[发明专利]一种智能负荷换相的系统级及装置级控制方法

说明书

一种智能负荷换相的系统级及装置级控制方法，属供配电领域。包括采用监控终端和智能换相开关来调整每个台变的三相不平衡度指标；其监控终端采用系统级控制方法来调整每个台变的三相不平衡度指标；其智能换相开关采用装置级控制方法来调整每条线路的三相不平衡度指标。通过对台区三相不平衡度分析，自动计算每相负荷数据，并根据具体数据计算调整三相负荷，实现自动调整的目的；其调整依据不仅仅是三相不平衡度指标，同时考虑电压、无功等指标，使台区处于一个更加稳定、电压合格率更高、功率因数更高的状态。能明显降低台变的运行噪声，提高顾客满意度，有明显的社会效益。可广泛用于电网运行质量的控制和调整领域。

技术领域

本发明属于供配电装置或系统领域，尤其涉及一种用于在电网中平衡负载的控制方法。

背景技术

三相不平衡是电能质量的一个重要指标，虽然影响电力系统的因素有非常的多，但正常性不平衡的情况大多是因为三相的元器件、线路参数或负荷的不对称。三相负荷不平衡将增加台区线损，使配电台区三相负荷不平衡对配电网供电安全、供电质量和经济运行产生不良影响，是配电运行薄弱环节的主要体现之一。

三相负荷不平衡会会增加台区线路损耗、使变压器出力减少、损坏配网设备等一系列危害，所以治理台区三相负荷不平衡作为运维部门的一项重要工作，国家电网公司要求对三相负荷不平衡度超过《配电网运维规程》(Q/GDW 1519-2014)规定的不平衡度，必须通过工程或者技术手段进行台区三相负荷不平衡度治理。

目前三相负荷不平衡治理主要分为两大类，一类是以换相开关为代表的负荷调相法，另一类为以SVG为代表的补偿平衡法。

SVG补偿平法属于就地补偿平衡法，只改变变压器出口电压平衡，而不改变线路负荷的分配状态，线路中的三相负荷不平衡依然严重，又因其自身功耗很大，所以此类方法平衡不仅不会减少台区低压损耗，反而会增加台区低压损耗；再者SVG只改变变压器出口电压平衡，而三相三相负荷分配不均衡，末端电压依然会很低，根本达不到通过三相负荷调整来改善末端低电压的目的。

负荷调相平衡法，从根本上解决了配变台区的单相负荷分配不均衡造成的三相负荷不平衡，通过调整线路末端负荷相位，使配电线路三相负荷平衡，最大可能减少线路压降，提高末端电压，改善线路电能质量；负荷调相平衡法通过调整线路三相负荷平衡，达到变压器三相负荷平衡的目的的同时，降低了线路损耗和变压器损耗，真正做到了节能降损。

图1中，给出了台变低压出线的状况及设置三相负荷平衡自动调整系统的原理示意图(在电力系统中，台区是指一台变压器的供电范围或区域。台变是指该台区中的变压器，简称台变，下同)。

其中，变压器B出线后以四线架空线路的形式传输至用户侧。换相开关2安装在线路分支表箱前端，采用三相四线制输入，单相输出，具备手动、自动切换相线。亦即在三相四线转单相两线的位置，加装一个换相开关，并将三相四线同时引入换相开关，之后由换相开关两线出线。

换相开关内部通过电子转换开关的方式实现用户侧单相电接入三相的调整功能。

在换相开关内带有检测装置，用以检测换相开关所带负荷的电压、电流情况。

换相开关同时监测相线电压和表箱电源的电流及漏电信息，内置无线通讯接口和电力线载波接口，把监测信号上传到监控终端1。

换相开关将这些数据上传至监控终端后，再加上台区侧检测的变压器分支路三相电流值，监控终端就可以分析台区分支路三相负荷的不平衡情况，并根据不平衡程度和设定的调整目标对换相开关下达指令，使换相开关完成负荷接入相位的自动切换工作，以达到台区三相负荷平衡的目的。

在实际工作中，监控终端如何通过系统级及装置级的控制方法来对换相开关下达指令，使换相开关完成负荷接入相位的自动切换工作，是影响整个台区配电线路三相负荷平衡和降低线路损耗及变压器损耗的关键。

发明内容