一种三相不平衡换相系统的制作方法

本发明属于三相不平衡换相，具体涉及一种三相不平衡换相系统。

背景技术：

1、随着电力工业的飞速发展和社会的持续进步，人们对电能的需求力度也越来越大，对电能质量的需求也越来越高。同时，由于电网中非线性、不平衡、冲击性负载的大量使用，也带来了许多的电能质量问题。其中，三相不平衡尤其是用电环节的三相电流不平衡在电能质量指标中占有重大地位，成为学者们的研究重点。

2、我国配电网主要的供电方式为三相四线制，对于居民用电，80％以上的负荷都是单相负荷，当其中的某一用户突然负荷增加或者减少时，三相不平衡度就会增加，如果不平衡度在不断地增大并且超过不平衡标准，会损害配电网的相关设备，轻微的三相不平衡对电力系统危害不是很大，但是严重的三相不平衡危害很大，主要体现在增加变压器损耗及温升、减少变压器出力、损害用电设备及增加线路损耗等方面，在正常运行时造成重大的能量损失，同时因为三相不平衡引起设备寿命缩短甚至损坏造成系统事故，对电力系统构成重大危害。因此，三相不平衡治理的研究可以降低配电网的线路损耗、增加变压器和其他设备因过热而减少的使用寿命，保障设备的正常运行，人民的生活和财产安全能够得到保障。

3、目前国内普遍采用前期收集用户负荷数据，对超过三相不平衡限制的负荷端，采用人工换相的方式来降低三相不平衡度。人工换相在无需增加设备的情况下，治理线路和配网的三相不平衡，但在换相过程中，用户会暂时停电。停电的时间和维修的难度和技术人员的技术有很大的关联，而且人工工作量大，这会让供电企业承担很大的安全风险，因此人工换相已经满足不了电网的发展需求。

技术实现思路

1、本发明提供一种三相不平衡换相系统，用以解决现有技术中存在的问题。

2、一种三相不平衡换相系统，包括换相控制总模块以及多个设置于用户负荷端的换相控制终端；

3、所述换相控制总模块分别与多个设置于用户负荷端的换相控制终端无线通信连接；

4、所述换相控制总模块用于，获取三相电流以及各个换相控制终端的工作状态，根据三相电流以及各个换相控制终端的工作状态，确定三相不平衡状态下的三相换相策略，并以所述三相换相策略为基础，控制用户负荷端的换相控制终端进行换相；

5、所述设置于用户负荷端的换相控制终端用于，向换相控制总模块汇报工作状态，并接收换相控制总模块的控制，从而进行换相。

6、进一步地，获取三相电流以及各个换相控制终端的工作状态，根据三相电流以及各个换相控制终端的工作状态，确定三相不平衡状态下的三相换相策略，并以所述三相换相策略为基础，控制用户负荷端的换相控制终端进行换相，包括：

7、获取三相电流以及接收各个换相控制终端所传输的工作状态；

8、根据三相电流，获取三相不平衡度，并判断该三相不平衡度是否大于预先设定的临界阈值，若是，则根据各个换相控制终端的工作状态，确定三相不平衡状态下的三相换相策略，否则继续监测三相电流；

9、以所述三相换相策略为基础，确定需要换相的目标换相控制终端以及目标换相控制终端所对应的新相序；

10、根据目标换相控制终端所对应的新相序，向目标换相控制终端传输换相指令，以控制需要换相的目标换相控制终端进行换相。

11、进一步地，根据各个换相控制终端的工作状态，确定三相不平衡状态下的三相换相策略，包括：

12、根据各个换相控制终端的工作状态，确定用户负荷端的原始相序编码，所述原始相序编码中每个元素对应一个用户负荷端的相序，所述元素为1、2或者3；当元素为1时，表示用户负荷端的相序为a相；当元素为2时，表示用户负荷端的相序为b相；当元素为3时，表示用户负荷端的相序为c相；

13、随机生成多个换相相序编码，并确定每个换相相序编码的适应度值，将适应度值最大的换相相序编码作为全局最优值；

14、采用智能优化算法对全局最优值进行更新，直至满足结束条件，则输出全局最优值作为最终相序编码；

15、根据原始相序编码以及最终相序编码，确定三相不平衡状态下的三相换相策略。

16、进一步地，随机生成多个换相相序编码，并确定每个换相相序编码的适应度值，将适应度值最大的换相相序编码作为全局最优值，包括：

17、随机生成多个换相相序编码；

18、获取每个换相相序编码所对应的三相电流不平衡度以及换相开关动作数；

19、确定三相电流不平衡度的负值作为第一适应度值，将换相开关动作数的负值作为第二适应度值；

20、确定第一适应度值最大的换相相序编码为第一候选编码，并判断第一候选编码的第二适应度值是否最大，若是，则将第一候选编码作为全局最优值，否则确定第二适应度值最大的换相相序编码为第二候选编码；

21、根据第一候选编码以及第二候选编码，采用轮盘赌机制随机确定出全局最优值。

22、进一步地，三相电流不平衡度为：

23、

24、其中，δiabc表示三相电流不平衡度，imax表示a相电流、b相电流以及c相电流中的最大值，imin表示a相电流、b相电流以及c相电流中的最小值。

25、进一步地，换相开关动作数获取方法为：将换相相序编码与原始相序编码进行比较，确定两者之间元素数值不同的位置总数，将该位置总数作为换相开关动作数。

26、进一步地，采用智能优化算法对全局最优值进行更新，直至满足结束条件，则输出全局最优值作为最终相序编码，包括：

27、a1、针对每个换相相序编码，确定每个换相相序编码的更新值，并根据更新值对换相相序编码进行更新，获取更新后的换相相序编码；

28、a2、确定更新后的换相相序编码对应的适应度值是否大于全局最优值的适应度值，若是，则采用适应度值更大的换相相序编码对全局最优值进行更新，否则进入步骤a3；

29、a3、判断是否超过n次全局最优值未被更新，若是，则输出该全局最优值作为最终相序编码，否则返回步骤a1。

30、进一步地，针对每个换相相序编码，确定每个换相相序编码的更新值，并根据更新值对换相相序编码进行更新，获取更新后的换相相序编码，包括：

31、针对每个换相相序编码，确定每个换相相序编码的更新值为：

32、

33、其中，vit-1表示第t-1次更新过程中第i个换相相序编码对应更新值，vit表示第t次更新过程中第i个换相相序编码对应更新值，w表示惯性权重，c1表示第一学习因子，c2表示第二学习因子，表示第t-1次更新过程中第i个换相相序编码，i＝1,2,…,i，i表示所有换相相序编码的总数，rand1表示(0,1)之间的第一随机数，rand2表示(0,1)之间的第二随机数；表示第t-1次更新过程中第i个换相相序编码的历史最优值，即适应度值最大的历史值；表示第t-1次更新过程中的全局最优值；

34、根据更新值对换相相序编码进行更新，得到更新后的换相相序编码为：

35、

36、其中，表示更新后的第i个换相相序编码

37、进一步地，根据更新值对换相相序编码进行更新，获取更新后的换相相序编码之后，包括：对更新后的换相相序编码中每个元素进行取整操作以及越界处理。

38、进一步地，根据原始相序编码以及最终相序编码，确定三相不平衡状态下的三相换相策略，包括：

39、确定原始相序编码与最终相序编码之间元素数值不同的位置，得到目标位置；

40、将原始相序编码中目标位置上的元素作为换相前的相序，将最终相序编码中目标位置上的元素作为换相后的相序，得到三相不平衡状态下的三相换相策略。

41、本发明提供的一种三相不平衡换相系统，通过换相控制总模块可以实时监测是否需要换相，并在需要换相时自动制定三相换相策略，在用户负荷端设置的换相控制终端，能够接收换相控制总模块的控制，从而可以通过换相控制总模块，并根据三相换相策略控制换相控制终端进行换相，减少了换相停电时间以及工作量。