一种适用于低压配电网的电力负载均衡系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及低压配电网的三相负载均衡技术，尤其涉及一种通过动态调整低压配 电网三相间负载实现低压配电网的三相负载均衡的电力负载均衡系统，本发明属于低压配 电网配电技术领域。
【背景技术】
[0002] 众所周知，低压配电网的配电变压器的负荷一般由三相负荷与单相负荷混合组 成，居民用电均为单相负载，配网比较复杂，尤其大量单相负载接入低压配电网的配电系 统，并且负载大小不同和用电时间不同，所以，低压配电网中的三相间的电流不平衡是客观 存在的，并且这种用电不平衡状况无规律性，事先也无法预知，是一直困扰供电单位的主要 问题之一。低压配电网的三相电流负载不平衡，随之造成不少故障，如在用电高峰期变压器 单相负载过大而导致烧坏，单相负载过大导致三相过度的不平衡、零线故障增加、大片区域 性"群烧"现象时有发生，因此，解决低压配网三相不平衡问题势在必行、尤为重要。三相四 线制供电系统中三相负荷的分配不均匀，负荷的使用不同步、随机性大，造成了配电变压器 时刻处在三相负载不平衡运行状态。这不仅增加线路损耗和配变损耗，还会造成线路三相 电压的不平衡，而三相负载不平衡运行对低压配电网有很大影响，如对电能质量和供电质 量有着严重的影响，同时也会加快配变设施老化，减少配电变压器的出力等。
[0003] 国、内外对低压配电网三相负载不平衡的问题均进行了深入的研宄。如国外使用 先进电子技术把不平衡的三相电流经过交流一直流一交流的一系列变换，然后得到稳压， 稳频、稳相的交流电，相当于一台三相电动机拖动一台三相发电机，虽然可消除相应电网的 不平衡电流，但成本高、价格昂贵，谐波污染比较严重，目前还仅适用于某些特殊小范围。在 国内有用单相电容器分相无功补偿系统对负载进行补偿，可以将无功电流部分补偿掉，而 对于不对称的有功电流部分却无能为力，有时可以使三相电流的向量不对称，零线上仍有 相当的电流流过，又因单相负载变化随机性很大，中性点位移仍然突出，效果不够理想。因 此供电部门只能采用人工分线的方式进行负载调整，并影响正常供电。亟需开发一种可以 动态调整低压配电网三相间负载实现低压配电网的三相负载均衡的电力负载均衡系统将 低压配电网的三相负载不平衡度控制在合格范围内。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的诸多缺点和不足，本发明目的把总负载信息大的相别上的 用电终端的负载切换到总负载信息小的相别上，以使接入低压配电网的用电终端的负载尽 可能均匀地分配在低压配电网的三相线上，实现低压配电网的三相负载平衡，有效降低线 损，改善供电质量。用电终端的负载从一相别上转移到另一相别上的过程中，持续供电，使 用电设备在相别切换过程中，不间断连续运转。
[0005] 为了实现上述的目的，本发明的技术方案是提供一种适用于低压配电网的电力负 载均衡系统，其设计要点在于：
[0006] 包括用于向用电终端输送电力的换相装置和用于控制低压配电网三相负载平衡 的控制主站，换相装置和控制主站间通过通信信道进行通信连接，用于实现换相装置和控 制主站之间的数据传输；
[0007] 换相装置，其三相输入端用于和低压配电网的三相线分别电连接，单相输出端用 于和用电终端电连接，换相装置用于实现用电终端接入低压配电网的接入相别的切换操 作，并将用电终端的负载信息发送到控制主站，及接收控制主站发送的相别切换信息；
[0008] 控制主站根据所接收的用电终端的负载信息进行计算处理，产生需要进行相别切 换的用电终端和该用电终端的接入低压配电网的接入相别从当前相别切换到目标相别的 相别切换信息，以使低压配电网的三相负载平衡，并把所述相别切换信息发送到与其相对 应的用电终端的换相装置；
[0009] 换相装置根据所接收的相别切换信息将用电终端接入低压配电网的接入相别由 当前相别切换到所述相别切换信息的目标相别。
[001 0] 在应用中，本发明还有如下进一步优选的技术方案。
[0011] 进一步地，所述"控制主站根据所接收的用电终端的负载信息进行计算处理"中的 "计算处理"具体包括：
[0012] 相负载计算，根据所述用电终端的负载信息计算低压配电网的每一相的相总负载 信息和低压配电网的三相负载不平衡度；
[0013] 相别切换信息，若低压配电网的三相负载不平衡度大于平衡阈值，则计算确定从 总负载信息大的相别切换到总负载信息小的目标相别的相别切换信息以及所述总负载信 息大的相别与总负载信息小的相别之间需要调整的负载信息的调整量值；
[0014] 用电终端确定，在所述总负载信息大的相别上的用电终端中选择需要进行相别切 换的用电终端，所选择的用电终端的负载信息之和与所述调整量值相当，以使低压配电网 的三相负载不平衡度小于平衡阈值。
[0015] 进一步地，所述相别切换信息步，具体包括：
[0016] 若低压配电网的三相负载不平衡度大于平衡阈值，则计算确定从总负载信息大的 相别切换到总负载信息小的目标相别的相别切换信息以及所述总负载信息大的相别与总 负载信息小的相别之间需要调整的负载信息的调整量值；所述相别切换信息指由总负载信 息大于相平均总负载信息的相别切换到总负载信息小于相平均总负载信息的目标相别，调 整量值为相平均总负载信息与所述相别切换信息的总负载信息小的相别的总负载信息的 差值及所述相别切换信息的总负载信息大的相别的总负载信息与相平均总负载信息的差 值中的最小值。
[0017] 进一步地，所述用电终端确定步，具体还包括：
[0018] 用电终端排序子步，根据用电终端的负载信息对所述相别切换信息的总负载信息 大的相别上的用电终端进行排序；
[0019] 用电终端选择子步，按序选择用电终端，使所选择的用电终端的负载信息之和与 所述调整量值相当，以使低压配电网的三相负载不平衡度小于平衡阈值，且所选择的用电 终端的数量较小。
[0020] 进一步地，在所述相负载计算步之前还包括如下预处理操作：
[0021] 多个负载信息大的用电终端若集中接入低压配电网的其中一相或二相，则计算确 定从该相别切换到目标相别的相别切换信息和连接在该相别上的需要相别切换的负载信 息大的用电终端，以使负载信息大的用电终端均匀分配在低压配电网的每一相。
[0022] 进一步地，所述换相装置包括：。
[0023] 采集模块，采集用电终端连接的该换相装置单相输出端输出的负载信息；
[0024] 处理模块，用于将所采集的负载信息进行处理后通过通信模块发送到控制主站， 执行所接收的来自控制主站的相别切换信息，操纵换相模块将该用电终端接入低压配电网 的接入相别由当前相别切换到相别切换信息所对应的目标相别；
[0025] 换相模块，内置三组固态开关，任意时刻至多有且只有一组固态开关导通，用于实 现用电终端接入低压配电网的接入相别的切换操作，三组固态开关的一端分别和三个输入 端电连接，另一端和单相输出端电连接；
[0026] 通信模块，用于换相装置和控制主站之间的数据传输，用于接收控制主站发送的 相别切换信息，发送该用电终端的负载信息到控制主站。
[0027] 进一步地，所述控制主站包括：
[0028] 存储模块，用于存储所接收的各个换相装置发送的用电终端的负载信息；
[0029] 处理模块，根据存储的各个用电终端的负载信息计算得到该低压配电网的每一相 的总负载信息及三相负载不平衡度；若该低压配电网的三相负载不平衡，则根据负载平衡 策略计算得到从总负载信息大的相别切换到总负载信息小的目标相别的相别切换信息和 所述两相别之间需要调整的负载信息的调整量值，以使低压配电网的三相负载平衡；根据 相别切换信息的总负载信息大的相别上的各个用电终端的负载信息，经计算选择需要进行 相别切换的用电终端，所述用电终端的负载信息之和与所述调整量值相当，以使低压配电 网的三相负载平衡，并把相别切换信息通过通信模块发送到对应的用