[發(fā)明專利]一種智能換相開關(guān)、系統(tǒng)、方法及電子設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910734114.1
• 申請(qǐng)日: 2019-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN110445155B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 車仁飛;趙云龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/26
• 分類號(hào): H02J3/26
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種智能換相方法，其特征在于，步驟如下：

(1)主控開關(guān)實(shí)時(shí)采集變壓器出口處A、B、C三相電流值，各換相開關(guān)實(shí)時(shí)采集各自所處相別的電流值；

(2)主控開關(guān)計(jì)算三相電流的不平衡度值，當(dāng)計(jì)算得到的三相電流的不平衡度值超過(guò)所設(shè)置的閾值時(shí)，主控開關(guān)采集各個(gè)換相開關(guān)的電流值，并根據(jù)改進(jìn)差分進(jìn)化算法進(jìn)行換相策略尋優(yōu)；

(3)主控開關(guān)根據(jù)換相尋優(yōu)策略向各個(gè)換相開關(guān)發(fā)出換相指令；

(4)各個(gè)換相開關(guān)依據(jù)主控開關(guān)的換相指令，控制雙向可控硅與磁保持繼電器的開斷，實(shí)現(xiàn)快速換相；

所述步驟(2)中，改進(jìn)差分進(jìn)化算法包括負(fù)荷換相的模型構(gòu)建、模型初始化、變異、交叉和選擇過(guò)程；

以三相電流不平衡度最小與換相次數(shù)最少為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行負(fù)荷換相的模型構(gòu)建；

所述三相電流不平衡度的優(yōu)先級(jí)高于換相次數(shù)的優(yōu)先級(jí)，在三相電流不平衡度和換相次數(shù)無(wú)法達(dá)到最優(yōu)時(shí)，優(yōu)先保證三相電流不平衡度最小；

利用貪婪算法對(duì)建立的負(fù)荷換相模型進(jìn)行模型初始化，具體操作過(guò)程如下：

a)將向量IAX中的每個(gè)元素按照值得大小進(jìn)行降序排序；

b)把排序后的第一個(gè)元素分到A相，第二個(gè)元素分到B相，第三個(gè)元素分到C相，…，第3i+1個(gè)元素分到A相，第3i+2個(gè)元素分到B相，第3i+3個(gè)元素分到C相，重復(fù)分配直到分配完畢，進(jìn)而得到一個(gè)新的PX；經(jīng)過(guò)以上兩個(gè)步驟之后，三相電流的不平衡度UN％達(dá)到盡可能的最優(yōu)值；

c)將所得到的PX與算法之前的PX⁽⁰⁾進(jìn)行比較，按照換相次數(shù)HN最少的原則對(duì)以上步驟得到的PX在三個(gè)相序間進(jìn)行切換；將A、B、C的編號(hào)改變，而不改變其電流值的大小，從而得到最終的PX作為DE的初始值，使得三相不平衡度UN％與換相次數(shù)HN盡可能的達(dá)到最優(yōu)值；

其中，(i＝1,2,3,…,Np)表示為第i個(gè)換相開關(guān)檢測(cè)到的電流的大小；IAX表示所有換相開關(guān)所監(jiān)測(cè)到的電流所組成的1×Np維向量；PX_i表示第i個(gè)換相開關(guān)所在的相別，若在A相則為[1 0 0]，在B相則為[0 1 0]，C相則為[0 0 1]；PX為所有換相開關(guān)所在相別所組成的Np×3維矩陣；

設(shè)換相尋優(yōu)的目標(biāo)函數(shù)為三相電流不平衡度UN％與換相次數(shù)HN最小，則數(shù)學(xué)模型為：

其中，換相次數(shù)HN可由計(jì)算所得的PX與計(jì)算之前的PX⁽⁰⁾進(jìn)行比較得出；

所述步驟(2)中，三相電流的不平衡度的計(jì)算方式為：

δ_I＝(I_max-I_min)/I_av×100％

I_av＝(I_A+I_B+I_C)/3

其中，I_A、I_B、I_C分別是A、B、C三相電流的值，I_max、I_min、I_av分別是三相電流的最大值、最小值與平均值；

所述步驟(2)中，將計(jì)算得到的三相電流的不平衡度值與所設(shè)置的平衡度閾值進(jìn)行比較，超過(guò)閾值時(shí)，不平衡度超限次數(shù)加一，超限次數(shù)達(dá)到次數(shù)閾值時(shí)，主控開關(guān)采集各個(gè)換相開關(guān)的電流值，并根據(jù)改進(jìn)差分進(jìn)化算法進(jìn)行換相策略尋優(yōu)。