[发明专利]考虑三相不平衡度和动作次数的三相负荷平衡优化方法

说明书

本发明涉及一种考虑三相不平衡度和动作次数的三相负荷平衡优化方法，属于三相负荷平衡优化控制方法。在低压配电台区三相不平衡度的计算中考虑了功率因素的影响，能够更为准确和全面的判断三相不平衡状态，优化控制方法以三相不平衡度和换相开关动作次数最小为多目标函数，并使用粒子群算法求解所建立的优化模型，从而得到智能换相开关组的最优调控方法。有益效果是针对配电台区三相不平衡度的判断标准更为精确和全面，使配电台区三相负荷达到新的平衡状态，以达到改善三相不平衡的目的，能够全面和准确的对配电台区的三相不平衡程度进行判断，在保证三相不平衡改善效果的同时减小换相开关的投切次数，提高了设备经济性。

技术领域

本发明涉及一种三相负荷平衡优化控制方法，特别涉及一种配电台区三相不平衡状态下智能换相开关的优化调控方法，在保证三相不平衡改善效果的同时减小换相开关的投切次数，有效解决低压配电台区的三相不平衡问题。

背景技术

目前随着电力系统不断的升级和发展，用电负荷的类型也逐渐变得更加复杂，同时大功率负荷的接入量也在逐年上升。但由于低压配电台区的负荷多为单相负荷，且用户对负荷的投切行为具有很大的随机性，这导致A、B、C三相上的负荷很难均匀分配，是造成低压配电台区出现三相负荷不平衡的主要原因。同时，昼夜间的峰谷差和季节性的用电高峰也会造成这一问题。当系统中出现三相负荷不平衡现象时，会对变压器、线路产生严重的不利影响。对于变压器，三相负荷不平衡会导致变压器产生零序电流，导致损耗增加并造成变压器局部过热，严重时会烧毁变压器；对于线路，三相负荷不平衡会导致A、B、C三相电流分配不均匀，由于存在输电线路阻抗不可忽略，会使得某相的电压过高或过低，造成线路上的用电设备不能正常工作或因电压过载导致设备损坏，由于三相电流不平衡，产生的零序电流将通过中性线，产生更多功率损耗。因此，消除三相负荷不平衡对电力系统安全稳定运行和提高电能质量方面有着重要意义。

由于单相用户的分配不平衡和用电不规律性，导致三相电流不平衡(幅值与相位均不平衡)。在实际配电网中，如果仅仅追求更小的电流不平衡度，那么势必带来换相开关的频繁换相，这将增加换相开关的损耗以及设备故障的风险；反之，如果仅仅减少换相次数，那么改善三相不平衡的效果并不显著，没有充分发挥出换相开关的调节作用。

发明内容

本发明提供一种考虑三相不平衡度和动作次数的三相负荷平衡优化方法，目的是治理配电台区的三相负荷不平衡。

本发明采取的技术方案是，包括下列步骤：

(1)三相不平衡度最小；

配电台区安装有一定数量的智能换相开关，主控单元采集台区三相负荷情况并进行三相不平衡度计算，三相电流的不平衡度计算标准只能比较电流幅值判断台区状态，没有考虑负荷功率因素对三相负荷不平衡度的影响，三相不平衡度可表示为：

其中，β_n为三相不平衡度，I_n为第n相的电流有效值，cosθ_n为第n相的负荷功率因素，g_av为定义的三相平均值；

因此，低压配电台区三相不平衡度最小的目标函数为：

ε₁＝min{β_n} (3)

(2)换相开关动作次数最少；

配电台区主要支路上均配备智能换相开关，在保证三相不平衡度最小的同时保证换相开关动作次数最少实现对台区三相不平衡的治理；

换相开关导通相是否切换到A、B、C相其中之一，可用一位二进制进行编码，如某个换相开关导通相为A，则可用1表示，没导通A相用0表示，单个开关投切状态对应的相位序列用一个列向量k表示为：