运行稳定性，降低了配电台区的工作损耗。
附图说明
19.为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为一个实施例中三相负荷不平衡调整方法的流程示意图；
21.图2为一个实施例中各相线相电流有效值曲线图；
22.图3为一个实施例中三相不平衡度曲线图；
23.图4为一个实施例中模拟换相步骤的流程示意图；
24.图5为一个实施例中输出换相指令步骤的流程示意图；
25.图6为一个实施例中三相负荷不平衡调整装置的结构框图；
26.图7为一个实施例中配变侧监控设备的内部结构图；
27.图8为一个实施例中三相负荷不平衡调整系统的结构框图。
具体实施方式
28.为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不
用于限定本申请。
29.在生活实际中，由于断线故障、接地故障、负荷分配不均衡、大功率用电负荷的接入、负荷随机变化等原因将导致电力系统的三相不平衡问题。然而，三相不平衡问题将主要带来以下三类不利影响：第一，对配电台区的影响；当出现三相不平衡现象时，配电台区变压器的负载损耗会显著增加，进而造成变压器绕组、油的发热显著增加，也就造成绝缘老化加快，甚至烧毁变压器绕组；同时，与变压器的负载损耗类似，三相不平衡将产生不平衡电压，加大电压偏移。增大中性线电流，从而增大线路损耗等。第二，对供电企业的影响；当出现三相不平衡现象时，台区内低压配电网损耗大，直接曹成供电企业经济效益的降低。第三，对用户的影响；当出现三相不平衡现象时，轻者影响用电设备的正常使用寿命，严重者甚至导致用电设备的烧毁；同时，也将造成三相电动机效率降低以及容易造成停电等问题。因此，确保电力系统中三相负荷始终处于均衡运行状态显得尤为的重要。
30.目前，三相负荷不平衡的调整方法有：加强三相负荷不平衡管理和加强负荷控制两类方法。第一类方法采取的主要措施包括培训装表接电工作人员，定期进行三相不平衡电流测试，例如每月至少测量一次负荷，加强供用电管理，确保变压器负荷平衡。第二类方法采取的主要措施包括掌握用户负荷实时情况，对出现的拆迁、移表或者增加用户的情况做到心中有数；结合线路的实际改造情况，进而在一定程度上随电网改造进行合理的设计，在负荷中心使配设置电变压器。上述两类方法可以在一定程度上降低三相不平衡度，但不能及时治理三相不平衡，且三相不平衡度的调整效果不明显。
31.为此，本申请实施例提供一种三相负荷不平衡调整方法、装置、监控终端设备、三相负荷不平衡调整系统以及计算机可读存储介质，通过该方法和装置即可及时且有效的治理电力系统中三相不平衡的问题，从而及时且有效的调整配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度，提高了配电台区的运行稳定性，降低了配电台区的工作损耗。
32.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种三相负荷不平衡调整方法，本实施例以该方法应用于配变侧监控设备终端进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括配变侧监控设备终端和服务器的系统，并通过配变侧监控设备终端终端和服务器的交互实现。本实施例中，该方法包括以下步骤：
33.步骤102，若配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度满足调整条件，则确定目标相线，并判断可换相支路集合是否为空集；可换相支路集合是指负荷支路中需接受换相的负荷支路的集合；
34.其中，三相不平衡度是指三相电力系统中三相负荷不平衡的程度，是体现电能质量的一个重要指标。在其中一个实施例中，三相不平衡度可以基于以下表达式计算得到：
[0035][0036]
其中，ε
i
为三相不平衡度；i
a
、i
b
和i
c
分别为a相线、b相线以及c相线的相电流的有效值；min{i
a
,i
b
,i
c
}为i
a
、i
b
和i
c
中的最小值；max{i
a
,i
b
,i
c
}为i
a
、i
b
和i
c
中的最大值。
[0037]
在一个具体示例中，调整条件分别为：第一，配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度超过25％；第二，配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡状态持续超过10分钟；第三，配电变压器出线侧中任一相线的负载率超过20％。通过上述调整条件的设置可以及时的发现配电变压器出线侧出现三相不平衡的问题，提高了三相负荷不平衡调整过程的
便利性。以上仅为具体示例，在实际应用中可以根据需求而灵活设置，在此不进行限制。
[0038]
确定目标相线是指在配电变压器出线侧中三条相线中确定参与三相不平衡调整的相线。例如，若配电变压器出现侧分别有a相线、b相线以及c相线，且确定a相线、b相线以及c相线均参与三相不平衡的调节，则将a相线、b相线以及c相线确定为目标相线。若配电变压器出现侧分别有a相线、b相线以及c相线，且仅确定a相线和c相线均参与三相不平衡的调节，则将a相线和c相线确定为目标相线。
[0039]
在其中一个实施例中，确定目标相线的步骤包括：若仅存在一条过电流支路，则在各相线中剔除过电流支路所连接的相线，以确定目标相线。
[0040]
其中，过电流支路为支路电流满足预设条件的负荷支路。支路电流是指流经负荷支路的电流；预设条件则为支路电流与其余任一支路电流的商大于预设倍数。在一个具体示例中，配电变压器出现侧分别有a相线、b相线以及c相线，同时还存在与上述三条相线相连接的n条负荷支路(例如，l1、l2、
…
、l
i
、
…
、l
n
)。其中，假设负荷支路l
i
与a相线连接，预设倍数为2倍，配电变压器出现侧仅存在负荷支路l
i
的支路电流大于其他n
‑
1条负荷支路中任一负荷支路的支路电流的2倍，则将负荷支路l
i
确定为过电流支路，并将负荷支路l
i
即过电流支路所连接的a相线剔除，从而将b相线和c相线确定为目标相线。以上仅为具体示例，在实际应用中可以根据需求而灵活设置，在此不进行限制。
[0041]
在本实施例中，通过剔除过电流支路所连接的相线从而确定目标相线，也就避免了在三相不平衡调整过程中将需接受换相的负荷支路换相至过电流支路所连接的相线上而出现无效调整的现象，也就进一步的降低了配电变压器出线侧各相线的三相不平衡度，提高了三相负荷不平衡调整方法的效率。
[0042]
可换相支路集合是指负荷支路中需接受换相的负荷支路的集合，所以判断可换相支路集合是否为空集也就是判断可换相支路集合中是否还存在需接收换相的负荷支路的集合。
[0043]
步骤104，若否，则按照支路电流从大到小的顺序从可换相支路集合中选取设定数量的目标负荷支路，计算各目标相线的流经可换相支路总电流，将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线，以生成模拟换相方案，且依据模拟换相方案更新可换相支路集合中的负荷支路，并返回至判断可换相支路集合是否为空集的步骤进行迭代处理，直至可换相支路集合为空集；
[0044]
其中，支路电流是指流经负荷支路的电流；设定数量根据目标相线的数量确定；流经可换相支路总电流是指流经相线所连接的所有需接受模拟换相的负荷支路的支路电流之和；
[0045]
在一个具体示例中，假设配电变压器出现侧分别有a相线、b相线以及c相线均为目标相线即设定数量为3条，同时还存在与上述三条相线相连接且属于可换相支路集合中的10条负荷支路(例如，l1、l2、
…
、l5、
…
、l
10
)；当可换相支路集合为非空集合时，则按照负荷支路l1、l2、
…
、l5、
…
、l
10
对应的支路电流按照从大到小的顺序从可换相支路集合中选取3条目标负荷支路；假设按照支路电流从大到小的顺序从可换相支路集合中选取3条目标负荷支路分别为l1、l5以及l
10
，也就是说l1、l5以及l
10
的支路电流大小关系为i
l1
>i
l5
>i
l10
；经过计算得出a相线、b相线以及c相线流经可换相支路的总电流为i
a
、i
b
、i
c
；假设可换相支路的总电
流的大小关系为i
a
<i
b
<i
c
，则各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线，也就是需要将目标负荷支路l1、l5以及l
10
中支路电流最大的i
l1
对应的负荷支路l1模拟换相至可换相支路的总电流最小的i
a
对应的a相线上，将目标负荷支路l1、l5以及l
10
中支路电流是中间大小的i
l5
对应的负荷支路l5模拟换相至可换相支路的总电流是中间大小的i
b
对应的b相线上,将目标负荷支路l1、l5以及l
10
中支路电流最小的i
l10
对应的负荷支路l
10
模拟换相至可换相支路的总电流最案将已经选取出来进行模拟换相的目标负荷支路l1、l5以及l
10
从10条负荷支路(例如，l1、l2、
…
、l5、
…
、l
10
)中剔除，从而实现更新可换相支路集合中的负荷支路，并返回至步骤102中判断可换相支路集合是否为空集处进行迭代处理，直至可换相支路集合为空集即可换相支路中没有需接受换相的负荷支路。以上仅为具体示例，在实际应用中可以根据需求而灵活设置，在此不进行限制。
[0046]
步骤106，根据迭代处理的过程生成的各个模拟换相方案输出换相指令。
[0047]
其中，换相指令用于指示各个负荷侧监控设备按照各个模拟换相方案对负荷支路进行换相处理。根据步骤104中迭代处理过程中生成的各个模拟换相方案向负荷侧监控设备输出换相指令，负荷侧监控设备接收到换相指令后根据换相指令的指示进行换相处理，以完成三相不平衡的调整。
[0048]
在一个具体示例中，配电变压器出现侧分别有a相线、b相线以及c相线均为目标相线即设定数量为3条，同时还存在与上述三条相线相连接且属于可换相支路集合中的10条负荷支路(例如，l1、l2、
…
、l5、
…
、l
10
)；其中，负荷支路l1与a相线连接且对应的支路电流i
l1
为18a，负荷支路l2与a相线连接且对应的支路电流i
l2
为22a，负荷支路l3与a相线连接且对应的支路电流i
l3
为5a，负荷支路l4与b相线连接且对应的支路电流i
l4
为12a，负荷支路l5与b相线连接且对应的支路电流i
l5
为3a，负荷支路l6与b相线连接且对应的支路电流i
l6
为16a，负荷支路l7与c相线连接且对应的支路电流i
l7
为6a，负荷支路l8与c相线连接且对应的支路电流i
l8
为8a，负荷支路l9与c相线连接且对应的支路电流i
l9
为3a，负荷支路l
10
与c相线连接且对应的支路电流i
l10
为1a；因此，换相前的三相负荷不平衡情况比较严重，需要进行三相负荷不平衡的调整。确定配电变压器出现侧分别有a相线、b相线以及c相线均为目标相线即设定数量为3条，判断可换相支路集合是否为空集；
[0049]
由于目前可换相支路集合中有10条需接受换相的负荷支路，所以可换相支路集合为非空集合，则按照支路电流从大到小的顺序从可换相支路集合中选出3条目标负荷支路分别为负荷支路l2、l1、l6；根据计算得出a相线流经可换相支路的总电流i
a
为45a，b相线流经可换相支路的总电流i
b
为31a，c相线流经可换相支路的总电流i
c
为18a；则将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线，也就是将负荷支路l2模拟换相至a相线上，将负荷支路l1模拟换相至b相线上，将负荷支路l6模拟换相至c相线上，从而生成模拟换相方案，且依据上述模拟换相方案从可换向支路集合中剔除负荷支路l2、负荷支路l1、负荷支路l6以更新可换相支路集合中的负荷支路，从而完成第一轮循环并返回至判断可换相支路集合是否为空集。
[0050]
由于可换相支路集合中从原有的10条负荷支路中剔除3条，所以更新后可换相支路集合中还有7条负荷支路，因此可换相支路集合为非空集合，按照上述方法再次进行迭代处理，则将负荷支路l7模拟换相至a相线上，将负荷支路l8模拟换相至b相线上，将负荷支路
l4模拟换相至c相线上，从而生成模拟换相方案且依据上述模拟换相方案从可换向支路集合中剔除负荷支路l7、负荷支路l8、负荷支路l4以更新可换相支路集合中的负荷支路，从而完成第二轮循环并返回至判断可换相支路集合是否为空集。
[0051]
由于可换相支路集合中从原有的7条负荷支路中剔除3条，所以更新后可换相支路集合中还有4条负荷支路，因此可换相支路集合为非空集合，按照上述方法再次进行迭代处理，则将负荷支路l5模拟换相至a相线上，将负荷支路l3模拟换相至b相线上，将负荷支路l9模拟换相至c相线上，从而生成模拟换相方案且依据上述模拟换相方案从可换向支路集合中剔除负荷支路l5、负荷支路l3、负荷支路l9以更新可换相支路集合中的负荷支路，从而完成第三轮循环并返回至判断可换相支路集合是否为空集。
[0052]
由于可换相支路集合中从原有的4条负荷支路中剔除3条，所以更新后可换相支路集合中还有1条负荷支路，因此可换相支路集合为非空集合，按照上述方法再次进行迭代处理，则将负荷支路l
10
模拟换相至a相线上，从而生成模拟换相方案且依据上述模拟换相方案从可换向支路集合中剔除负荷支路l
10
，从而完成第四轮循环并返回至判断可换相支路集合是否为空集。
[0053]
由于可换相支路集合中从原有的1条负荷支路中剔除1条，所以更新后可换相支路集合为空集，则根据上述四轮迭代处理的过程中生成的各个模拟换相方案输出换相指令。
[0054]
通过psim与vc++联合仿真的方式进行仿真验证。在vc++软件中编写上述三相负荷不平衡调整方法的控制程序，在psim搭建仿真模型并按照上述数据进行方针，得到仿真结果。根据仿真结果显示，根据换相指令进行换相过程中并未对三条相线的电压造成明显影响。如图2所示，在未按照换相指令进行换相前，a相线的相电流的有效值i
a
为55.83a，b相线的相电流的有效值i
b
为41.88a，c相线的相电流的有效值i
c
为28.92a；在按照换相指令进行换相后，a相线的相电流的有效值i
a
变化至44.88a，b相线的相电流的有效值i
b
变化至41.88a，c相线的相电流的有效值i
c
变化至41.88a。如图3所示，三相不平衡度由未按照换相指令进行换相前的32.3％下降为1.59％，下降幅度高达95％。以上仿真结果可以看出上述三相负荷不平衡调整方法输出的换相指令能够三相不平衡度下降明显，能够及时且有效的进行三相不平衡的调整。以上仅为具体示例，在实际应用中可以根据需求而灵活设置，在此不进行限制。
[0055]
基于此，上述三相负荷不平衡调整方法，在配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度满足调整条件时，确定目标相线并判断可换相支路集合是否为空集，而后，当可换相支路集合是非空集合时，按照支路电流从大到小的顺序从可换相支路集合中选取设定数量的目标负荷支路，计算各目标相线的流经可换相支路总电流，将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线，以生成模拟换相方案，且依据模拟换相方案更新可换相支路集合中的负荷支路，并返回至判断可换相支路集合是否为空集的步骤进行迭代处理，直至可换相支路集合为空集；从而根据迭代处理的过程生成的各个模拟换相方案输出换相指令；基于此，通过上述三相负荷不平衡调整方法通过输出的换相指令指示可换相支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线，从而及时且有效的调整配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度，提高了配电台区的运行稳定性，降低了配电台区的工作损耗。
[0056]
在其中一个实施例中，计算各相线的流经可换相支路总电流的步骤之后还包括：若至少有一条目标相线不存在对应的流经可换相支路总电流，则将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至流经固定负荷总电流从大到小的顺序所对应的各目标相线，以生成模拟换相方案，且依据模拟换相方案更新可换相支路集合中的负荷支路，并返回至判断可换相支路集合是否为空集的步骤。
[0057]
其中，流经固定负荷总电流是指某一条相线流经固定负荷的总电流。在其中一个实施例中，某一条相线流经固定负荷总电流等于该相线的相电流减去该相线流经可换相支路总电流。
[0058]
在一个具体示例中，假设配电变压器出现侧分别有a相线、b相线以及c相线均为目标相线即设定数量为3条，同时还存在与上述三条相线相连接且属于可换相支路集合中的10条负荷支路(例如，l1、l2、
…
、l5、
…
、l
10
),按照支路电流从大到小的顺序从可换相支路集合中选取3条目标负荷支路分别为l1、l5以及l
10
，也就是说l1、l5以及l
10
的支路电流大小关系为i
l1
>i
l5
>i
l10
；，a相线、b相线以及c相线流经固定负荷总电流为i
fa
、i
fb
、i
fc
且i
fa
>i
fb
>i
fc
；当计算各相线的流经可换支路总电流之后，若出现a相线、b相线以及c相线中至少有一条相线不存在对应的可换相支路总电流，则各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至流经固定负荷总电流从大到小的顺序所对应的各目标相线，也就是需要将目标负荷支路l1、l5以及l
10
中支路电流最大的i
l1
对应的负荷支路l1模拟换相至流经固定负荷总电流最大的i
fa
对应的a相线上，将目标负荷支路l1、l5以及l
10
中支路电流是中间大小的i
l5
对应的负荷支路l5模拟换相至流经固定负荷总电流为中间大小的i
fb
对应的b相线上,将目标负荷支路l1、l5以及l
10
中支路电流最小的i
l10
对应的负荷支路l
10
模拟换相至流经固定负荷总电流最小的i
fc
对应的c相线上，以生成相应的模拟换相方案；且依据上述模拟换相方案将已经选取出来进行模拟换相的目标负荷支路l1、l5以及l
10
从10条负荷支路(例如，l1、l2、
…
、l5、
…
、l
10
)中剔除，从而实现更新可换相支路集合中的负荷支路，并返回至步骤102中判断可换相支路集合是否为空集处进行迭代处理，直至可换相支路集合为空集即可换相支路中没有需接受换相的负荷支路。以上仅为具体示例，在实际应用中可以根据需求而灵活设置，在此不进行限制。
[0059]
在本实施例中，通过增加在至少有一条目标相线不存在对应的流经可换相支路总电流时对应的模拟换相方案，使得三相负荷不平衡的调整方法适用的范围更广，提高了三相负荷不平衡的调整方法的适用性和便利性。
[0060]
在其中一个实施例中，如图4所示，将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至当前流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线的步骤包括：
[0061]
步骤202，判断任意两条目标负荷支路的支路电流的差的绝对值是否均小于第一阈值且各个目标负荷支路所连接的目标相线不同；
[0062]
步骤204，若是，则根据各个目标负荷支路当前所连接的目标相线进行模拟换相；
[0063]
步骤206，若否，则将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至当前流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线。
[0064]
其中，在一个具体示例中，假设配电变压器出现侧分别有a相线、b相线以及c相线均为目标相线即设定数量为3条，同时还存在与上述三条相线相连接且属于可换相支路集
合中的10条负荷支路(例如，l1、l2、
…
、l5、
…
、l
10
),按照支路电流从大到小的顺序从可换相支路集合中选取3条目标负荷支路分别为l1、l5以及l
10
，也就是说l1、l5以及l
10
的支路电流大小关系为i
l1
>i
l5
>i
l10
；且目标负荷支路l1、l5以及l
10
分别连接a相线、b相线以及c相线；但是i
l1
与i
l5
的差值的绝对值小于第一阈值，i
l5
与i
l10
的差值的绝对值也小于第一阈值，
l1
与i
l10
的差值的绝对值也小于第一阈值；所以上述情况满足任意两条目标负荷支路的支路电流的差的绝对值均小于第一阈值且各个目标负荷支路所连接的目标相线不同，所以根据目标负荷支路l1、l5以及l
10
当前所连接的目标相线a相线、b相线以及c相线进行模拟换相，而不是将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至当前流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线。因此，可以在保证有效进行三相负荷不平衡的调整前提下，避免当目标负荷支路中出现支路电流相近的情况还需要频繁进行换相，降低了换相次数。以上仅为具体示例，在实际应用中可以根据需求而灵活设置，在此不进行限制。
[0065]
在本实施例中，当任意两条目标负荷支路的支路电流的差的绝对值均小于第一阈值且各个目标负荷支路所连接的目标相线不同，则根据各个目标负荷支路当前所连接的目标相线进行模拟换相，也就是保持各个目标负荷支路当前所连接的目标相线不变，从而可以在保证有效进行三相负荷不平衡的调整前提下，避免当目标负荷支路中出现支路电流相近的情况还需要频繁进行换相，降低了换相次数和操作成本，提高了三相负荷不平衡的调整效率。
[0066]
在其中一个实施例中，如图5所示，根据迭代处理的过程生成的各个模拟换相方案输出换相指令的步骤包括：
[0067]
步骤502，计算模拟换相后的预判三相不平衡度。
[0068]
其中，根据模拟换相后的三条相线的相电流的有效值，并基于上述实施例中三相不平衡度的表达式，即可计算得到模拟换相后的预判三相不平衡度。
[0069]
步骤504，计算当前三相不平度与预判三相不平衡度的差值。
[0070]
步骤506，若差值大于第二阈值，则根据迭代处理的过程生成的各个模拟换相方案输出换相指令。
[0071]
当计算得到的当前三相不平度与预判三相不平衡度的差值大于第二阈值时，才根据上述迭代处理的过程生成的各个模拟换相方案输出换相指令。在本实施例中，仅在当前三相不平度与预判三相不平衡度的差值大于第二阈值时，才会根据迭代处理的过程生成的各个模拟换相方案输出换相指令，从而避免了三相负荷不平衡的调整方法中输出的换相指令无法有效的降低三相不平衡度，也就提高了提高了三相负荷不平衡的调整方法的稳定性和效率。
[0072]
在其中一个实施例中，该方法还包括：在输出换相指令后，计算换相后的三相不平衡度；若换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值在预设范围内，则记录换相指令有效；否则，记录换相指令无效。
[0073]
其中，根据换相后的三条相线的相电流的有效值，并基于上述实施例中三相不平衡度的表达式，即可计算得到换相后的三相不平衡度。当换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值在预设范围内，则记录输出的换相指令有效；当换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值不在预设范围内，则记录换相指令无效。因此，通
过比较换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度，即可记录到换相指令是否有效，有利于三相负荷不平衡的调整方法根据历史记录进行进一步的完善或者是基于类似的情况进行相同的换相处理，提高了三相负荷不平衡的调整方法的便利性。
[0074]
应该理解的是，虽然图1、图4和图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1、图4和图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0075]
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种三相负荷不平衡调整装置600，该装置包括模拟换相模块610和指令输出模块620。
[0076]
其中，模拟换相模块610用于若配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度满足调整条件，则确定目标相线，并判断可换相支路集合是否为空集；所述可换相支路集合是指负荷支路中需接受换相的所述负荷支路的集合；若否，则按照支路电流从大到小的顺序从可换相支路集合中选取设定数量的目标负荷支路，计算各目标相线的流经可换相支路总电流，将各个所述目标负荷支路按照所述支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至所述流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各所述目标相线，以生成模拟换相方案，且依据所述模拟换相方案更新所述可换相支路集合中的负荷支路，并返回至所述判断所述可换相支路集合是否为空集的步骤进行迭代处理，直至所述可换相支路集合为空集；所述支路电流是指流经所述负荷支路的电流；所述设定数量根据所述目标相线的数量确定；所述流经可换相支路总电流是指流经相线所连接的所有需接受模拟换相的所述负荷支路的所述支路电流之和。
[0077]
指令输出模块620用于根据所述迭代处理的过程生成的各个所述模拟换相方案输出换相指令，所述换相指令用于指示各个负荷侧监控设备按照各个所述模拟换相方案对负荷支路进行换相处理。
[0078]
在其中一个实施例中，模拟换相模块610还用于若至少有一条目标相线不存在对应的流经可换相支路总电流，则将各个目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至流经固定负荷总电流从大到小的顺序所对应的各目标相线，以生成模拟换相方案，且依据模拟换相方案更新可换相支路集合中的负荷支路，并返回至判断可换相支路集合是否为空集的步骤；流经固定负荷总电流是指某一条相线流经固定负荷的总电流。
[0079]
在其中一个实施例中，模拟换相模块610包括目标相线确定单元；其中，目标相线确定单元用于若仅存在一条过电流支路，则在各相线中剔除过电流支路所连接的相线，以确定目标相线；过电流支路为支路电流满足预设条件的负荷支路；预设条件为支路电流与其余任一支路电流的商大于预设倍数。
[0080]
在其中一个实施例中，模拟换相模块610包括第一判断单元和第一模拟换相单元；其中第一判断单元用于判断任意两条目标负荷支路的支路电流的差的绝对值是否均小于第一阈值且各个目标负荷支路所连接的目标相线不同；若是，第一模拟换相单元则根据各个目标负荷支路当前所连接的目标相线进行模拟换相；若否，第一模拟换相单元则将各个
目标负荷支路按照支路电流从大到小的顺序依次模拟换相至当前流经可换相支路总电流从小到大的顺序所对应的各目标相线。
[0081]
在其中一个实施例中，指令输出模块620包括指令输出单元；其中，指令输出单元用于计算模拟换相后的预判三相不平衡度；指令输出单元还用于计算当前三相不平度与预判三相不平衡度的差值；指令输出单元还用于若差值大于第二阈值，则根据迭代处理的过程生成的各个模拟换相方案输出换相指令。
[0082]
在其中一个实施例中，三相负荷不平衡调整装置600还包括记录模块；其中记录模块用于在输出换相指令后，计算换相后的三相不平衡度；记录模块还用于若换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值在预设范围内，则记录换相指令有效；否则，记录换相指令无效。
[0083]
关于三相负荷不平衡调整装置的具体限定可以参见上文中对于三相负荷不平衡调整方法的限定，在此不再赘述。上述三相负荷不平衡调整装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0084]
在一个实施例中，提供了一种配变侧监控设备，该配变侧监控设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该配变侧监控设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器以及采集输入装置。其中，该配变侧监控设备的处理器用于提供计算和控制能力。该配变侧监控设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该配变侧监控设备的采集装置用于采集配电压变压器出线侧各相线的相电流和各相线的流经固定负荷支路总电流。
[0085]
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的配变侧监控设备的限定，具体的配变侧监控设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0086]
在一个实施例中，提供了一种配变侧监控设备，该设备包括存储器、处理器和采集装置；其中，存储器存储有计算机程序，采集装置用于采集配电压变压器出线侧各相线的相电流和各相线的流经固定负荷支路总电流；处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0087]
在实施例中，配变侧监控设备通过处理器执行上述各个方法实施例中的步骤，并根据所述迭代处理的过程生成的各个所述模拟换相方案输出换相指令，以指示各个负荷侧监控设备按照各个所述模拟换相方案对负荷支路进行换相处理，从而及时且有效的调整配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度，提高了配电台区的运行稳定性，降低了配电台区的工作损耗。其具体实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
[0088]
在一个实施例中，如图8所示，提供了一种三相负荷不平衡调整系统，该系统包括后台主站810、多个负荷侧监控设备820以及如设备实施例中的配变侧监控设备830。其中，后台主站810与对应的配变侧监控设备830通信连接；配变侧监控设备830与对应的负荷侧监控设备820通信连接。
[0089]
在其中一个实施例中，配变侧监控设备830还包括第一通信模块和第二通信模块。
[0090]
其中，第一通信模块用于与后台主站810进行通信连接。配变侧监控设备830可以通过第一通信模块传输采集装置的采集配电压变压器出线侧各相线的相电流和各相线的流经固定负荷支路总电流。在其中一个实施例中，第一通信模块可以是gprs通信模块，也可以是由电学元件构成的电路模块，只要能实现上述功能即可。
[0091]
第二通信模块用于与对应的负荷侧监控设备820进行通信连接。配变侧监控设备830可以通过第二通信模块向负荷侧监控设备820输出换相指令，还可以通过第二通信模块接收负荷侧监控设备820采集的各个支路电流。在其中一个实施例中，第二通信模块可以是zigbee通信模块、载波通信模块、gprs通信模块或者lora通信模块，也可以是由电学元件构成的电路模块，只要能实现上述功能即可。
[0092]
后台主站810可以控制配变侧监控设备830的运行。在其中一个实施例中，后台主站810还可以通过后台主站810的显示屏显示对应负荷侧监控设备820的换相动作和对应配变侧监控设备830的负荷数据、荷载状况以及三相不平衡度等。后台主站还可以上述显示内容发送给移动app，电力系统工作人员可以通过移动app实时了解后台主站发送的对应负荷侧监控设备和配变侧监控设备的相关数据。在其中一个实施例中，后台主站可以但不限于是服务器。
[0093]
负荷侧监控设备820可以采集各个支路电流，并将各个支路电流发送至配变侧监控设备830；负荷侧监控设备820还可以接收配变侧监控设备830输出的换相指令，并根据换相指令完成换相。
[0094]
在其中一个实施例中，负荷侧监控设备820包括第三通信模块、微处理模块、自动换相开关、采集模块。其中，采集模块、第三通信模块和自动换相开关分别与微处理器模块电性连接。
[0095]
采集模块用于连接的各个负荷支路，并采集各个负荷支路对应的支路电流，以将各个支路电流发送至微处理模块。在其中一个实施例中，采集模块连接第三通信模块和自动换相开关，用于通过对连接的各个负荷支路进行电压变换处理后分别向第三通信模块、微处理模块以及自动换相开光模块供电。
[0096]
第三通信模块用于与配变侧监控设备830建立通信连接。在其中一个实施例中，第三通信模块可以是zigbee通信模块、载波通信模块、gprs通信模块或者lora通信模块，也可以是由电学元件构成的电路模块，只要能实现上述功能即可。
[0097]
微处理模块用于接收配变侧监控设备830输出的换相指令，并根据换相指令向自动换相开关输出换相控制信号；微处理模块还用于接收采集模块发送的各个支路电流，并通过第三通信模块将各个支路电流输出至配变侧监控设备830。
[0098]
自动换相开关用于接收微处理模块输出的换相控制信号，还用于在不停电带载的状态下，根据换相控制信号完成换相动作。在其中一个实施例中，自动换相开关还可以配合电力系统工作人员完成手动换相动作。
[0099]
在本实施例中，通过上述三相负荷不平衡调整系统可以及时且有效的调整配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度，提高了配电台区的运行稳定性，降低了配电台区的工作损耗。
[0100]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述
计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0101]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read
‑
only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
[0102]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0103]
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。