[發明專利]一種三相不平衡換相的換相時機確定方法及換相系統

有效

• 申請號: 201910200909.4
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN110008532B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 李黎;蔣逸雯;劉振聲
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/26
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發明涉及一種三相不平衡換相的換相時機確定方法及換相系統，包括：通過約束法，將多目標優化問題轉化為單目標優化模型，結合遺傳算法和模擬退火算法，求出單目標優化模型的最優解集，確定最優解集中最佳解，確定為換相時機，并基于該換相時機確定待投切負荷及其投切順序，以進行投切。本發明將多目標轉變為一個目標，提高計算效率，且通過調整約束條件的斷點來控制生成的當前最優解的數量，具有較強的客觀性。其次，遺傳算法和模擬退火算法的結合，有助于迅速且準確地獲取全局最優解，有效避免因三相不平衡帶來的安全風險，提高電網運行規劃的水平。另外，本發明可針對不同型式、不同容量的變壓器的三相不平衡狀態進行分析，應用范圍廣。

技術領域

本發明涉及電力系統運行規劃技術領域，特別是涉及一種三相不平衡換相的換相時機確定方法及換相系統。

背景技術

我國低壓配電網大多是通過10kV/0.4kV二繞組變壓器以三相四線制向用戶供電，其用電負荷比較復雜，地域較廣且多為單相用電負荷。雖然工作人員會將所有用戶在A、B、C三相上均衡分配，但受用戶接入過程中選相管理執行不嚴格，用戶負荷的隨機性等因素影響，易引起大量配變三相負荷分配不均，發生三相不平衡現象。三相不平衡易增加線損和配電變壓器的有功損耗，影響電動機的功率輸出并造成其繞組溫度升高，導致起動元件保護裝置誤動作，出現超載相開關或變壓器燒毀的風險，影響電網安全穩定運行。

目前，改善三相不平衡的主要手段是三相平衡優化換相，即在某一時刻，通過自動切換用戶的相序，將超載相的負荷換相至負荷較少的相，來改善三相電流不平衡度。然而，三相平衡優化換相主要是利用三相不平衡換相裝置，且大多為通過換相開關在電流過零點時切除負荷，但切除前的電流不平衡度可能過高，并對線路安全運行產生威脅。

發明內容

本發明提供一種三相不平衡換相的換相時機確定方法及換相系統，用以解決現有技術在三相不平衡時僅通過換相開關在電流過零點時切除負荷，換相時機確定過于簡單而容易造成安全隱患的技術問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種三相不平衡換相的換相時機確定方法，包括：

步驟1、基于約束法和配電網對應的多個優化目標函數，構建單目標最優化模型，其包括主要目標函數及其約束條件；

步驟2、基于換相時間x₀，采用遺傳算法，得到換相時間x₁；

步驟3、基于模擬退火算法和所述單目標最優化模型，判斷x₁是否是當前最優解，若是，保存并執行步驟4，若否，根據終止條件，重復執行步驟2或確定x₀為當前最優解并執行步驟4；

步驟4、修改各個所述約束條件的斷點值，形成新的單目標最優化模型，并執行步驟2，直至所述斷點值的修改次數超過預設值；

步驟5、從各個所述當前最優解中確定滿足預設要求的當前最優解，該當前最優解即為換相時機。

本發明的有益效果是：本發明利用約束法，將多目標轉變為一個目標，計算效率高，因而提高換相時機的確定效率，且通過調整約束條件的斷點來控制生成的當前最優解的數量，具有較強的客觀性，增加換相時機的選擇范圍。其次，遺傳算法和模擬退火算法的結合，可以利用遺傳算法，縱覽全局，獲取全局最優解，并可利用模擬退火算法，改變群體適應性，加快收斂速度，有助于迅速且準確地獲取全局最優解，有效避免因三相不平衡帶來的安全風險，提高電網運行規劃的水平。另外，本發明可針對不同型式、不同容量的變壓器的三相不平衡狀態進行分析，不受因變壓器容量不同而其輸出電流不同的影響，應用范圍廣。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做以下改進。

進一步，所述多個優化目標函數包括：最小化電流不平衡度，最小化線路損耗，以及最小化開關的換相次數。