一種基于有載換向技術(shù)的低壓三項(xiàng)負(fù)荷平衡控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明主要設(shè)及配電網(wǎng)低壓線路=相負(fù)荷平衡控制，基于=相負(fù)荷平衡算法理 論，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷有載換相，屬于控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在S相四線制的城市居民和農(nóng)村低壓配電網(wǎng)中，用戶多為單相負(fù)荷或單S相負(fù)荷 混用，由于負(fù)載的不均衡和系統(tǒng)元件參數(shù)的不對稱，=相間的不平衡電流客觀普遍存在。同 時(shí)用戶負(fù)荷不平衡狀況的無規(guī)律性和不可預(yù)知性，導(dǎo)致低壓配電網(wǎng)=相負(fù)載長期性的不平 衡。GB/T 15543-2008《電能質(zhì)量S相電壓允許不平衡度》明確規(guī)定，在正常情況下電網(wǎng)負(fù) 序電壓的=相不平衡度不大于2%，短時(shí)不超過4% ;每個(gè)用戶在公共連接點(diǎn)引起的負(fù)序電 壓不平衡度不得超過1. 3 %，短時(shí)不超過2. 6 %。=相不平衡將導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)電機(jī)附加發(fā)熱和振 動，變壓器漏磁增加和局部過熱，電網(wǎng)線損增大W及多種保護(hù)和自動裝置誤動等等。據(jù)統(tǒng) 計(jì)，目前全國有超過85%的低壓臺區(qū)存在不同程度的=相不平衡狀況，對此電力部口除了 利用經(jīng)驗(yàn)盡量合理地分配負(fù)荷之外幾乎沒有行之有效的解決辦法，只能采取一些如增大中 性線截面等保護(hù)措施W降低=相過度不平衡帶來的安全隱患。
[0003] 傳統(tǒng)調(diào)整=項(xiàng)負(fù)荷不平衡的方法是根據(jù)《配電變壓器臺區(qū)線路單相負(fù)荷分配情況 表》的數(shù)據(jù)，參照近半年低壓臺區(qū)電量臺賬，按照先臺區(qū)末端后分支線路調(diào)整臺區(qū)用戶分 布，實(shí)現(xiàn)=相負(fù)荷平衡。沿線路調(diào)整工作量大，效率低；停電影響用戶正常用電，造成供電企 業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。
[0004] 針對低壓=相不平衡的情況，國內(nèi)外許多廠家開發(fā)了=相不平衡調(diào)補(bǔ)裝置，均采 用電容器調(diào)補(bǔ)原理。該產(chǎn)品種類繁多，其工作原理大同小異。例如有調(diào)補(bǔ)裝置內(nèi)裝有12臺 單相400V的電力電容器，每臺電容器在控制終端的控制下，既可W接于相線與相線之間， 也可W接于相線與零線之間；既可實(shí)現(xiàn)角形電容全投，也可W星形接法電容全投。每組角形 和星形接法的電容各有5種不同的接法：①電容全投；②電容全不投；③A，B相間投一組； ④B，C相間投一組；⑥A，C相間投一組；該裝置內(nèi)共有2組角形和2組星形接線方式，按照 排列組合的方法共有625種投切方式；并且針對不同容量的配變，電容器組可增加或者減 少電容器組。通過恰當(dāng)?shù)卦谙嗯c相之間及各相與零線之間接入不同數(shù)量電容器的方法，利 用了負(fù)荷的感性特征，實(shí)現(xiàn)了在補(bǔ)償功率因數(shù)的同時(shí)調(diào)整不平衡有功電流的目的，其最終 投入的補(bǔ)償量與系統(tǒng)實(shí)際需要的無功補(bǔ)償量相同。 陽0化]而相關(guān)廠家研發(fā)的無功調(diào)補(bǔ)裝置，由于低壓配電網(wǎng)中的感性負(fù)載運(yùn)行工況復(fù)雜多 變，使得相對固定的電容器補(bǔ)償很難達(dá)到理想效果，還往往造成無功倒送系統(tǒng)的問題，節(jié)能 降損作用不明顯。另一方面，傳統(tǒng)的SVC中TCR支路采用6脈動接線形式，其線電流中含有 化±1次諧波化為正整數(shù)），需要加裝濾波裝置，增加了成本。若采用目前先進(jìn)的STATCOM 技術(shù)，成本過于高昂，在低壓系統(tǒng)采用不合理。第=個(gè)方面，調(diào)補(bǔ)裝置只在安裝位置的電源 側(cè)產(chǎn)生效果，而此產(chǎn)品一般安裝在配變出線處，具有巨大故障隱患和降損空間的低壓線路 則沒有效果，因此運(yùn)種方法存在很大的局限性，不是=相不平衡治理方向研究的發(fā)展趨勢。
[0006] I.針對S相不平衡治理存在很多技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)型問題：
[0007] 2.低壓側(cè)負(fù)荷具有隨機(jī)性和動態(tài)性，負(fù)載具有明顯的不對稱性，難W準(zhǔn)確預(yù)測；
[0008] 3.投切電容器方式補(bǔ)償=項(xiàng)負(fù)荷不平衡，電容器投切頻繁，使用壽命短；
[0009] 4. SVC具有恒阻抗性，產(chǎn)生諧波電流，補(bǔ)償能力有限；先進(jìn)的SVG結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本 高、維修不方便，但兩者改善不平衡能力有限，主要用于無功補(bǔ)償；
[0010] 綜上所述，通過無功補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)=相負(fù)荷平衡較為困難，且經(jīng)濟(jì)性不高。而傳統(tǒng)調(diào)整 負(fù)荷平衡方法，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前用戶安全可靠用電的需要。如何利用換向裝置均衡低壓 負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)低壓臺區(qū)=相負(fù)荷平衡運(yùn)行是本專利的主要研究內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種基于有載換向技術(shù)的低 壓配變臺區(qū)=項(xiàng)負(fù)荷平衡控制方法，解決無功調(diào)補(bǔ)裝置治理=相不平衡的不徹底性，W換 向次數(shù)最少為約束條件，利用換向開關(guān)裝置調(diào)整=相線上的負(fù)荷分布情況，經(jīng)濟(jì)高效的實(shí) 現(xiàn)低壓側(cè)=相負(fù)荷均衡。
[0012] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0013] 一種基于有載換向技術(shù)的低壓=項(xiàng)負(fù)荷平衡控制方法，包括：
[0014] (1)讀取拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)W及負(fù)荷數(shù)據(jù)；W低壓臺區(qū)的一回出線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為模型， 采集各監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、計(jì)量表數(shù)據(jù)和換向開關(guān)的位置；
[0015] (2)計(jì)算=相負(fù)荷不平衡度；對=相負(fù)荷不平衡度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并W計(jì)算，能夠 精確計(jì)算=相四線制系統(tǒng)、=相=線制系統(tǒng)的=相不平衡度。
[0016] (3)判斷S相負(fù)荷不平衡度是否超出給定值，若超出給定值，則通過均值迭代法計(jì) 算出需要調(diào)整的負(fù)荷，進(jìn)入步驟（4);否則，則結(jié)束，即S相負(fù)荷不平衡度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值范圍 內(nèi)；
[0017] (4)判斷迭代次數(shù)是否大于N，其中N為設(shè)定值，迭代次數(shù)為負(fù)荷開關(guān)個(gè)數(shù)；若不大 于N，則繼續(xù)通過均值迭代法計(jì)算，執(zhí)行換向命令，將換向開關(guān)調(diào)整轉(zhuǎn)換為有載換向控制指 令，迭代次數(shù)n+1次返回步驟（1);
[0018] 迭代一次，一個(gè)換向開關(guān)進(jìn)行一次換向（迭代時(shí)不進(jìn)行換向，迭代結(jié)束后換向）， 迭代次數(shù)由=相不平衡率決定，當(dāng)=相不平衡率小于給定值時(shí)，停止迭代；迭代次數(shù)最大值 為該支路換向開關(guān)個(gè)數(shù)。
[0019] 若大于N，則通過均值迭代法計(jì)算出需要調(diào)整的負(fù)荷，然后多目標(biāo)優(yōu)化原則得出需 要動作的換向開關(guān)號及換向開關(guān)調(diào)整的相序，選擇最優(yōu)的相序調(diào)整結(jié)果，實(shí)現(xiàn)=相負(fù)荷平 衡。
[0020] 本發(fā)明所述的一種低壓S項(xiàng)負(fù)荷平衡控制方法，包含CIGER推薦的S相不平衡度 計(jì)算步驟。其特點(diǎn)為：能夠精確計(jì)算=相四線制系統(tǒng)、=相=線制系統(tǒng)的=相不平衡度。
[0021] 本發(fā)明所述的一種低壓=項(xiàng)負(fù)荷平衡控制方法，包含基于平均值迭代法構(gòu)建的 =項(xiàng)負(fù)荷平衡模型，其特點(diǎn)為：W換向開關(guān)為計(jì)算單元，W開關(guān)所處相序和所控負(fù)荷量為變 量建立計(jì)算模型。
[0022] 本發(fā)明所述的一種低壓=項(xiàng)負(fù)荷平衡控制方法，包含平均值迭代算法實(shí)現(xiàn)及換向 開關(guān)相序調(diào)整。其特點(diǎn)為：在有限的迭代次數(shù)內(nèi)，通過計(jì)算得出相序調(diào)整結(jié)果，實(shí)現(xiàn)最大化 =相負(fù)荷平衡。
[0023] 本發(fā)明所述的一種低壓=項(xiàng)負(fù)荷平衡控制方法，包含選擇多目標(biāo)優(yōu)化相序調(diào)整結(jié) 果。其特點(diǎn)為：綜合考慮換向次數(shù)和=相負(fù)荷不平衡度，選擇最優(yōu)的相序調(diào)整結(jié)果。
[0024] 本發(fā)明所述的一種低壓=項(xiàng)負(fù)荷平衡控制方法，包含將換向開關(guān)調(diào)整轉(zhuǎn)換為有載 換向控制指令。
[0025] 本發(fā)明所述的一種基于有載換向技術(shù)的低壓=項(xiàng)負(fù)荷平衡控制方法具有W下優(yōu) 點(diǎn)和突出效果：根據(jù)低壓臺區(qū)每回出線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立模型，W出線上換向開關(guān)為節(jié)點(diǎn)。 [00%] 本發(fā)明W配電變壓器低壓側(cè)每回出線為模型，采集每回出線上換向開關(guān)所控負(fù)荷 量及開關(guān)位置，對=相負(fù)荷不平衡度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測計(jì)算，如果=相不平衡度超出給定值，通 過均值迭代法計(jì)算出需要調(diào)整的負(fù)荷，然后多目標(biāo)優(yōu)化原則得出需要動作的換向開關(guān)號及 換向開關(guān)調(diào)整的相序，實(shí)現(xiàn)=相負(fù)荷平衡。該算法充分考慮了開關(guān)動作次數(shù)、=相不平衡度 等因素，在保證=項(xiàng)負(fù)荷不平衡度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)動作次數(shù)最少、換向成本最 低，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移用戶不間斷供電的要求，即有載換向技術(shù)，解決無功調(diào)補(bǔ)裝置治理 =相不平衡的不徹底性，W換向次數(shù)最少為約束條件，利用換向開關(guān)裝置調(diào)整=相線上的 負(fù)荷分布情況，經(jīng)濟(jì)高效的實(shí)現(xiàn)低壓側(cè)=相負(fù)荷均衡?；诘蛪?相負(fù)荷的分布式、多層次 結(jié)構(gòu)，利用平均值迭代法構(gòu)建=相負(fù)荷不平衡優(yōu)化模型，通過循環(huán)迭代更新A、B、C、=相線 上的負(fù)荷分布，實(shí)現(xiàn)=相線上負(fù)荷平均化。
【附圖說明】
[0027] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來詳細(xì)說明本發(fā)明；
[0028] 圖1為本發(fā)明的低壓臺區(qū)一回出線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0029] 圖2為本發(fā)明的流程圖；
[0030] 圖3為本發(fā)明的本發(fā)明的平均值迭代法計(jì)算流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合
【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0032] 參見圖1-圖3,本實(shí)施例的一種基于有載換向技術(shù)的低壓=項(xiàng)負(fù)荷平衡控制方 法，W配電變壓器低壓側(cè)每回出線為模型，采集每回出線上換向開關(guān)所控負(fù)荷量及開關(guān)位 置，對=相負(fù)荷不平衡度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測計(jì)算，如果=相不平衡度超出給定值，通過均值迭代 法計(jì)算出需要調(diào)整的負(fù)荷，然后多目標(biāo)優(yōu)化原則得出需要動作的換向開關(guān)號及換向開關(guān)調(diào) 整的相序，實(shí)現(xiàn)=相負(fù)荷平衡。該算法充分考慮了開關(guān)動作次數(shù)、=相不平衡度等因素，在 保證=項(xiàng)負(fù)荷不平衡度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)動作次數(shù)最