CN107359631B - 一种配电网主、支线路三相负载平衡方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种配电网主、支线路三相负载平衡方法及其装置。主线路三相负载不平衡，确定主线路的相别调整对及对应的调整量值；在相别切换对源相别总功率负载大的各条支线路中选择调整支线路，对调整支线路源相别上未向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置作标识，在被标识的换相装置中选择所需换相装置，若被标识的换相装置不足够，再在未被标识的换相装置中选择换相装置；使各调整支线路中所选择的换相装置的功率负载之和与主线路的调整量值相当，将支线路上被选择的换相装置的接入相别切换到目标相别，使主线路及支线路三相负载达到平衡要求。有利减少及避免用户端的内置有磁运动部件的负载装置发生换相震动，产生噪声，并保持稳定地运行。

Description

一种配电网主、支线路三相负载平衡方法及其装置

技术领域

本发明涉及配电网负载平衡技术，尤其涉及一种适用于低压配电网的配电网主、支线路三相负载平衡方法，以及一种适用于实现所述平衡方法的配电网主、支线路三相负载平衡装置，本发明属于低压配电网配电技术领域。

背景技术

低压配电网的负载一般由三相负载与单相负载混合组成，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，配电网的三相不平衡状况无规律性，事先无法预知，导致了配电网三相负载的长期性不平衡。专利号为ZL201510229756.8的中国专利公开了一种用于低压配电网的电力负载均衡系统，如图1所示，其具体地披露了：控制总站根据支干线路的相总负载信息进行运算处理，在保持所述支干线路的三相负载平衡的情况下，确定该支干线路需要相别切换的换相装置，并操纵所确定的换相装置切换相别，使主干线路达到三相负载平衡要求。上述中国专利公开的技术方案在选择换相装置时未考虑其供电的负载装置的负载特性，如负载装置内置有电机等磁运动部件，在相别切换时，供电相位突变，导致磁运动部件发生换相震动，产生噪声，负载装置不能稳定运行。因此，亟需开发一种配电网主、支线路三相负载平衡方法及其平衡的装置，以解决上述技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的诸多缺点和不足，本发明目的是提供一种配电网主、支线路三相负载平衡方法，减少甚至消除换相装置的相别切换对用户端的负载装置稳定运行的产生的不良影响。

本发明的一种实施方式提供一种配电网主、支线路三相负载平衡方法，其设计要点于：

获取配电网的各条支线路各相的相总功率负载；

基于所述各条支线路各相的相总功率负载计算主线路三相负载不平衡度；

当所述主线路三相负载不平衡度大于第一不平衡阈值时，基于所述各条支线路各相的相总功率负载，计算确定主线路的相总功率负载大的源相别、相总功率负载小的目标相别构成的相别调整对，以及相别调整对的源相别向目标相别需要调整功率负载的主线路调整量值；

在所述相别调整对源相别相总功率负载大的各条支线路中的选择需要功率负载调整的调整支线路，及在保持调整支线路三相负载平衡的情况下，确定该调整支线路的支线路调整量值，支线路调整量值之和与主线路调整量值相当；

对调整支线路相别调整对源相别上的未向内置有磁运动部件的负载装置供电的换相装置进行标识；

在保持所述调整支线路的三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值的情况下，基于调整支线路各用户端的总功率负载计算确定在该调整支线路的所述源相别上被标识的换相装置中选择换相装置，若该源相别上被标识的换相装置的功率负载之和不足够，则再在该源相别上余下的未被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，使选择的换相装置的功率负载之和与该调整支线路的支线路调整量值相当；所述第一不平衡阈值小于第二不平衡阈值；使各调整支线路上所选择的换相装置的功率负载之和与主线路调整量值相当，以使主线路三相负载不平衡度小于第一不平衡阈值；

将所述调整支线路上被选择的换相装置的接入相别从所述相别调整对的源相别切换到目标相别。

本实施方式的技术方案，在选择需要相别切换的换相装置时，考虑其供电的负载装置的负载特性，优先选择未向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置，在相别切换时，减少甚至避免了所述负载装置发生换相震动、产生噪声，使其能稳定地运行。

另一实施方式是对上述实施方式的改进，提供一种待接入的换相装置接入支线路的方法：

基于所述待接入的换相装置的第一预设周期功率负载，计算该换相装置最近的第二预设数量第一预设周期功率负载的功率均值；

获取支线路各用户端的包括低功率负载部和高功率负载部的总功率负载；

根据所获取的各用户端的总功率负载，计算确定支线路的相总功率负载小的相别；将待接入的换相装置试接入所确定的相总功率负载小的相别，基于所获取的各用户端的总功率负载及待接入的换相装置的功率均值，计算确定支线路的三相负载不平衡度；当所述三相负载不平衡度大于第二不平衡阈值时，基于所获取的各用户端的总功率负载及待接入的换相装置的功率均值，计算确定从支线路的相总功率负载小的源相别需要将功率负载调整到目标相别的相别试切换对及该相别试切换对的接入调整量值，在所述相别试切换对源相别上选择需要相别试切换的换相装置，所选择的换相装置的功率负载之和与所述接入调整量值相当，以使所述支线路的三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值；

将所选择的换相装置的接入相别从相别试切换对的源相别切换相到目标相别、待接入的换相装置接入所确定的相总功率负载小的相别。

本实施方式的技术方案是根据待接入的换相装置的试接入功率的估算值，确定其接入支线路的目标接入相别，将其接入支线路，不易导致支线路三相负载产生不平衡，在配电网负载平衡控制过程中，需要进行相别切换的换相装置的数量少。

现有技术中的配电网主、支线路三相负载平衡处理，在支线路相总功率负载大的源相别上选择需要相别切换的换相装置，没有考虑换相装置供电的负载装置的负载类型差别，如负载装置内置有电机等磁运动部件，在相别切换时，供电相位突变，磁场方向突变，导致磁运动部件发生换相震动，产生噪声，使负载装置不能稳定运行。待接入的相负装置随机接入支线路的一相，易造成支线路三相负载不平衡，需要相别切换的换相装置的数量多。和现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益的技术效果：

减少相别切换导致负载装置产生换相震动，有利于负载装置稳定运行。配电网主线路三相负载不平衡发生时，确定相别调整对及需要负载调整的支线路，对该支线路的源相别上的未向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置作标识，标识出适合于相别切换操作的换相装置，在保持支线路三相负载平衡情况下，先从源相别上被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，若所有被标识的换相装置的功率负载不足够，再在源相别上余下的未被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，将所选择的换相装置的接入相别切换到相别调整对的目标相别，使配电网主线路三相负载达到平衡要求。在相别切换过程中，最大限度地减少了向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置进行相别切换，甚至所述换相装置可以避免相别切换，有利使内置有磁运动部件的负载装置避免发生换相震动，保持稳定运行，延长使用寿命。

换相装置接入支线路时预先确定目标接入相，支线路三相负载保持平衡，需要相别切换的换相装置的数量少。待接入的换相装置在接入支线路时，基于该换相装置的功率估算值及该支线路各用户端的总功率负载进行试接入计算，确定其需要接入的目标接入相别，以使试接入后的支线路三相负载平衡，将待接入的换相装置接入支线路的目标接入相别，不易破坏支线路三相负载平衡状态。所以，待接入的换相装置接入支线路后，不易导致支线路三相负载产生不平衡，在配电网负载平衡控制过程中，需要进行相别切换的换相装置的数量少，对配电网的谐波干扰影响以及对用户的负载装置稳定运行的不良影响均较小，有利于负载装置稳定地运行。

附图说明

图1现有技术的配电网主、支线路布线的示意图。

图2一种配电网主、支线路三相负载平衡的控制流程图。

图3一种待接入的换相装置接入支线路的控制流程图。

图4一种配电网主、支线路布线的示意图。

图5图4中的一支线路布线的示意图。

图6配电网主、支线路三相负载平衡装置的示意图。

具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的介绍。

配电网电力布线：

配电变压器的低压输出侧采用三相四线制，布线到居民住宅区，用于向居民用户提供电能。所述低压输出侧可理解为配电网、低压配电网，以下统称配电网。所述配电网，如图4所示，包括一条从配电变压器低压侧引出的主线路和m条支线路，分别为支线路1、支线路2、……、支线路m。所述支线路1、支线路2、……、支线路m分别和主线路电连接，用于将主线路输送的电力分别输送到各个供电区，向用户供电。需要说明的，任一条所述支线路还可以连接下一级支线路，该下一级支线路还可连接再下一级支线路……如此一级一级地拓扑。可以理解为图4中所示的“主线路”为从配电变压器低压侧引出，也可以理解为从某一条供电线路(如某条支线路)上引出，如此“主线路”、“支线路”具有更普遍的意义，所述“主线路”不再局限于配电变压器低压侧引出，可以为支线路连接的任一条供电线路。接下来为了表述方便，仅考虑“主线路”上连接多条“支线路”，而“支线路”上不再连接“支线路”的最简单的拓扑情况，如图4所示。

各居民用户(简称用户端)的功率负载被分类为日常低功率负载部和高功率负载部。低功率负载部主要包括日常照明、冰箱、洗衣机、燃气热水器以及燃气灶具等小功率的负载装置的用电，如功率在几十瓦到二三瓦左右的负载装置。低功率负载部直接入配电网支线路的其中一相上，按用户数均匀地接入配电网支线路的三相，各相上所接入的用户的数量基本相等，由于每一户的低功率负载部的功率大小基本上相同，所以低功率负载部的三相负载基本上能达到三相负载平衡要求。高功率负载部包括空调、电磁炉、电阻炉、电热扇、微波炉、电热水器等耗电功率大的负载装置的用电，如功率在500瓦以上的负载装置。高功率负载部通过换相装置和配电网支线路电连接，可理解为高功率负载部和换相装置的一输出端电连接，换相装置的三个输入端分别和配电网支线路的三相线电连接，在任一时刻换相装置只接入配电网支线路的其中一相，即只能从配电网支线路的其中一相取电，向高功率负载部的负载装置输送电能。配电网的一条支线路，如第m条支线路，向多个用户端供电，如图4、图5所示，假设第m条支线路向n个用户端供电，n为大于0的整数，分别标识为用户端m1、用户端m2、……用户端mn-1、用户端mn。每个用户端的低功率负载部直接接入配电网支线路的A、B、C三相上，每相上有n/3个用户端接入；每个用户端的高功率负载部通过换相装置和配电网支线路的A、B、C三相电连接，在任一时刻只接入支线路的其中一相。用户端m1、用户端m2、……用户端mn-1、用户端mn分别对应与配电网支线路m电连接的换相装置m1、换相装置m2、……、换相装置mn-1、换相装置mn(图中未标识)，用户端的高功率负载部的负载装置通过换相装置从支线路上取电。换相装置主要用于接入、断开支线路和相别切换，将功率负载从支线路的一相移到另一相，以及判断换相装置有无向内置有磁运动部件(如电机)的负载装置供电，并作标识，更新负载类型表。支线路上配置有负载监测装置，用于测量该支线路的三相负载情况，以及控制分站，用于控制该支线路的三相负载平衡。支线路负载监测装置与控制分站电连接。所述主线路上设置有负载监测装置，用于测量主线路的三相负载情况，以及控制主站，用于控制主线路的三相负载平衡。所述各支线路的控制分站分别和控制主站通信连接，受控制主站控制。需要说明的是，换相装置向高功率负载部的负载装置输送的功率负载，为了便于表述，本文中均表述为换相装置的功率负载。

配电网主、支线路三相负载平衡方法

现有技术中的配电网主、支线路三相负载平衡处理，在支线路相总功率负载大的源相别选择需要相别切换的换相装置，没有考虑换相装置所供电的负载装置的负载类型的差别，如负载装置内置有电机等磁运动部件，在相别切换时，供电相位突变，磁场方向突变，导致磁运动部件发生换相震动，产生噪声，使得负载装置不能稳定运行。

本实施方式的一种配电网主、支线路三相负载平衡方法，如图2所示，可以很好地解决上述现有技术的问题，基于预设的控制周期，对配电网主、支线路三相负载平衡实施实时控制，使配电网主、支线路三相负载分别达到平衡要求，具体地包括以下步骤：

S1，基于预设的控制周期，获取配电网各条支线路各相的相总功率负载。支线路上配置有负载监测装置，可以通过支线路的负载监测装置获取该支线路每相的相总功率负载及对应相别，还可以从支线路的控制分站获取该支线路三相的相总功率负载及对应相别；主线路上设有负载监测装置，可以通过主线路的负载监测装置采集主线路每相的相总功率负载。相总功率负载可以用电流负载表求，也可以用功率负载表示，文中将不区分功率负载与电流负载。

S2，基于所述各条支线路的各相的相总功率负载计算确定配电网主线路各相的相总功率负载及主线路三相负载不平衡度。根据步骤S1中所获取的各条支线路上的每相的相总功率负载、以及对应的相别，计算确定配电网主线路各相的相总功率负载及主线路三相负载不平衡度。

S3，当所述主线路三相负载不平衡度大于第一不平衡阈值时，基于所述各条支线路的各相的相总功率负载及对应的相别，计算确定主线路的相总功率负载大的源相别、相总功率负载小的目标相别构成的相别调整对，以及相别调整对的源相别向目标相别需要调整功率负载的主线路调整量值，以使主线路的三相负载不平衡度小于第一不平衡阈值。例如，主线路的A相的相总功率负载最大，B相的相总功率负载最小，需要将A相上的部分功率负载转移到B相上，从A相上向B相上转移的功率负载的调整量值为W，可以使主线路三相负载不平衡小于第一不平衡阈值。则主线路的A相和B相构成相别调整对，可标记为相别调整对(A，B)，功率负载从A相向B相需要调整的调整量值为W，称之为主线路调整量值W。所述第一不平衡阈值可以取值为10％，低于配电网平衡要求的国家标准的15％。相别切换对的数量为一个，也有可能有两个，如配电网其中两相别上的多个换相装置同时断开配电网，可理解为换相装置的负载装置被关闭，造成配电网三相负载严重的不平衡，此时，需要将另一相别上的功率负载同时向所述其中两相别调整，形成两个相别切换对。

S4，在所述相别调整对源相别相总功率负载大的各条支线路中的选择需要进行功率负载调整的调整支线路，以及在保持调整支线路三相负载平衡的情况下，确定该调整支线路的从源相别向目标相别需要调整功率负载的支线路调整量值，所述调整支线路的支线路调整量值之和与所述主线路调整量值相当。在调整支线路的选择中，优先从支线路中选择那些支线路相总功率负载最大的相别与相别调整对的源相别相同的支线路。例如，相别调整对(A，B)的源相别为A相，主线路A相的相总功率负载最大，则在各条支线路中选择A相的相总功率负载大的支线路，作为待选的调整支线路。第二不平衡阈值用于评价支线路三相负载是否达到平衡要求，如，可以取值为15％，此为配电网负载平衡的国家标准。保持所述调整支线路的三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值的情况下，对每个调整支线路的三相负载进行计算，确定人A相上向B相上需要调整的调整量值，称之为支线路调整量值，可以取值为使调整支线路的三相保持平衡要求的最大值，以减少所需要的调整支线路的数量。假如共选取了k个调整支线路，则支线路调整量值分别为w1、w2……wk。，所述w1、w2……wk之和与w相当，以使主线路三相负载达到平衡要求。

S5，对调整支线路所述相别调整对源相别上的未向内置有磁运动部件的负载装置供电的换相装置作标识，从源相别上标识出适合于换相操作的换相装置。例如，对调整支线路的相别调整对A相的未向内置有磁运动部件的负载装置供电的换相装置进行标识，如可以用1标示，表示适合于相别切换操作。被标识的换相装置由于其供电的负载装置中无磁运动部件，相别切换不会导致负载装置产生相换震动，发出噪声，使得负载装置仍能稳定地运行，因而，被标识的换相装置最适合于进行换相操作。

S6，获取调整支线路的各用户端的包括低功率负载部和高功率负载部的总功率负载；在保持所述调整支线路的三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值的情况下，基于调整支线路的各用户端的总功率负载计算确定在该调整支线路的所述源相别上被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，若该源相别上被标识的所有换相装置的功率负载之和小于该调整支线路的支线路调整量值，则再在该源相别上余下的未被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，使选择的换相装置的功率负载之和与该调整支线路的支线路调整量值相当；所述第一不平衡阈值小于第二不平衡阈值，主线路具有比支线路更好的三相负载平衡度；使各调整支线路上所选择的换相装置的功率负载之和与主线路调整量值相当，以使主线路三相负载不平衡度小于第一不平衡阈值。

例如，共有m条调整支线路，对于每一条调整支线路，换相装置的选取方法相同，接下来仅以其中某一条调整支线路为例说明如何从该调整支线路中选择需要相别切换的换相装置。如对第k条调整支线路，需要把A相的部分换相装置的接入相别由A相切换到B相，支线路调整量值为wk。当源相别A相上被标识的换相装置的功率负载之和大于或等于该调整支线路的支线路调整量值wk时，在使第k条调整支线路的三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值15％的情况下，在A相上被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，使所选择的换相装置的功率负载之和与第k条调整支线路的支线路调整量值wk相当，如当相对误差小于5％认为相当；当源相别A相上被标识的换相装置的功率负载之和小于该调整支线路的支线路调整量值wk时，在使第k条调整支线路的三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值15％的情况下，先在A相上被标识的换相装置中选择换相装置，即将A相上被标识的换相装置全部被选择，再在A相上的余下的未被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，使两次所选择的换相装置的功率负载之和与第k条调整支线路的支线路调整量值wk相当。以同样的方法，在其余的调整支线路上选择需要相别切换的换相装置。使调整支线路1-调整支线路k上所选择的换相装置的功率负载之和与主线路调整量值w相当，以使主线路三相负载不平衡度小于第一不平衡阈值10％。

S7，将所述调整支线路的被选择的换相装置的接入相别从所述相别调整对的源相别切换到目标相别。

本实施方式的技术方案，在调整支线路的相别调整对源相别上选择需要相别切换的换相装置时，考虑用户端的换相装置有无向内置有磁运动部件的负载装置供电，对调整支线路相别调整对源相别上的未向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置作标识，可以采用1标示，表示优先被选择换相操作。优先从调整支线路上被标识的换相装置中选择需要进行相别切换的换相装置，并将所选择的换相装置的功率负载之和达到所述调整支线路的支线路调整量值，若调整支线路源源相别上被标识的所有换相装置的功率负载之和不能达到所述调整支线路的支线路调整量值，则在调整支线路源源相别上余下的未被标识的换相装置中再选择需要相别切换的换相装置，以使两次所选择的换相装置的功率负载之和达到所述调整支线路的支线路调整量值，将所选择的换相装置的接入相别切换到相别调整对的目标相别，使配电网主、支线路三相负载达到平衡要求。被标识的换相装置未向内置有磁运动部件的负载装置供电，相别切换，供电相位突变，磁场发生突变，但负载装置不会产生物理震动，负载装置仍能稳定地运行；这样可以避免，在相别切换过程中，内置有磁运动部件的负载装置产生换相震动，甚至损坏，有利最大限度地使负载装置能保持稳定地运行。

用户端的高功率负载部的负载装置并不是一直被使用，用户端的高功率负载部的负载装置全部停用后，换相装置的输出功率为0，该用户端的相换相装置将视为从支线路断开。当用户的高功率负载部的负载装置再次被启用时，经换相装置发出接入配电网支线路的接入请求，换相装置接入配电网支线路的其中一相，为了使换相装置接入配电网支线路后不破坏该支线路三相负载的平衡状态，换相装置可以采用如下方法接入配电支线路，如图3所示，具体包括以下步骤。

步骤1，待接入的换相装置发出接入配电网支线路的接入请求。当用户端对高功率负载有需求时，启用高功率的负载装置，该负载装置触发换相装置发出接入配电网支线路的接入请求。基于接入请求，执行以下操作。

步骤2，基于所述待接入的换相装置的第一预设周期功率负载，计算该换相装置最近的第二预设数量第一预设周期功率负载的功率均值，该功率均值作为其试接入功率的估算值。

所述第一预设周期功率负载包括在第一预设周期内换相装置在接入配电网支线路的各取样周期的非0实时功率负载累计值相对于非0功率累计时间的平均值，优选地时间加权平均值。所述第二预设数量第一预设周期功率负载的功率均值包括换相装置在最近记录的第二预设数量个的第一预设周期功率负载的平均值。作为优选地，本实施方式中，所述第一预设周期为1日；所述第二预设数量为5，也可以10，或其它任一大于2的数值。因此，经计算可以得到待接入的换相装置的最近5日的日功率负载的平均值，即5日功率均值，该5日功率均值作为该待接入的换相装置的试接入功率的估算值。

步骤3，获取所述支线路的各用户端的包括低功率负载部和高功率负载部的总功率负载。该总功率负载包括该用户端的低功率负载部的功率负载值、接入相别，以及高功率负载部的功率负载值、接入相别。所述功率负载可以是“电流”、“功率”、“电流、电压”以及“电流、电压和相位”中的任一项。

步骤4，根据所获取的各用户端的总功率负载，计算确定所述配电网支线路的相总功率负载小的相别。即基于各用户端的低功率负载部的功率负载值、接入相别以及高功率负载部的功率负载值、接入相别，计算配电网支线路的三相的每一相的相总功率负载，并确定相总功率负载小的相别。相总功率负载小的相别作为待接入的换相装置试接入的目标接入相别。

将待接入的换相装置试接入所述支线路相总功率负载小的相别，基于所述支线路的各用户端的总功率负载及待接入的换相装置的试接入功率估算值(功率均值)，如5日功率均值，计算确定所述支线路的三相负载不平衡度。当所述支线路三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值时，将待接入的换相装置接入所述支线路的相总功率负载小的相别；当所述支线路三相负载不平衡度大于第二不平衡阈值时，基于所述支线路的各个用户端的总功率负载及待接入的换相装置的5日功率均值，计算确定从所述支线路的相总功率负载小的源相别将功率负载调整到目标相别的相别试切换对、及该相别试切换对的从源相别向目标相别需要功率负载调整的调整量值，称之为接入调整量值。在所述相别试切换对的源相别上选择需要相别试切换的换相装置，该所选择的换相装置的功率负载之和与所述接入调整量值相当，将所选的换相装置的接入相别试切换接入到目标相别，以及待接入的换相装置试接入相总功率负载小的相别，计算试切换、试接入后的配电网支线路三相负载不平衡度，以使所述支线路三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值，达到支线路三相负载平衡要求。

步骤5，将所选择的换相装置的接入相别从相别试切换的源相别切换相到目标相别，及待接入的换相装置接入所确定的相总功率负载小的相别。至此，待接入的换相装置成功地接入配电网支线路的其中一相，且接入后不易破坏配电网支线路电力负载平衡状态。

需要说明的，当所述的待接入的换相状置的功率估算值若较大时，即试接入后使得所述支线路三相负载严重地不平衡，上述支线路的相别试切换对的数量有可能为两个，即相总功率负载小的源相别的部分功率负载需同时向另两个相别调整，才能使试切换、试接入后的支线路三相负载不平衡度达到平衡要求。

上述接入支线路的方法，基于待接入的换相装置的功率估算值及该支线路的各用户端的总功率负载进行试接入计算，确定其需要接入的目标相别，使支线路三相负载达到平衡要求，将待接入的换相装置接入支线路后，不易导致支线路三相负载产生不平衡，在配电网负载平衡控制过程中，需要进行相别切换的换相装置的数量少，对配电网的谐波影响以及对用户的负载装置稳定运行的不良影响均较小，有利于负载装置稳定地运行。

在实际应用中，为了更方地计算待接入的换相装置最近第二预设数量第一预设周期的功率均值以及对未向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置作标识，各条支线路需要分别配置三张表，分别为第一功率表、第二功率表和负载类型表。

所述第一功率表，用于按预设的取样周期记录支线路的各用户端的换相装置的实时功率负载；包括用于区别并识别用户端的用户标识字段和第一功率字段，第一功率字段记录换相装置在各取样周期的实时功率负载值，如表一所示。本实施方式中，第一功率表的取样周期为1分钟，每隔1分钟记录一次各换相装置的实时功率负载值，优选地只记录非0值的实时功率值。

表一、第一功率表示例/取样周期1分

所述第二功率表，用于记录支线路的用户端的换相装置在第一预设周期的平均功率；包括所述用户标识字段和第二功率字段，如表二所示。第二功率字段记录基于在第一预设周期(1日)内所述第一功率表的第一功率字段所记录的实时功率负载值相对于非0值功率累计时间(即个数)的功率的平均值，称为第一预设周期(日)功率负载值，如日功率负载。第二功率表和第一功率表通过用户标识字段进行关联。第二功率表的第一预设周期为1日，即第二功率表的第二功率字段中记录的用户端的换相装置的日平均功率，即日功率负载；第一功率表的取样周期为1分钟。因而，第一功率表的每个用户的每一功率字段的量大记录数为1440(24x60)个，如表一所示。第一功率表连续取样累计时间达到第一预设周期，即1日时，即完成1440次取样，基于第一功率表的第一功率字段所记录的实时功率负载值计算每个用户端的日平均功率，简称日功率负载，该日功率负载被记录在第二功率表的相对应的用户端的第二功率字段，如表二所示。

表二、第二功率表示例/第一预设周期1日

所述负载类型表，如表七所示，包括用户标识字段、以及用于标识用户端的换相装置是否向内置有磁运动部件负载装置供电的磁运动字段。负载类型表的磁运动字段的值可以由换相装置根据所供电负载装置的特性进行更新。可以基于负载类型表的值对支线路上各相的换相装置作标识，标出适合于换相操作的换相装置。

上述的待接入的换相装置接入配电网支线路方法的步骤4，还有如下进一步改进的技术主案。基于负载类型表的磁运动字段的值对所述相别试切换对源相别上的未向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置作标识，标识出适合于换相操作的换相装置，当所述相别试切换对的源相别上被标识的换相装置的功率负载之和大于或等于所述接入调整量值时，在相别试切换对的源相别上被标识的换相装置中选择需要相别试切换的换相装置，该所选择的换相装置的功率负载之和与所述接入调整量值相当，以使配电网支线路三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值；当所述相别试切换对的源相别上被标识的换相装置的功率负载之和小于所述调整量值时，即源相别上无足够的被标识的换相装置，则先在所述相别试切换对的源相别上被标识的换相装置全部被选择，再在相别试切换对的源相别上的未被标识的换相装置中选择需要进行相别试切换的换相装置，使两次所选择的换相装置的功率负载之和与所述接入调整量值相当，以使配电网支线路三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值。使得待接入的换相装置接入配电网支线路后不破坏配电网支线路的三相负载平衡状态。

在待接入的换相装置接入配电网的过程中，优先考虑在相别试切换对的源相别上选择被标识的换相装置，若被标识的换相装置不足够，即所有的被标识的换相装置的功率负载之和小于调整量值，再在相别试切换对的源相别上余下的未被标识为的换相装置中选择换相装置，使两次所选择的换相装置的功率负载之和与调整量值相当，将所选择的相装置的接入相别进行切换，以使配电网的三相负载平衡。这样可以最大限度地减少甚至避免含有磁运动部件的负载装置，如洗衣机、空调等，在进行相别切换时，供电相位发生突变，磁运动部件磁场突变，磁运动部件发生换相震动，内置有磁运动部件的洗衣机、空调等负载装置不能稳定地运行，甚至可能会导致洗衣机、空调等损坏。

配电网主、支线路三相负载平衡装置

为了解决配电网主、支线路三相负载平衡问题，本实施方式提供一种配电网主、支线路三相负载平衡装置，用于实现上述的配电网主、支线路三相负载平衡的方法，所述配电网主、支线路三相负载平衡装置，如图6所示，包括采集单元、计算单元、确定单元、支线路选择单元、标识单元、换相装置选择单元和相别切换单元。

所述采集单元适于获取配电网的各条支线路各相的相总功率负载。

所述计算单元适于基于所述各条支线路各相的相总功率负载计算主线路三相负载不平衡度。

所述确定单元适于当所述主线路三相负载不平衡度大于第一不平衡阈值时，基于所述各条支线路各相的相总功率负载，计算确定主线路的相总功率负载大的源相别、相总功率负载小的目标相别构成的相别调整对，以及相别调整对的源相别向目标相别需要调整功率负载的主线路调整量值。

所述支线路选择单元适于在所述相别调整对源相别相总功率负载大的各条支线路中的选择需要进行功率负载调整的调整支线路，及在保持调整支线路三相负载平衡的情况下，确定该调整支线路的支线路调整量值，支线路调整量值之和与主线路调整量值相当。

所述标识单元适于对调整支线路相别调整对源相别上的未向内置有磁运动部件的负载装置供电的换相装置进行标识。

所述换相装置选择单元适于在保持所述调整支线路的三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值的情况下，基于调整支线路各用户端的总功率负载计算确定在该调整支线路的所述源相别上被标识的换相装置中选择换相装置，若该源相别上被标识的换相装置的功率负载之和不足够，则再在该源相别上余下的未被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，使选择的换相装置的功率负载之和与该调整支线路的支线路调整量值相当；所述第一不平衡阈值小于第二不平衡阈值；使各调整支线路上所选择的换相装置的功率负载之和与主线路调整量值相当，以使主线路三相负载不平衡度小于第一不平衡阈值。

所述相别切换单元适于将所述调整支线路上被选择的换相装置的接入相别从所述相别调整对的源相别切换到目标相别。

具体应用实例

为了使本领域技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面举一个应用实例对上述的配电网主、支线路三相负载平衡方法做进一步说明。在本例中，一条主线路连接有6条支线路，如图4所示，其中m的值取为6。各条支线路的各用户端的功率负载包括低功率负载部和高功率负载部，低功率负载部直接地接入支线路的其中一相上，且均匀地分布在支线路的三相线上，如图4和表七所示，高功率负载部通过换相装置接入支线路的其中一相。本例中支线路的第二不平衡阈值设定为15％，主线路的第一不平衡阈值设定为5％，主线路具有比支线路更优的三相负载平衡状态；功率负载指电流负载。在某一控制周期内，获取6条支线路各相的相总功率负载、支线路三相负载不平衡度，如下表三所示。

表三

表三显示，配电网的6条支线路的三相负载不平衡度均小于第二不平衡阈值15％，均达到负载平衡要求；配电网主线路的三相负载不平衡度为12.8％，大于第一不平衡阈值5％，则配电网主线路三相负载没有达到平衡要求。

配电网主线路的A相、B相、C相的相总功率负载分别为875、763、858，主线路的相平均总功率负载为832，经计算处理，确定从配电网主线路的相总功率负载大的源相别向相总功率负载小的目标相别需要调整功率负载的相别切换对，称之为相别调整对，以及主线路相别调整对的源相别向目标相别需要调整的功率负载的调整量值，称之为主线路调整量值，即主线路上从相别调整对的源相别向目标相别需要调整功率负载的调整量值。进一步地，其中，总功率负载大的源相别指低压配电网主线路的相总功率负载大于主线路的相平均总功率负载的相别，则源相别为A相和C相；总功率负载小的目标相别指配电网主线路的相总功率负载小于主线路的相平均总功率负载的相别，则目标相别为B相。其中，主线路调整量值为配电网主线路相平均总功率负载(832)与主线路的相别调整对的目标相别的B相总功率负载(763)的差值(69)及所述主线路的相别调整对的源相别的A相总功率负载(875)与主线路相平均总功率负载(832)的差值(43)中的最小值。即主线路的从A相向B相需要调整的主线路调整量值为69(832-763)和43(875-832)中的最小值43。基于同样的算法，从C相向B相需要调整的主线路调整量值为69(832-763)和26(858-832)中的最小值26。所以配电网主线路的相别调整对为(A，B)、主线路调整量值为43，以及相别调整对为(C，B)、主线路调整量值为26，可以分别标记为主线路调整信息1：(A，B，43)和主线路调整信息2：(C，B，26)。

根据主线路调整信息1：(A，B，43)在支线路1-6中选择支线路，由于主线路的A相功率负载最大、B相功率负载最小，所述优先选择A相功率负载最大、B相功率负载最小的支线路，这样使得所选的支线路的数量较少，本例中可以选择支线路6和支线路4，在保持支线路6和支线路4的三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值的情况下，确定支线路6和支线路4从A相向B相需要进行功率负载调整的调整量值分别为20和21，支线路6和支线路4的支线路调整量值20和21之和为41，接近于主线路调整量值43。所以，支线路6的相别调整对为(A，B)、支线路调整量值为20，被标记为支线路6调整信息：(A，B，20)，支线路4的相别调整对为(A，B)、支线路调整量值为21，被标记为支线路4调整信息：(A，B，21)。分别对所述支线路6和支线路4相别调整对源相别A相上的未向内置有磁运动部件的负载装置供电的换相装置进行标识，基于负载类型表的磁运动字值的值进行标识操作，标识出适合于换相的换相装置。在支线路6的A相上被标识的换相装置中选择换相装置，若被标识的换相装置的功率负载之和小于20，则再在支线路6的A相上未被标识的换相装置中选择换相装置，使在A相上所选择的换相装置的功率负载之和与该支线路6调整量值20相当。在支线路4的A相上被标识的换相装置中选择换相装置，若被标识的换相装置的功率负载之和小于21，则再在支线路4的A相上未被标识的换相装置中选择换相装置，使在A相上所选择的换相装置的功率负载之和与该支线路4调整量值21相当。所述支线路6和支线路4的被选择的换相装置的接入相别从相别调整对的A相切换到B相，支线路6和支线路4的三相负载调整后，主线路三相负载不平衡度为6.3％，大于第一不平衡阈值，仍没有达到平衡要求。如表四所示：

表四

根据主线路调整信息2：(C，B，26)在余下的支线路1、2、3、5中选择支线路，优选选择C相负载与B相负载的差值较大的支线路，有支线路5、2、1供选择，选择其中之一的支线路2，支线路2从C相向B相调整的调整量值为26；所以，支线路2的相别调整对为(C，B)、支线路调整量值为26，被标记为支线路2调整信息：(A，B，26)。基于负载类型表的磁运动字段的值，对所述支线路2的相别调整对源相别C相上的未向内置有磁运动部件的负载装置供电的换相装置进行标识。在C相上被标识的换相装置中选择换相装置，若被标识的换相装置的功率负载之和小于26，则再在C相上未被标识的换相装置中选择换相装置，使所选择的换相装置的功率负载之和与该支线路2调整量值26相当。由于支线路2上的功率负载最小的两换相装置的功率负载分别为50、14，且均被标识，所以在支线路2的C相上选择功率负载最小的换相装置，被选择的换相装置的功率负载之和为14，与26最接近的数值，且14的功率负载调整后不破坏支线路2的三相负载平衡状态。所述支线路2被选择的换相装置的接入相别从相别调整对的C相切换到B相，所述支线路2的三相负载调整后，主线路的三相负载不平衡度为3.1％，小于第一不平衡阈值，达到平衡要求，不再调整其它支线路。具体如下表五所示。

表五

将线路2、支线路4、支线路6上所选择的换相装置的接入相别分别从当前相别切换相到目标相别，调整后实现配电网主、支线路三相负载分别达到平衡要求，如上表五所示。

在上述支线路的三相负载调整过程中，对各条支线路来说，调整判断原理及方式均相同，下面将以其中一条支线路4为例，详述说明支线路4的换相装置如何调整。假设支线路4共有12个用户端接入配电网，各用户端的低功率负载部直接入支线路4，均匀地分布在支线路4的三相线上，高功率负载部经换相装置接入支线路4的其中一相。支线路4的各个用户端的低功率负载部、高功率负载部的功率负载值及接入相别，如表六所示，支线路三相负载不平衡度为13.1％，小于15％，达到平衡要求。

用户端	低功部	低功部接相	A相	B相	C相
						41	2	A	44
42	2.1	A		54
						43	2.5	A		46
44	2.4	A	40
						45	2.1	B	51
46	2	B		51
						47	2.7	B			49
48	2.2	B	35
						49	2.3	C			88
410	2.4	C			49
						411	2.3	C		15
412	2	C	22
						相总负载			200	175	195

表六

为使主线路三相负载达到平衡要求，上述已确定支线路4的相别调整对为(A，B)、支线路调整量值为21。支线路4的负载类型表，如表七所示。

用户标识	41	42	43	44	45	46	47	48	49	410	411	412
													磁运动	0	0	1	0	1	0	1	0	1	0	0	1

表七

基于支线路4的负载类型表的用户标识字段、磁运动字段的值对支线路4的相别调整对A相别上的换相装置作标识。支线路4的A相别上被标识为1换相装置未向内置有磁运动部件负载装置供电，表示适合于换相操作；向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置不进行标识，也可以用默认值0。支线路4的A相接入第41、44、45、48、412用户端的换相装置，其中第45、412用户端的换相装置被标识，标识值更新为1，其余的第41、44、48用户端的换相装置未被标识，其标识值为默认值0。在A相上被标识的第45、412用户端的换相装置中选择需要进行相别切换的换相装置，由于支线路4的调整量值为21，因而，选择第412用户端的换相装置，第412用户端的换相装置功率负载为22与所述的调整量值21相当，且第412用户端的换相装置由A相试切换到B相后，支线路4的三相负载不平衡度为9.4％，如表八所示，支线路4的三相负载平衡仍达到平衡要求。

表八

需要说明的是，若A相上无足够的被标识的换相装置，可以理解为，A相上所有被标识的换相装置的功率负载之和小于支线路4的调整量值，再在A相上余下的未被标识的换相装置中选择需要进行相别切换的换相装置，以使两次所选择的换相装置的功率负载之和与支线路4的调整量值相当。

在某一控制周期，一支线路上已断开支线路的换相装置发出接入支线路的接入请求。为了描述方便，选取12个用户端为例，该12个用户端的低功率负载部直接接入支线路，每个相别上接入4个用户端的低功率负载部；该12个用户端的高功率负载部分别通过换相装置和支线路电连接，其中用户端1-用户端11的11个用户端的换相装置已接入支线路的其中一相。12个用户端接入支线路的相别及功率负载，如下表九所示，第12个用户端的换相装置为待接入的状态，即输出功率为0。此时支线路三相负载不平衡度为13.3％，小于第一不平衡阈值15％，达到三相负载平衡要求。

用户端	低功部	低功部接相	A相	B相	C相
						1	2	A	10
2	2.3	A		18
						3	3	A		5
4	2.4	A	7
						5	2.1	B	17
6	2	B		17
						7	3.3	B			3
8	2.2	B	5
						9	2.3	C			30
10	2.4	C			8
						11	2.8	C			5
12	2	C
						相总负载			48.7	49.6	55.5

表九、支线路12个用户端的接入情况

用户日复一日的作息习惯，使得用户端的用电具有明显的日周期性，因此，所述的第一预设周期取值为1日，则第二功率表的第二功率字段所记录的为每个用户端的换相装置在1日内的各个取相周期的非0实时功率负载累计值相对于非0用电总累积时间的平均值，称之为日功率负载。该实例的第二功率表如下表十所示，由于本实例采用换相装置的5日功率均值作为试接入功率的预估值，因而，为了减小第二功率表的大小，其中仅记录了最近7日的日功率值，如表十所示。

表十、各用户端的换相装置的日功率负载值

根据第12用户端的用电需要求，在某时刻，对高功率的负载装置有需求，启用高功率的负载装置，操纵相连接的换相装置发出接入配电网支线路的接入请求。

功率均值计算，基于第二功率表记录的第12用户端的待接入的换相装置的日功率负载，计算该待接入的换相装置最近5日的日功率负载的平均值，得到该换相装置的5日功率均值，为10.1，作为试接入功率的估算值。

负载值获取，获取接入配电网支线路的12个用户端每个用户端的总功率负载。所述总功率负载包括对应的用户端的支线路标识号、低功率负载部的功率负载值、接入相别以及高功率负载部的功率负载值、接入相别。

目标相别确定，根据所述各个用户端的总功率负载计算确定配电网支线路的相总功率负载小的相别，作为试接入的目标接入相别。基于所获取的各用户端的总功率负载，如表九所示，经计算获得支线路三相的相总功率负载分别为：A相的为48.7、B相的为49.6、C相的为55.5。其中，A相为相总功率负载小的相别，且是最小的相别，因而，A相作为第12用户端的换相装置所需要试接入的目标接入相别，为使支线路三相负载平衡，需相别切换的换相装置的数量最少。第12用户端的换相装置的近5日功率均值为10.1，以此作为该换相装置试接入的功率负载的估计值。

将待接入的第12用户端的换相装置试接入相总功率负载小的A相别，基于所述表九中的各用户端的总功率负载及待接入的第12用户端的换相装置的5日功率均值计算确定支线路三相负载不平衡度，该试接入后的支线路三相负载不平衡度为18.4％。

试接后的支线路三相负载不平衡度为18.4％，大于第二不平衡阈值15％，所以该第12用户端的换相装置不能立即接入相总功率负载小的A相别，否则破坏支线路三相负载的平衡状态。基于表九中所记载的各用户端的总功率负载及待接入的换相装置的5日功率均值10.1，经计算确定支线路从相总功率负载小的源相别A相上需要将部分功率负载试切换到目标相别的相别试切换对，以及该相别试切换对的从源相别向目标相别的需要调整功率负载的接入调整量值，在相别试切换对的源相别上选择需要相别试切换的换相装置，使所选择的换相装置的功率负载之和与所述调整量值相当，以使支线路三相负载平衡，并将所选择的换相装置的接入相别试切换相到目标相别，以及将所述待接入的换相装置试接入相总功率负载小的相别，使支线路三相负载平衡。经计算后确定所述相别试切换对为(A，B)，即源相别为A相，目标相别为B相，相别切换对的调整量值为6.3，即需要从A相向B相试调整的负载量为6.3。表九中的第4、第8用户端的换相装置均可选做A相别上需要进行相别试切换的换相装置，其接入的目标相别为B相，由于将第8用户端的换相装置的接入相别从A相别上切换到B相上，支线路具有更好的平衡度，所以本实例中优选地将第8用户端的换相装置的接入相别从A相别上切换到B相上、将第12用户端的换相装置接入A相上。第12用户端的换相装置接入A相上的实际功率负载为11，此时支线路三相负载不平衡度1.6％，小于第二不平衡阈值15％，达到三相负载平衡要求，没有破坏配电网支线路的三相负载平衡状态，如表十一所示。

表十一

该支线路的负载类型表，如表十二所示，记录了各个用户端的换相装置是否向内置有磁性运动部件的负载装置供电，其中磁运动字段值为1的换相装置，未向内置有磁性运动部件的负载装置供电。

表十二

上述的目标相别确定步中“在相别试切换对的源相别上选择需要相别试切换的换相装置”还有如下进一步优选的技术方案。基于表十二的支线路负载类型表的值，相别试切换对(A，B)的源相别A相上的第1、4、5、8用户端的换相装置的磁运动字段的值分别为0、1、1、0，表明源相别A相上的第4、5用户端的换相装置未向内置有磁运动部件的负载装置供电，则对源相别A相上的第4、5用户端的换相装置作标识。在源相别A相被标识的第4、5用户端的两个换相装置中选择需要相别切换的换相装置，其中第4用户端的换相装置的功率负载量为7，与6.3相当，所以选择A相别上的第4用户端的换相装置，作为需要相别试切换的换相装置。将第4用户端的换相装置的接入相别由A相试切换到B相上、第12用户端的换相装置试接入A相上后，配电网的三相负载不平衡度为8.9％，小于平衡阈值15％，达到平衡要求。所以将A相上的第4用户端的换相装置的接入相别由A相切换到B相上，并把第12用户端的换相装置试接入A相上，如下表十三所示，实现将第12用户端的换相装置成功接入支线路，不易破坏支线路三相负载平衡。第12用户端的换相装置实际功率负载为11，再获取支线路各用户端的总功率负载，计算支线路三相负载不平衡度为7.1％，小于第一不平衡阈值15％，达到平衡要求。

表十三

上述在第12用户端的换相装置试接入配电网支线路的其中一相，为减少相别切换对用户端的负载装置稳定运行产生不良的影响，从相别试切换对的源相别A相上优先选择未向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置，如选第4用户端的换相装置，而不选第8用户的换相装置，使所述换相装置的接入相别从相别调整对的A相切换到目标B相，第12用户端的换相装置接入A相，以使支线路三相负载平衡，完成第12用户端的换相装置接入配电网支线路。第4用户端的换相装置未向内置磁运动部件的负载装置供电，相别切换不发生换相震动，第4用户端的负载装置能稳定运行。

在此需要说明的是，当基于负载类型表所确定的未向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置的功率负载量有限，试切换后不能使三相负载平衡，则再从向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置中继续选择需相别试切换的换相装置，两次所选择的换相装置的接入相别试切换后，使支线路的三相负载达到平衡。

现有技术是先将待接入的换相装置随机地接入配电网支线路的其中一相，而后再进行支线路三相负载平衡处理，将相总功率负载大的相别上的部分功率负载调整到相总功率负载小的相别上，以使支线路三相负载平衡。因此，常常会出现当待接入的换相装置接入支线路后，如接入相总功率负载大的相别上，立即造成支线路三相负载不平衡，为使支线路三相负平衡，需要相别切换的换相装置的数量多，一方面对配电网造成谐波干扰影响，另一方面也影响用户端的负载装置的稳定地运行，甚至造成损坏。

在另一控制周期，上述支线路的第2用户端的部分高功率的负载装置突然停用，第2用户端的高功率负载值从18下降到6。当前12个用户端的低功率负载部及高功率负载部的负载状况以及接入相别如下表十四所示，此时支线路三相负载不平衡度为21.4％，大于不平衡阈值15％，不符合平衡要求。

表十四

配电网支线路三相负载不平衡需要进行以下处理，以使支线路三相负载不平衡度达到平衡要求。

获取支线路的各个用户端的包括低功率负载部和高功率负载部的总功率负载，如表十四所示。

基于表十四所示的各用户端的总功率负载，计算支线路A、B、C三相的相总功率负载分别为52.7、44.6、55.5，支线路三相负载不平衡度为21.4％。

所述支线路三相负载不平衡度21.4％大于第一不平衡阈值15％。基于表十四所示支线路的各用户端的总功率负载，经计算确定需要从相总功率负载大的源相别将功率负载切换到相总功率负载小的目标相别的相别切换对、以及该相别切换对的从源相别向目标相别的需功率负载调整的调整量值。支线路A、B、C三相的相总功率负载分别为52.7、44.6、55.5，三相的相平均总功率负载为50.6，相别切换对为(C、B)，需要调整的功率负载的调整量值为4.6，即为使A、B、C三相负载平衡，则需要将C相上的4.6的功率负载调整到B相上。当前该支线路的负载类型表的值如下表十五所示。

用户标识	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
													磁运动	0	0	1	1	1	0	1	0	1	1	0	0

表十五

基于负载类型表的用户标识字段、磁运动字段的值，对支线路相别切换对(C、B)源相别C相上的第7、9、10用户端的换相装置作标识。在源相别C相上被标识的第7、9、10用户端的换相装置中选择需要进行相别切换的换相装置，其中选择第10用户端的换相装置，第10用户端的换相装置功率负载与所述的调整量值4.6相当，最接近，且第10用户的换相装置由C相试切换到B相后，支线路三相负载不平衡度为10.2％。

需要说明的是，若源相别C相上无足够的被标识的换相装置，可以理解为，C相上所有被标识的换相装置的功率负载之和小于所述调整量值，再在源相别C相上余下的未被标识的换相装置中选择需要进行相别切换的换相装置，以使两次所选择的换相装置的功率负载之和与所述的调整量值相当，使支线路三相负载不平衡度达到平衡要求。

将所选择的换相装置的接入相别从所述相别切换对的源相别切换到目标相别，即将所选择的第10用户的换相装置的接入相别从相别切换对的C相切换到B相，支线路三相负载不平衡度为10.2％，小于第一不平衡阈值15％，达到三相负载平衡要求。所选择的换相装置的接入相别切换后，支线路各用户端的功率负载情况如表十六所示。

表十六

根据预设的控制周期，进入下一个控制周期重新执行S1步，进行支线路三相负载平衡进行新一轮的控制。

和现有技术相比，本发明具有如下技术进步性。

减少相别切换导致负载装置产生换相震动，有利于负载装置稳定运行。配电网主线路三相负载不平衡发生时，确定相别调整对及需要负载调整的支线路，对该支线路的源相别上的未向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置作标识，标识出适合于相别切换操作的换相装置，在保持支线路三相负载平衡情况下，先从源相别上被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，若所有被标识的换相装置的功率负载不足够，再在源相别上余下的未被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，将所选择的换相装置的接入相别切换到相别调整对的目标相别，使配电网主线路三相负载达到平衡要求。在相别切换过程中，最大限度地减少了向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置进行相别切换，甚至所述换相装置可以避免相别切换，有利使内置有磁运动部件的负载装置避免发生换相震动，保持稳定运行，延长使用寿命。

换相装置接入支线路时预先确定目标接入相，支线路三相负载保持平衡，需要相别切换的换相装置的数量少。待接入的换相装置在接入支线路时，基于该换相装置的功率估算值及该支线路各用户端的总功率负载进行试接入计算，确定其需要接入的目标接入相别，以使试接入后的支线路三相负载平衡，将待接入的换相装置接入支线路的目标接入相别，不易破坏支线路三相负载平衡状态。所以，待接入的换相装置接入支线路后，不易导致支线路三相负载产生不平衡，在配电网负载平衡控制过程中，需要进行相别切换的换相装置的数量少，对配电网的谐波干扰影响以及对用户的负载装置稳定运行的不良影响均较小，有利于负载装置稳定地运行。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。

Claims (10)

1.一种配电网主、支线路三相负载平衡方法，其特征在于，所述方法包括：

获取配电网的各条支线路各相的相总功率负载；

基于所述各条支线路各相的相总功率负载计算主线路三相负载不平衡度；

当所述主线路三相负载不平衡度大于第一不平衡阈值时，基于所述各条支线路各相的相总功率负载，计算确定主线路的相总功率负载大的源相别、相总功率负载小的目标相别构成的相别调整对，以及相别调整对的源相别向目标相别需要调整功率负载的主线路调整量值；

在所述相别调整对源相别相总功率负载大的各条支线路中的选择需要功率负载调整的调整支线路，及在保持调整支线路三相负载平衡的情况下，确定该调整支线路的支线路调整量值，支线路调整量值之和与主线路调整量值相当；

对调整支线路相别调整对源相别上的未向内置有磁运动部件的负载装置供电的换相装置进行标识；

在保持所述调整支线路的三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值的情况下，基于调整支线路各用户端的总功率负载计算确定在该调整支线路的所述源相别上被标识的换相装置中选择换相装置，若该源相别上被标识的换相装置的功率负载之和不足够，则再在该源相别上余下的未被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，使选择的换相装置的功率负载之和与该调整支线路的支线路调整量值相当；所述第一不平衡阈值小于第二不平衡阈值；使各调整支线路上所选择的换相装置的功率负载之和与主线路调整量值相当，以使主线路三相负载不平衡度小于第一不平衡阈值；

将所述调整支线路上被选择的换相装置的接入相别从所述相别调整对的源相别切换到目标相别。

2.根据权利要求1所述的配电网主、支线路三相负载平衡方法，其特征在于：所述用户端的总功率负载包括该用户端的直接接入配电网的低功率负载部的功率负载和经换相装置接入配电网的高功率负载部的功率负载。

3.根据权利要求2所述的配电网主、支线路三相负载平衡方法，其特征在于，所述支线路还包括待接入的换相装置接入该支线路的方法：

基于所述待接入的换相装置的第一预设周期功率负载，计算该换相装置最近的第二预设数量第一预设周期功率负载的功率均值；

获取支线路各用户端的包括低功率负载部和高功率负载部的总功率负载；

根据所获取的各用户端的总功率负载，计算确定支线路的相总功率负载小的相别；将待接入的换相装置试接入所确定的相总功率负载小的相别，基于所获取的各用户端的总功率负载及待接入的换相装置的功率均值，计算确定支线路的三相负载不平衡度；当所述三相负载不平衡度大于第二不平衡阈值时，基于所获取的各用户端的总功率负载及待接入的换相装置的功率均值，计算确定从支线路的相总功率负载小的源相别需要将功率负载调整到目标相别的相别试切换对及该相别试切换对的接入调整量值，在所述相别试切换对源相别上选择需要相别试切换的换相装置，所选择的换相装置的功率负载之和与所述接入调整量值相当，以使所述支线路的三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值；

将所选择的换相装置的接入相别从相别试切换对的源相别切换相到目标相别、待接入的换相装置接入所确定的相总功率负载小的相别。

4.根据权利要求3所述的配电网主、支线路三相负载平衡方法，其特征在于，所述“在所述相别试切换对源相别上选择需要相别试切换的换相装置”，具体包括：

对所述相别试切换对源相别上的未向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置做标识，在所述相别试切换对源相别上被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，若该源相别上所有被标识的换相装置的负载功率之和小于所述接入调整量值，则再在所述相别试切换对的源相别上余下的未被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置。

5.根据权利要求2所述的配电网主、支线路三相负载平衡方法，其特征在于：

所述低功率负载部包括日常照明、冰箱、洗衣机、燃气热水器以及燃气灶具小功率的负载装置的用电；

高功率负载部包括空调、电磁炉、电阻炉、电热扇、微波炉、电热水器耗电功率大的负载装置的用电。

6.根据权利要求2-5任一权利要求所述的配电网主、支线路三相负载平衡方法，其特征在于，所述各用户端的总功率负载包括：

低功率负载部的功率负载值、接入相别、高功率负载部的功率负载值、接入相别。

7.根据权利要求6所述的配电网主、支线路三相负载平衡方法，其特征在于：所述功率负载包括“电流”、“功率”、“电流、电压”以及“电流、电压和相位”中的任一项。

8.根据权利要求3所述的配电网主、支线路三相负载平衡方法，其特征在于：

所述第一预设周期功率负载包括在第一预设周期内换相装置的各取样周期的非0实时功率负载累计值相对于非0功率累计时间的平均值；

所述第二预设数量第一预设周期功率负载的功率均值包括换相装置在最近记录的第二预设数量个的第一预设周期功率负载的平均值。

9.根据权利要求8所述的配电网主、支线路三相负载平衡方法，其特征在于：

所述主线路包括电连接有支线路的供电线路；

所述支线路包括与主线路电连接的且电连接有支线路的供电线路，或所述支线路包括向各用户端供电的供电线路。

10.一种配电网主、支线路三相负载平衡装置，其特征在于，包括以下单元：

采集单元，适于获取配电网的各条支线路各相的相总功率负载；

计算单元，适于基于所述各条支线路各相的相总功率负载计算主线路三相负载不平衡度；

确定单元，适于当所述主线路三相负载不平衡度大于第一不平衡阈值时，基于所述各条支线路各相的相总功率负载，计算确定主线路的相总功率负载大的源相别、相总功率负载小的目标相别构成的相别调整对，以及相别调整对的源相别向目标相别需要调整功率负载的主线路调整量值；

支线路选择单元，适于在所述相别调整对源相别相总功率负载大的各条支线路中的选择需要功率负载调整的调整支线路，及在保持调整支线路三相负载平衡的情况下，确定该调整支线路的支线路调整量值，支线路调整量值之和与主线路调整量值相当；

标识单元，适于对调整支线路相别调整对源相别上的未向内置有磁运动部件的负载装置供电的换相装置进行标识；

换相装置选择单元，适于在保持所述调整支线路的三相负载不平衡度小于第二不平衡阈值的情况下，基于调整支线路各用户端的总功率负载计算确定在该调整支线路的所述源相别上被标识的换相装置中选择换相装置，若该源相别上被标识的换相装置的功率负载之和不足够，则再在该源相别上余下的未被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，使选择的换相装置的功率负载之和与该调整支线路的支线路调整量值相当；所述第一不平衡阈值小于第二不平衡阈值；使各调整支线路上所选择的换相装置的功率负载之和与主线路调整量值相当，以使主线路三相负载不平衡度小于第一不平衡阈值；

相别切换单元，适于将所述调整支线路上被选择的换相装置的接入相别从所述相别调整对的源相别切换到目标相别。