CN107359632A - 一种配电网电力负载平衡方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电网电力负载平衡方法及其装置。配电网电力负载不平衡时，确定相别切换对及该相别切换对的调整量值，对相别切换对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，在源相别上的被标识的换相装置中选择需要相别切换的换相装置，若被标识的换相装置不足够，再在源相别上余下的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调整量值相当，将所选择的换相装置的接入相别切换到相别切换对的目标相别，以使配电网电力负载达到平衡。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

一种配电网电力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电力负载平衡方法，以及一种适用于实现上述平衡方法的配电网电力负载平衡装置，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，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。专利号为ZL201510229917.3的中国专利公开了一种适用于低压配电网的电力负载均衡方法及其装置，如图1所示，其具体地披露了：需求电力的用户端通过换相装置接入低压配电网的其中一相，控制主站获取换相装置的功率负载信息，根据该功率负载信息计算确定从相总功率负载大的相别切换到相总功率负载小的相别的换相装置，操控换相装置进行相别切换，以使低压配电网的三相负载平衡。上述中国专利公开的技术方案通过实时切换换相装置的接入相别，使低压配电网三相负载保持平衡运行，但是其在选择换相装置时未考虑其供电的负载装置的特性，相别切换操作往往影响用户端的被配置有磁运动部件的负载装置的稳定运行，如洗衣机、空调等内置有磁运动部件的电机，当接入相别切换时，供电相位突变，导致磁运动部件发生剧烈地震动，产生噪声，甚至损坏磁运动部件。因此，亟需开发一种配电网电力负载平衡方法及其装置，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，本发明目的提供一种配电网电力负载平衡方法，该方法在选择换相装置时，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，再选择向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置，可以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。

本发明的技术方案是提供一种配电网电力负载平衡方法，其设计要点于，

获取各个用户端的包括直接接入配电网的低功率负载部和经换相装置接入配电网的高功率负载部的总功率负载；

基于所述总功率负载计算配电网电力负载不平衡度；

该配电网电力负载不平衡度若大于不平衡阈值，则基于所述总功率负载经计算确定从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功率负载调整的相别切换对以及该相别切换对的调整量值；

对所述相别切换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；

在所述相别切换对的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所述调整量值，则在该源相别上未被标识的换相装置中再选择需要相别切换的换相装置，所选择的换相装置的功率负载之和与所述调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值；

将所选择的换相装置的接入相别从相别切换对的源相别切换到目标相别。

在应用中，本发明还有如下进一步优选的技术方案。

作为优选地，所述平衡方法，还包括待接入的换相装置接入配电网的方法：

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

获取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，计算确定配电网的相总功率负载小的相别；将所述待接入的换相装置试接入该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，计算配电网电力负载不平衡度；

当配电网电力负载不平衡度大于不平衡阈值，基于所获取的各个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，所选择的换相装置的功率负载之和与调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值；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述相总功率负载小的相别。

作为优选地，所述“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”，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的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所述调整量值，则再在所述相别试切换对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。

作为优选地，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，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等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、电热水器等耗电功率大的负载装置的用电；

所述功率负载包括相别、该相的电流，或相别、该相的功率。

本发明的另一目的是提供一种配电网电力负载平衡装置，用于实现上述配电网电力负载平衡方法，其设计要点在于，包括以下模块：

采集模块，适于获取各个用户端的包括直接接入配电网的低功率负载部和经换相装置接入配电网的高功率负载部的总功率负载；

计算模块，适于基于所述总功率负载计算配电网电力负载不平衡度；

确定单元，适于该配电网电力负载不平衡度若大于不平衡阈值，则基于所述总功率负载经计算确定从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功率负载调整的相别切换对以及该相别切换对的调整量值；

标识模块，适于对所述相别切换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；

选择模块，适于在所述相别切换对的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所述调整量值，则在该源相别上未被标识的换相装置中再选择需要相别切换的换相装置，所选择的换相装置的功率负载之和与所述调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值；

相别切换模块，适于将所选择的换相装置的接入相别从相别切换对的源相别切换到目标相别。

在应用中，本发明还有如下进一步优选的技术方案。

作为优选地，所述平衡装置，还包括待接入的换相装置的接入模块，包括以下构成单元：

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

接入获取单元，适于获取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；

接入相别确定单元，适于根据所获取的各用户端的总功率负载，计算确定配电网的相总功率负载小的相别；将所述待接入的换相装置试接入该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，计算配电网电力负载不平衡度；

当配电网电力负载不平衡度大于不平衡阈值，基于所获取的各个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，所选择的换相装置的功率负载之和与调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值；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；

接入单元，适于待接入的换相装置接入所述相总功率负载小的相别。

在应用中，本发明还有如下进一步优选的技术方案。

作为优选地，所述换相装置的接入模块，适于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，具体包括：

接入标识单元，适于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；

接入相别确定单元，还适于在所述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所述调整量值，则再在所述相别试切换对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。

作为优选地，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，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等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、电热水器等耗电功率大的负载装置的用电；

所述功率负载包括相别、该相的电流，或相别、该相的功率。

现有技术的配电网电力负载平衡处理，在相总功率负载大的相别选择需要相别切换的换相装置时，没有考虑经换相装置供电的负载装置的负载类型差别，如负载装置内置有磁运动部件(如电机)，当换相装置实施切换相别时，供电相位发生突变，磁运动部件的磁场突变，导致磁运动部件发生相换震动，使用户端的内置有磁运动部件的负载装置产生相别切换震动，发出噪声，且不能稳定地运行。和现有技术相比，本发明的技术方案取得如下有益的技术效果：

减少甚至避免相别切换导致用户端的负载装置发生换相震动，有利于负载装置稳定运行。配电网电力负载不平衡发生时，对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，标识出适合于换相操作的换相装置，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，若被标识的所有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，并将所选择的换相装置的接入相别切换到目标相别，使配电网电力负载达到平衡要求。在相别切换过程中，最大限度地减少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，甚至所述换相装置避免了相别切换，有利使内置有磁运动部件的负载装置避免发生相别切换震动，保持稳定运行，延长使用寿命。

换相装置接入配电网时接入预先选定目标相，配电网电力负载保持平衡，需要相别切换的换相装置的数量少，对配电网的谐波干扰及用户的负载装置稳定运行的不良影响小。待接入的换相装置在接入配电网前，基于该换相装置的功率估算值及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，使三相负载达到平衡要求，最后将待接入的换相装置接入所述目标相别。所以，待接入的换相装置接入配电网后不易导致配电网电力负载产生不平衡，在三相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端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现有技术的三相负载平衡控制流程图。

图2本发明的配电网电力负载平衡控制流程图。

图3本发明的换相装置接入配电网的流程图。

图4本发明的用户端的功率负载接入配电网的连接图。

图5本发明的配电网电力负载平衡装置的示意图。

图6接入模块的框图。

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：

低压变压器的低压输出侧采用三相四线制，如图4所示，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、配电网干线路，以下统称配电网。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，如功率在几十瓦到两三百瓦左右的负载装置。低功率负载部直接入配电网的其中一相上，按用户数均匀地接入配电网三相线上，各相上所接入的用户端的数量基本相等，由于每一用户端的低功率负载部的功率负载大小基本上相同，因而低功率负载部的三相负载基本上能达到平衡要求。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接入配电网的其中一相线，即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三相线电连接，在任一时刻换相装置只接入配电网的其中一相，只能从配电网的其中一相取电，用于向用户端的高功率负载部的负载装置供电。所述配电网被配置有控制主站，控制主站用于控制配电网电力负载平衡。所述各用户端的换相装置分别和控制主站通信连接，用于控制主站和换相装置间交换信息。换相装置用于用户端接入配电网的接入相别的切换、采集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以及判定该换相装置有无向内置有磁运动部件的负载装置供电。

配电网电力负载平衡方法

现有技术的配电网电力负载平衡方法，在相总功率负载大的相别上选择需要相别切换的换相装置时，没有考虑换相装置所供电的负载装置的负载类型差别，如负载装置内置有磁运动部件，如电机，当换相装置实施切换相别时，供电相位发生突变，磁运动部件的磁场突变，导致磁运动部件产生相换震动，使用户端的内置有磁运动部件(如电机)的负载装置产生相别切换震动，发出噪声，不能稳定地运行。

本实施方式的一种配电网电力负载平衡方法，如图2所示，可以很好地解决上述问题，基于预设的控制周期，对配电网电力负载平衡实施实时控制，使配电网电力负载达到平衡要求，具体地包括以下步骤：

S1，获取配电网的各个用户端的总功率负载。用户端的总功率负载包括该用户端的直接入配电网的低功率负载部和经换相装置接入配电网其中一相的高功率负载部的总功率负载。所述用户端的总功率负载具体地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。功率负载值可以用电流负载表求，也可以用功率负载表示，本文中的功率负载若未作说明均指电流负载，文中将不区分功率负载与电流负载。

S2，基于所述各个用户端的总功率负载经计算确定配电网电力负载不平衡度及各相的相总功率负载。基于所述的各个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，计算配电网各相的相总功率负载及配电网电力负载不平衡度。

S3，所述配电网电力负载不平衡度若大于不平衡阈值，则基于所述各个用户端的总功率负载经计算确定配电网的从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功率负载调整的相别切换对，以及该相别切换对的从源相别向目标相别的功率负载需要调整的调整量值，以使配电网电力负载达到平衡要求。本实施方式中，所述不平衡阈值可以取值为15％，此为配电网平衡要求的国家标准。相别切换对的数量为一个，也有可能有两个，如在某一控制周期内配电网的其中两相别上的多个换相装置同时断开配电网，可理解为换相装置所供电的负载装置全被关闭，造成配电网电力负载严重的不平衡，此时，需要将另一相别上的多个换相装置同时向所述其中两相别切换，形成两个相别切换对。

S4，对所述相别切换对的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。例如，可以采用1进行标识，表示该换相装置没有向内置有磁运动部件的负载装置供电，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发生相换震动，产生噪声，使得负载装置仍能稳定地运行，因而，被标识的换相装置适合于进行换相操作。

S5，当所述相别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调整量值时，仅在所述相别切换对的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，所选择的换相装置的功率负载之和与所述调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值，即达到平衡要求；当所述相别切换对的源相别上被标识的所有换相装置的功率负载之和小于所述调整量值时，先在所述相别切换对的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，即源相别上所有被标识的换相装置全被选择，再在所述相别切换对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，使两次所选择的换相装置的功率负载之和与所述调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值。

S6，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，若在当前控制周期内，则基于上述的相别切换对、源相别上所选择的各换相装置的功率负载更新所获取的各用户端的总功率负载，执行S2步，若控制周期结束，则执行S7步；

S7，根据预设的控制周期，进入下一个控制周期执行S1步，进行新一周期的配电网电力负载平衡控制。

进一步地，还可以引入第二不平衡阈值，则上述的不平衡阈值称之为第一不平衡阈值。第二不平衡阈值大于第一不平衡阈值。例如，第一不平衡阈值可以取值为15％，第二不平衡阈值可以取值为18％。在各个控制周期内对配电网电力负载平衡进行控制时，当配电网电力负载不平衡度大于第一不平衡阈值，配电网电力负载发生了不平衡，若所述相别切换对的源相别上被标识的所有的换相装置的功率负载之和小于所述调整量值，将源相别上被标识的所有换相装置的接入相别试切换到相别切换对的目标相别，计算试切换后的配电网电力负载不平衡度，当配电网电力负载不平衡度大于第一不平衡阈值且小于第二不平衡阈值时，此情况下则认为配电网电力负载平衡也达到了平衡要求，将不在所述相别切换对源相别上的未被标识的换相装置中再选择需要相别切换相换装置，以使配电网电力负载不平衡度小于第一不平衡阈值。这样操作虽然配电电力负载不平衡度略高，但可以最大限度地减少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，使负载装置避免产生相换震动，能保持平稳地运行。

本实施方式的技术方案，在配电网电力负载平衡处理过程中，在相总功率负载大的相别上选择需要相别切换的换相装置时，对用户端的换相装置有无向内置有磁运动部件负载装置供电进行标识，如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，可以用1标识，表示该换相装置不会导致负载装置产生换相震动，适合于换相操作。配电网电力负载不平衡发生时，先从源相别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，并使所选择的换相装置的功率负载之和达到所述调整量值，若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量值，则在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量值，将所选择的换相装置的接入相别切换到目标相别，使配电网电力负载达到平衡要求。被标识的负载装置中不包含有磁运动部件，相别切换，供电相位发生突变，磁场发生突变，不产生物理震动，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由于供电相位的突变，驱动磁场方向突变，磁运动部件产生换相震动，甚至损坏，有利最大限度地使负载装置能保持稳定地运行。

待接入的换相装置接入配电网的方法

本实施方式的一种配电网电力负载平衡方法，还包括以下所述的将待接入的换相装置接入配电网的方法，换装装置接入后不破坏配电网电力负载的平衡状态，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的接入请求。当用户端的高功率的负载装置全被停用，则该用户端的换相装置的输出功率负载为0，可视为其已断开配电网；在某时间，用户端对高功率的负载又有需求时，启用高功率的负载装置，触发换相装置发出接入配电网的接入请求。基于接入请求，执行以下操作。

步骤2，基于待接入的换相装置的第一预设周期功率负载，计算该待接入的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配电网的功率估算值。

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，简称5日功率均值，该5日功率均值作为待接入的换相装置试接入配电网的试接入功率的估算值。

步骤3，获取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。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。

步骤4，根据所获取的各用户端的总功率负载，计算确定该配电网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确定的相总功率负载小的接入相别，基于所述用户端的总功率负载及待接入的换相装置的功率均值，如5日功率均值，计算确定试接入后的配电网电力负载不平衡度。当所述配电网电力负载不平衡度小于或等于不平衡阈值，将待接入的换相装置接入所述相总功率负载小的接入相别。当所述配电网电力负载不平衡度大于不平衡阈值时，基于所获取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，计算确定配电网的从相总功率负载(最)小的源相别向相总功率负载小的目标相别的需要功率负载调整的相别试切换对，以及该相别试切换对的源相别向目标相别需要功率负载调整的调整量值，以使试接入后的配电网电力负载达到平衡要求。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，所选择的换相装置的功率负载之和与所述调整量值相当，将所选的换相装置的接入相别试切换到相别试切换对的目标相别，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、试接入后的配电网电力负载不平衡度，以使试切换、试接入后的配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值，达到配电网电力负载平衡要求。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到目标相别，将待接入的换相装置接入所述相总功率负载小的接入相别。

需要说明的，当所述的待接入的换相状置的试接入功率的估算值若较大时，即试接入后使得配电网电力负载严重地不平衡，上述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换相装置需同时向另两个相别切换，即“负载小的相、负载较小的相”，“负载小的相、负载大的相”，才能使试切换和试接入后的配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值，达到平衡要求。

至此，完成待接入的换相装置成功地接入配电网，且接入后不破坏配电网电力负载平衡状态。

在实际应用中，为了更方地计算待接入的相装置最近第二预设数量第一预设周期功率负载的功率均值，如5日功率均值，以该功率均值作为其试接入功率的估算值，以及对相别试切换对源相别上的换相装置有无向内置有磁运动部件供电作标识，还需要创建三个功率表，分别为第一功率表、第二功率表和功率均值表，以及负载类型表。

所述第一功率表，用于按预设的取样周期记录各用户端的换相装置的实时功率负载。所述第一功率表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，第一功率字段记录各个换相装置在各取样周期的实时功率负载值，并对该功率负载值作顺序编号标识。作为一种可选的方案，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值的实时功率负载值，以节省存储空间以及简化各换相装置的第一预设周期的平均功率的计算。第一功率表如表一所示。

表一、第一功率表示例/取样周期1分

所述第二功率表，用于记录各用户端的换相装置在第一预设周期内的功率均值，称之为第一预设周期(日)功率负载。所述第二功率表包括所述用户标识字段和第二功率字段，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，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。作为一种可选的方案，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是各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，第一功率表的各用户端的功率字段的最大记录数为1440(24x60)个，当某一用户1日24小时内连续使用高功率的负载装置时，该用户端的第一功率字段的非0功率的最大记录量为1440个，如表一所示。第一功率表连续记录累计时间达到第一预设周期，即1日时，即完成1440次取样，其只记录非0值的实时功率负载值，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该用户的日平均功率，被称之为日平均功率，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该用户端的第二功率字段，如表二所示。表二的第二功率表记录了各换相装置的最近7日的日功率负载值。

表二、第二功率表示例/第一预设周期1日

所述功率均值表，用于记录各用户端的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均值的平均值，也即用于记录各用户的换相装置在最近记录的第二预设数量的第二功率字段所记录的功率负载值的平均值。所述功率均值表包括所述用户标识字段和功率均值字段，功率均值字段记录用户端的换相装置在最近记录的第二预设数量个的第二功率字段所记录的功率负载值的平均值，该平均值作为换相装置接入低压配电网的试接入功率的估算值。所述功率均值字段用于记录最近第二预设数量(如5个)的第一预设周期(如1日)功率负载值的平均功率，优选地算术平均功率。例如获取在第二功率字段记录的最近5日的日功率负载值，来计算功率负载的平均值，即得到5日功率均值，如表三所示。

用户标识	功率均值
		1	3.88
2	5.3
		3	9.96
4	2.15
		5	3.96
6	3.72

表三、功率均值表示例/5日功率均值表

表三中记录了各个换相装置在距离当前最近的第二预设数量(如5个)的第一预设周期(如1日)功率负载值的算术平均值，该算术平均值作为该换相装置接入配电网的试接入功率的估计值，用于其试接入计算以确定所要接入的目标相别。优选地最近5日的功率负载值的算术平均值，即5日功率均值，在此简称为换相装置的5日功率均值，该5日功率均值作为该换相装置接入配电网的试接入功率的估计值。由于一次性生成了各个换相装置的第二预设数量(如5个)第一预设周期(如1日)功率负载的平均值，如近5日功率均值，则当某一断开配电网的换相装置需要接入配电网，该换相装置的5日功率均值可以直接从功率均值表中直接获取。另外还可以只计算待接入的换相装置的最近第二预设数量(如5)的第一预设周期(如1日)功率负载值的平均值，如只计算待接入的换相装置最近5日的5日功率均值。也就是说，功率均值表不是必需的，可以省略。

本实施方式的换相装置接入配电网的方法，还有如下进一步改进的技术主案。

上述步骤4的待接入的换相装置在接入配电网的过程中，在相总功率负载小的相别上选择需要相别试切换的换相装置，没有考虑所选择的换相装置所供电的负载装置的负载特性，如负载装置内置有磁运动部件。换相装置若向内置有磁运动部件的负载装置供电，换相装置进行相别切换，供电相位发生突变，磁运动部件的磁场突变，导致磁运动部件发生换相震动，产生噪声，使得该负载装置不能稳定地运行，同时会使其使用寿命大大缩短。如下的改进的方案可以很好地解决上述的问题。

所述负载类型表，如表八所示，包括用于区别并识别用户端的用户标识字段、及磁运动字段，磁运动字段的值用于标识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。基于负载类型表的磁运动字段的值对所述相别试切换对的源相别上所有的未向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置进行标识，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所述调整量值时，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调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值；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，可以理解为，所有被标识的换相装置的功率负载之和达不到所述调整量值，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调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于平衡阈值。

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，再在相别试切换对的源相别上选择未被标识的换相装置，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，将所选择的相装置进行相别切换，以使配电网电力负载平衡。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，磁运动部件的磁场发生突变，磁运动部件(如电机)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。

需要说明的是，还可以利用上述的第二不平衡阈值，第二不平衡阈值大于第一不平衡阈值，如第一不平衡阈值取值15％、第二不平衡阈值取值为18％。待接入的换相装置在试接入配电网的相总功率负载小的接入相别后，配电网电力负载不平衡度大于第一不平衡阈值，所述相别试切换对的源相别上无足够的被标识的换相装置，但是将源相别上所有被标识的换相装置的接入相别试切换到相别试切换对的目标相别，计算试切换、试接入后的配电网电力负载不平衡度，配电网电力负载不平衡度大于第一不平衡阈值且小于第二不平衡阈值，则认为配电网电力负载也达到平衡要求，而不在源相别上再选择未被标识的换相装置以使配电网电力负载不平衡度小于第一不平衡阈值。将源相别上被标识的所有换相装置的接入相别切换到相别试切换对的目标相别、待接入的换相装置接入所确定的相总功率负载小的相别，配电网电力负载仍保持平衡。这样处理后，虽然配电网电力负载不平衡度较高，但可以最大限度地减少向内置有磁运动部件的负载装置供电的换相装置进行相别切换，避免负载装置发生换相震动，使负载装置能保持稳定地运行，以及减少相别切换对配电网造成的谐波干扰，有利于用户端的负载装置保持平稳地运行。

配电网电力负载平衡装置

本实施方式提供一种配电网电力负载平衡装置，用于实现上述的配电网电力负载平衡的方法，所述负载平衡装置，如图5所示，由采集模块、计算模块、确定单元、标识模块、选择模块、相别切换模块、以及接入模块构成。

所述采集模块适于获取各个用户端的包括直接接入配电网的低功率负载部和经换相装置接入配电网的高功率负载部的总功率负载。所述计算模块适于基于所述总功率负载计算配电网电力负载不平衡度。所述确定单元适于该配电网电力负载不平衡度若大于不平衡阈值，则基于所述总功率负载经计算确定从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功率负载调整的相别切换对以及该相别切换对的调整量值。所述标识模块适于对所述相别切换对源相别上的未向内置有磁运动部件的负载装置供电的所有换相装置进行标识。所述选择模块适于在所述相别切换对的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所述调整量值，则在该源相别上未被标识的换相装置中再选择需要相别切换的换相装置，所选择的换相装置的功率负载之和与所述调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值。所述相别切换模块适于将所选择的换相装置的接入相别从相别切换对的源相别切换到目标相别。

其中，所述接入模块，如图6所示，由均值计算单元、接入获取单元、接入相别确定单元、接入单元、接入标识单元构成，用于待接入配电网的换相接入配电网的其中一相，且不破坏配电网的三相负载平衡状态。

所述均值计算单元适于基于所述待接入的换相装置的第一预设周期的功率负载，计算该换相装置最近的第二预设数量的第一预设周期功率负载的功率均值。所述接入获取单元适于获取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。所述接入相别确定单元适于根据所获取的各用户端的总功率负载，计算确定配电网的相总功率负载小的相别；将所述待接入的换相装置试接入该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，计算配电网电力负载不平衡度；当所述配电网电力负载不平衡度小于或等于不平衡阈值，则将待接入的换相装置接入所述相总功率负载小的相别；否则，基于所获取的各个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功率负载的调整量值，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，所选择的换相装置的功率负载之和与调整量值相当，以使试切换、试接入后的配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值；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。所述接入单元适于将待接入的换相装置接入所述相总功率负载小的相别。

进一步地，所述接入模块还包括接入标识单元。所述接入标识单元适于对所述相别试切换对的源相别上的未向内置有磁运动部件负载装置供电的所有换相装置做标识，标识出适合于换相操作的换相装置。所述接入相别确定单元还适于在所述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；所选择的换相装置的功率负载之和与所述调整量值相当，以使试切换和试接入后的配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值。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。所述接入单元适于将待接入的换相装置接入所述相总功率负载小的相别。

具体实例

为了使本领域技术人员能更好地理解上述实施方式的技术方案，下面举一个应用实例对上述的配电网电力负载平衡方法做进一步说明。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配电网的其中一相上，均匀地分布在配电网三相线上，如图4和表四所示，高功率负载部通过换相装置接入配电网的其中一相。为了描述方便，选取12用户端为例，该12个用户端的低功率负载部直接接入配电网，每个相别上分别接入4个用户端的低功率负载部；12个用户端的高功率负载部分别通过换相装置和配电网电连接，其中用户端1-用户端11的11个用户端的换相装置已接入配电网的其中一相，其接入的相别如表四所示，第12个用户端的换相装置为待接入的状态。此时配电网电力负载不平衡度为13.3％，小于第一不平衡阈值15％，达到三相负载平衡要求。

表四、实例的配电网的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(即高功率负载部)在1日内的非0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表五所示，由于本实例采用5日功率均值作为换相装置试接入功率值的估算值，因而，为了减小第二功率表的大小，其中仅记录了各个用户端的换相装置的最近7日的日功率值，如表五所示。

表五、各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，需要启用高功率负载装置，第12用户端的待接入的换相装置采用如下方式接入，接入配电网不破坏配电网的电力负载平衡状态。

第1步，第12用户端的待接入的换相装置发出接入请求。第12用户端的高功率负载的负载装置被启用，操纵相连接的换相装置发出接入配电网的接入请求。

根据第二功率表中记录的各个用户端的换相装置的日功率负载，计算最近5日(即表5中序号7-3的5个记录)的日功率负载的平均值，得到各换相装置的5日功率均值，更新功率均值表中的各用户端的换相装置的功率均值字段的记录值，得到更新的功率均值表，该表每天只需更新一次，如下表六所示。

用户标识	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
													功率均值	10.4	17.6	5.0	7.0	17.3	17.4	2.9	5.0	31.9	17.3	5.0	10.1

表六、各换相装置的5日功率均值

第2步，从功率均值表中获取第12用户端的待接入的换相装置的5日功率均值，该功率均值作为其试接入功率的估算值。需要说明的是，还可以基于第二功率表所记录的各个用户端的换相装置的日功率负载，只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，得到第12用户端的换相装置的5日功率均值，作为试接入功率的估算值。

第3步，获取接入配电网的12个用户端的总功率负载。该总功率负载包括各个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。需要说明的是，用户端的功率负载还可采用电流表示，若未作说明，功率负载即电流负载。

第4步，根据所述各个用户端的总功率负载计算确定配电网的相总功率负载小的相别。基于各个用户端的低功率负载部的电流负载值、接入相别以及高功率负载部的电流负载值、接入相别，分别计算配电网各相的相总功率负载，并确定相总功率负载小的相别，作为待接入的换相装置所要试接入的目标接入相别。所获取的各用户端的总功率负载如表四所示，经计算获得配电网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用户端的待接入的换相装置所需要试接入的目标接入相别。第12用户端的换相装置的近5日功率均值为10.1，作为试接入功率负载的估计值。

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，基于所述表四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配电网电力负载不平衡度，该试接入后电力负载不平衡度为18.4％。

第5步，试接后的配电网电力负载不平衡度为18.4％，大于预设的不平衡阈值15％，则执行第7步，否则，执行第6步。

第6步，将第12用户端的待接入的换相装置接入所述相总功率负载小的A相别。

第7步，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，造成配电网电力负载不平衡。基于表四中所记载的各用户端的换相装置的总功率负载及待接入的换相装置的5日功率均值，经计算确定配电网的从相总功率负载小的A相别向目标相别(可以为相总功率负载较小的相，也可能相总功率负载较小的相和相总功率负载大的相)需要调整功率负载的相别试切换对，以及该相别试切换对的源相别向目标相别需要功率负载调整的调整量值。在相别试切换对的源相别上选择换相装置，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，以使配电网电力负载平衡，并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试切换到目标相别，以及将所述待接入的第12用户端的换相装置试接入上述确定的相总功率负载小的相别，使配电网电力负载平衡，并计算试切换、试接入后配电网电力负载不平衡度。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，相别切换对间的调整量值为6.3，即从A相向B需要试调整的功率负载的调整量值为6.3。表四中的第4、第8用户端的换相装置的功率负载分别为7、5，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相别上试切换到B相上，配电网具有更好的平衡度，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，再将第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，此时低压配网的配电网电力负载不平衡度1.6％，小于第一不平衡阈值15％，达到三相负载平衡要求，没有破坏配电网电力负载平衡状态。第12用户端的换相装置接入的三相负载情况，如表七所示。

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	0	5
						9	2.3	C			30
10	2.4	C			8
						11	2.8	C			5
12	2	C	11
						相总负载			48.7	49.6	55.5

表七

用户端的换相装置有可能向内置有磁运动部件(如电机)的负载装置供电，如向内置有电机的空调机、洗衣机等负载装置供电。内置有磁运动部件的负载装置在运行过程中进行相别切换会导致负载装置产生换相震动，甚至损坏。因为，磁运动部件中包含有磁驱动机构，换相装置相别切换，供电相位发生突变，磁驱动机构的磁场突变，磁驱动机构发生换相震动，发出噪声，易造成空调机、洗衣机等内置有磁运动部件的负载装置产生换相震动，不能保持稳定地运行，甚至被损坏。为了使内置有磁运动部件的负载装置尽可能稳定地运行，在相别切换中，优选地选择不包含有磁运动部件负载装置的换相装置进行相别切换，这样可以最大限度地确保含有磁运动部件的负载装置能持续地稳定运行，同时还可减小其对配电网产生的谐波干扰影响。

为了解决上述问题，实现内置有磁运动部件的负载装置能持续稳定地运行，并延长使用寿命，建立了负载类型表，用于记录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，其包括用户标识字段和磁运动字段。当换相装置未向内置有磁运动部件的负载装置供电，则负载类型表的该用户端的磁运动字段的值为真，可以用1时标识，表示换相装置适合于换相操作；当换相装置向内置有磁运动部件的负载装置供电，则负载类型表的该用户端的磁运动字段的值为假，如用默认值0时表示，表示换相装置不适合于换相操作。本实例的负载类型表如表八所示。

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	1	0

表八

基于负载类型表中磁运动部字段所记录的值，可以确定第3、4、5、7、9、10、11用户端的换相装置均没有向内置有磁运动部件的负载装置供电，其余的第1、2、6、8用户端的换相装置向内置有磁运动部件的负载装置供电。从表四中知，相别试切换对源相别A相上接入了第1、4、5、8用户端的换相装置，基于负载类型表的值对A相上的第1、4、5、8用户端的换相装置进行标识，其中第4、5用户端的换相装置被标识为1，表明第4、5用户端的换相装置没有向内置有磁运动部件的负载装置供电，适合换相操作。在相别试切换对A相上被标识的换相装置中选择需要相别试切换的换相装置，将所选择的换相装置的接入相别从相别试切换对的A相别试切换到B相别，再将所述待接入的第12用户端的换相装置试接入相总功率负载小的A相别，以使配电网电力负载平衡。从A相上需要切换到B相上的功率负载的调整量值为6.3，由表四可知，A相上被做换相标识的换相装置中只有第4、5用户端的两个换相装置，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，试切换、试接入后的配电网电力负载不平衡度为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相别切换对的A相切换到B相上，并把第12用户端的换相装置接入配电网的A相上，如下表九所示，实现将第12用户端的换相装置成功地接入配电网，且不破坏配电网电力负载平衡。第12用户端的换相装置实际功率负载为11，再获取各用户端的总功率负载，计算配电网电力负载不平衡度为7.1％，小于第一不平衡阈值15％，达到平衡要求。

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	0	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	11
						相总负载			48.7	49.6	55.5

表九

上述在第12用户端的换相装置试接入配电网的其中一相，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相上优先选择不包含有向内置磁运动部件的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用户端的换相装置，使所述换相装置的接入相别从相别试切换对的A相切换到B相别，第12用户端的换相装置接入A相，以使三相负载平衡。完成第12用户端的换相装置接入配电网，减少了对用户端的负载装置稳定运行产生的不良影响。

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的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，则再从基于负载类型表所确定的向内置有磁运动部件的负载装置供电的换相装置中继续选择需要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，使配电网电力负载达到平衡。

现有技术是先将待接入的换相装置随机地接入配电网的其中一相，而后再进行三相负载平衡处理，将相总功率负载大的相别上的部分换相装置切换到相总功率负载小的相别上，以使配电网电力负载平衡。因此，常常会出现当待接入的换相装置接入配电网后，如接入相总功率负载大的相别上，立即造成配电网电力负载不平衡，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，另一方面也影响用户端的负载装置的稳定地运行，如使内置有磁驱运部件的空调机、洗衣机等负载装置产生震动，不能稳定性运行，甚至造成损坏。

在某一控制周期的某时刻，所述配电网的第2用户端的部分高功率的负载装置突然停用，第2用户端的高功率部分的功率负载值从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功率负载以及接入相别如表十所示，此时配电网电力负载不平衡度为21.4％，大于不平衡阈值15％，配电网电力负载不符合平衡要求。

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		6
						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	11
						相总负载			52.7	44.6	55.5

表十

配电网电力负载发生不平衡，需要对配电网进行以下负载平衡处理，以使配电网电力负载不平衡度达到平衡要求。

S1，获取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；该总功率负载包括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，如表十所示。

S2，基于表十所示的各用户端的总功率负载，即低功率负载部的功率负载值、接入相别及高功率负载部的功率负载值、接入相别，经计算确定配电网电力负载不平衡度及各相的相总功率负载；经计算A、B、C三相的相总功率负载分别为52.7、44.6、55.5，配电网电力负载不平衡度为21.4％。

S3，所述配电网电力负载不平衡度21.4％大于第一不平衡阈值15％，则执行S4步，否则，执行S6步；

S4，基于表十所示的各用户端的总功率负载，即低功率负载部的功率负载值、接入相别及高功率负载部的功率负载值、接入相别，经计算确定配电网的需要从相总功率负载大的源相别向相总功率负载小的目标相别调整功率负载的相别切换对、以及该相别切换对的源相别向目标相别的功率负载需要调整的调整量值。配电网A、B、C三相的相总功率负载分别为52.7、44.6、55.5，三相的总平均功率负载为50.6，相别切换对为(C相、B相)，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。当前负载类型表的值如下表十一所示。

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

表十一

基于负载类型表的磁运动字段的值对所述相别切换对的源相别上的换相装置作标识，标识出其中未向内置有磁运动部件负载装置供电的换相装置，如标识为1，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，仍保持默认值0。对相别切换对的源相别C相上的第7、9、10用户端的换相装置作标识，优选地在C相上被标识的第7、9、10用户端的换相装置中选择需要相别切换的换相装置。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用户的换相装置，第10用户的换相装置功率负载与所述的调整量值4.6相当，且第10用户的换相装置由C相试切换到B相后，试切换后的配电网电力负载不平衡度为10.2％，配电网电力负载平衡达到平衡要求。

需要说明的是，若相别切换对源相别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达不到所述调整量值，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，使配电网电力负载不平衡度达到平衡要求。

S5，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由当前的C相切换到B相，配电网电力负载不平衡度为10.2％，小于第一不平衡阈值15％，达到三相负载平衡要求。相别切换后，若在当前控制周期内，则基于所述相别切换对、源相别上所选择的各换相装置的功率负载对所获取的各用户的功率负载进行更新，执行S2步，若控制周期结束，则执行S6步。换相装置的接入相别调整后，各用户端的功率负载情况如下表十二所示。

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		6
						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	0
						11	2.8	C			5
12	2	C	11
						相总负载			52.7	52.6	47.5

表十二

S6，根据预设的控制周期，进入下一个控制周期重新执行S1步，进行新一控制周期的配电网电力负载平衡控制。

和现有技术相比，本发明具有如下技术进步性。

减少甚至避免相别切换导致用户端的负载装置发生换相震动，有利于负载装置保持稳定地运行。配电网电力负载不平衡发生时，对配电网三相负载进行调整，确定需要功率负载调整的相别切换对及相别切换对的调整量值，对相别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，标识出不会导致负载装置产生换相震动的适合于换相操作的换相装置，优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，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，并将所选择的换相装置的接入相别切换到相别切换对的目标相别，使配电网电力负载达到平衡要求。在相别切换过程中，最大限度地减少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，甚至所述换相装置避免了相别切换，有利使内置有磁运动部件的负载装置避免发生相别切换震动，保持稳定运行，延长使用寿命。

换相装置接入配电网时接入预先选定的接入相，配电网电力负载保持平衡，需要相别切换的换相装置的数量少，对配电网的谐波干扰及用户的负载装置稳定运行的不良干扰影响小。待接入的换相装置在接入配电网前，基于该换相装置的功率估算值及各用户端的总功率负载进行试接入计算，确定其需要试接入的目标接入相别，若试接入所确定的接入相别后，配电网电力负载达不到平衡要求，调整配电网各相间的功率负载，以使配电网电力负载达到平衡要求，最后将待接入的换相装置接入所述目标接入相别，配电网电力负载保持平衡。所以，待接入的换相装置接入配电网后不易导致配电网电力负载产生不平衡，在三相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。

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)

1.一种配电网电力负载平衡方法，其特征在于，所述方法包括：

获取各个用户端的包括直接接入配电网的低功率负载部和经换相装置接入配电网的高功率负载部的总功率负载；

基于所述总功率负载计算配电网电力负载不平衡度；

该配电网电力负载不平衡度若大于不平衡阈值，则基于所述总功率负载经计算确定从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功率负载调整的相别切换对以及该相别切换对的调整量值；

对所述相别切换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；

在所述相别切换对的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所述调整量值，则在该源相别上未被标识的换相装置中再选择需要相别切换的换相装置，所选择的换相装置的功率负载之和与所述调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值；

将所选择的换相装置的接入相别从相别切换对的源相别切换到目标相别。

2.根据权利要求1所述的配电网电力负载平衡方法，其特征在于，还包括待接入的换相装置接入配电网的方法：

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

获取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，计算确定配电网的相总功率负载小的相别；将所述待接入的换相装置试接入该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，计算配电网电力负载不平衡度；

当配电网电力负载不平衡度大于不平衡阈值，基于所获取的各个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，所选择的换相装置的功率负载之和与调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值；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述相总功率负载小的相别。

3.根据权利要求2所述的配电网电力负载平衡方法，其特征在于，所述“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”，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的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所述调整量值，则再在所述相别试切换对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。

4.根据权利要求3所述的配电网电力负载平衡方法，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在各取样周期的非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。

5.根据权利要求1-4所述的配电网电力负载平衡方法，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等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、电热水器等耗电功率大的负载装置的用电；

所述功率负载包括相别、该相的电流，或相别、该相的功率。

6.一种配电网电力负载平衡装置，其特征在于，包括以下模块：

采集模块，适于获取各个用户端的包括直接接入配电网的低功率负载部和经换相装置接入配电网的高功率负载部的总功率负载；

计算模块，适于基于所述总功率负载计算配电网电力负载不平衡度；

确定单元，适于该配电网电力负载不平衡度若大于不平衡阈值，则基于所述总功率负载经计算确定从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功率负载调整的相别切换对以及该相别切换对的调整量值；

标识模块，适于对所述相别切换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；

选择模块，适于在所述相别切换对的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所述调整量值，则在该源相别上未被标识的换相装置中再选择需要相别切换的换相装置，所选择的换相装置的功率负载之和与所述调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值；

相别切换模块，适于将所选择的换相装置的接入相别从相别切换对的源相别切换到目标相别。

7.根据权利要求要求6所述的配电网电力负载平衡装置，其特征在于，还包括待接入的换相装置的接入模块，包括以下构成单元：

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

接入获取单元，适于获取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；

接入相别确定单元，适于根据所获取的各用户端的总功率负载，计算确定配电网的相总功率负载小的相别；将所述待接入的换相装置试接入该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，计算配电网电力负载不平衡度；

当配电网电力负载不平衡度大于不平衡阈值，基于所获取的各个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，所选择的换相装置的功率负载之和与调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值；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；

接入单元，适于待接入的换相装置接入所述相总功率负载小的相别。

8.根据权利要求要求7所述的配电网电力负载平衡装置，其特征在于：所述换相装置的接入模块，具体还包括：

接入标识单元，适于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；

接入相别确定单元，还适于在所述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所述调整量值，则再在所述相别试切换对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。

9.根据权利要求8所述的配电网电力负载平衡装置，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在各取样周期的非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。

10.根据权利要求6-9所述的配电网电力负载平衡装置，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等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、电热水器等耗电功率大的负载装置的用电；

所述功率负载包括相别、该相的电流，或相别、该相的功率。