CN107425532B - 一种配电网电力负载平衡系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电网电力负载平衡系统，包括控制主站和多个用于切换接入相别的换相装置；配电网电力负载不平衡时，控制主站确定相别切换对及对应的调整量值，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，在源相别上选择需要相别切换的被标识的换相装置，若被标识的换相装置不足够，再在源相别上选择需要相别切换的未被标识的换相装置，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达到平衡，控制主站操纵所选择的换相装置将接入相别切换到相别切换对的目标相别。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，减少对配电网的谐波干扰。

Description

一种配电网电力负载平衡系统

技术领域

本发明涉及配电网三相负载平衡技术，尤其涉及一种适用于低压配电网的配电网电力负载平衡系统，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。申请号为 201510229739.4的中国专利申请公开了一种适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：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。上述中国专利申请公开的均衡系统通过实时切换换相装置的接入相别，使低压配电网保持三相负载平衡运行，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内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换相震动，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系统，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电力负载平衡系统，以减少甚至消除换相装置的相别切换对用户端负载装置稳定运行产生的不良影响。

本发明的一种实施方式是提供一种配电网电力负载平衡系统，其设计要点于，包括控制主站和多个换相装置，所述换相装置与用户端一一对应设置；

所述换相装置，适于获取对应的用户端的包括直接接入配电网的低功率负载部及经换相装置接入配电网的高功率负载部的总功率负载，并将总功率负载发送到控制主站；

所述控制主站，适于基于所接收的各用户端的总功率负载，计算确定配电网的从源相别将功率负载调整到目标相别的相别切换对及该相别切换对的调整量值，以使配电网电力负载达到平衡；

所述控制主站，适于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，在源相别上选择需要相别切换的被标识的换相装置，若源相别上所有被标识的换相装置的功率负载之和小于调整量值，则再在源相别上选择需要相别切换的未被标识的换相装置，所选择的换相装置的功率负载之和与调整量值相当，使配电网电力负载达到平衡；将相别切换对发送到对应的所选择的换相装置；

所述换相装置，适于基于所接收的相别切换对将该换相装置的接入相别切换到相别切换对的目标相别。

现有技术的配电网电力负载均衡系统，在相总功率负载大的源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，如换相装置向内置有磁运动部件(如电机)的负载装置供电，当换相装置实施相别切换时，供电相位突变，磁运动部件的磁场突变，导致磁运动部件发生相换震动，使内置有磁运动部件的负载装置产生换相震动，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：

减少相别切换导致用户端的负载装置发生震动，有利于负载装置稳定运行。配电网电力负载不平衡发生时，控制主站确定相别切换对及对应的调整量值，对相别切换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，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，所选择的换相装置的功率负载之和与上述的调整量值相当，以使配电网电力负载达到平衡要求。控制主站将所确定的相别切换对发送到对应的需要相别切换的换相装置；换相装置基于所接收的相别切换对将其接入相别切换到相别切换对的目标相别。在配电网电力负载平衡处理过程中，最大限度地减少甚至避免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操作，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。

附图说明

图1现有技术的配电网三相负载均衡系统的示意图。

图2本发明的配电网电力负载平衡系统的示意图。

图3控制主站的平衡模块的框图。

图4控制主站的接入模块的框图。

图5本发明的配电网电力负载平衡系统的布线示意图。

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。

现有技术的配电网电力负载均衡系统，如图1所示，用电终端(即用户端)经换相装置接入配电网的其中一相，换相装置即向日常照明、冰箱、排风扇等共电，也向空调、电炉、电热扇等供电。当配电网电力负载不平衡时，进行三相负载调整，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，以使配电网三个负载平衡。换相装置同时向冰箱、排风扇、空调、电炉、电热扇等负载装置供电，没有区分换相装置所供电的负载装置的负载类型的差别，如负载装置内置电机、电磁驱动构等磁运动部件，当换相装置实施相别切换操作时，供电相位突变，磁运动部件的磁场突变，导致磁运动部件发生相换震动，产生噪声，使内置有磁运动部件的负载装置产生换相震动，发出噪声，不能稳定地运行，甚至被损坏。

本实施方式的配电网电力负载平衡系统根据居民用户(简称用户端)用电的特性形为，将各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、电风扇、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。用户端的低功率负载部直接入配电网的其中一相上。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。用户端的高功率负载部通过换相装置接入配电网的其中一相线。

配电变压器的低压输出侧采用三相四线制，如图2和图5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。所述配电网向多个用户端供电，如向n个用户端供电，n为大于0的自然数，如图5所示，分别被标识为用户端1、用户端2、……、用户端n。所述用户端1、用户端2、……、用户端n的高功率负载部的负载装置分别经换相装置1、换相装置2、……、换相装置n(图中未标识)接入配电网的其中一相，从配电网的一相线上取电；所述用户端1、用户端2、……、用户端n的低功率负载部直接接入配电网的其中一相线上，均匀地分布在配电网的三相线上，即每一相上所接入的用户端的数量基本相等。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平衡要求。

换相装置主要用于用户端的高功率负载部接入、断开配电网和接入相别的切换，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，以及采集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，并将判断结果和总功率负载发送到控制主站。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，在本文中均表述为换相装置的功率负载。

所述配电网电力负载平衡系统，如图2所示，被配置有控制主站和多个换相装置，换相装置与各个用户端一一对应。所述控制主站用于控制配电网的电力负载平衡。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。换相装置适于接收控制总站发送的包括源相别及目标相别的相别切换对，并基于所接收的相别切换对将该换相装置的接入相别切换到相别切换对的目标相别，以及基于控制主站发送的控制信号采集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，并将该总功率负载发送到控制主站。控制主站根据所接收的各用户端的总功率负载确定相别切换对及相别切换对的调整量值，以及确定相别切换对源相别上的需要相别切换的换相装置，以使配电网电力负载平衡，并将所确定的相别切换对发送到对应的需要相别切换的换相装置。换相装置基于所接收的相别切换对将其接入相别切换到相别切换对的目标相别。

所述用户端的总功率负载包括该用户端的低功率负载部的功率负载和高功率负载部的功率负载，具体地包括用户端的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；其“功率”为“电流”，还可以为“功率”、“电流、电压”以及“电流、电压和相位”中的任一项。

当配电网电力负载发生不平衡时，配电网电力负载平衡系统进行负载平衡处理，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，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，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，具体包括：

所述换相装置，适于获取对应的用户端的包括直接接入配电网的低功率负载部及经换相装置接入配电网的高功率负载部的总功率负载，并将总功率负载发送到控制主站；

所述控制主站，适于基于所接收的各用户端的总功率负载，计算确定配电网的从源相别将功率负载调整到目标相别的相别切换对及该相别切换对的调整量值，以使配电网电力负载达到平衡；

所述控制主站，适于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，在源相别上选择需要相别切换的被标识的换相装置，若源相别上所有被标识的换相装置的功率负载之和小于调整量值，则再在源相别上选择需要相别切换的未被标识的换相装置，所选择的换相装置的功率负载之和与调整量值相当，使配电网电力负载达到平衡；将相别切换对发送到对应的所选择的换相装置；

所述换相装置，适于基于所接收的相别切换对将该换相装置的接入相别切换到相别切换对的目标相别。

现有技术的配电网三相负载平衡处理，在相总功率负载大的源相别选择需要相别切换的换相装置，没有考虑且也无法考虑换相装置供电的负载装置的负载类型差别，如负载装置内置有磁运动部件的电机，在相别切换时，由于供电相位突变，磁场方向突变，导致电机发生换相震动，产生噪声，负载装置不能稳定运行。本实施方式的配电网电力负载平衡系统在进行配电网三相负载平衡处理过程中，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，标识出不会使负载装置产生换相震动的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，以使配电网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，甚至所述换相装置不需要进行相别切换，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。

其中，所述控制主站包括获取模块、平衡模块和收发模块：

所述获取模块，适于操纵各用户端的换相装置采集该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。所述控制主站的平衡模块操控获取模块采集各用户端的总功率负载，所述获取模块向配电网的各个换相装置分别发送用于功率负载采集的控制信号；换相装置的收发模块(图中未画出) 接收所述的控制信号，基于所接收的控制信号换相装置的采集模块采集对应用户端的包括直接入配电网的低功率负载部与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。各个换相装置的收发模块将所采集的用户端的总功率负载发送到控制主站。所述用户端的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，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。

所述收发模块，适于接收各用户端的换相装置发送的总功率负载。控制主站的收发模块接收各个换相装置发送的对应用户端的总功率负载，获取各用户端的总功率负载。所述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。

所述平衡模块适于在配电网电力负载不平衡时，调整配电网各相间的功率负载，使配电网电力负载平衡，包括平衡计算单元、平衡相别切换对确定单元、平衡标识单元和平衡换相装置选定单元。

所述平衡计算单元，适于基于所接收的各用户端的总功率负载计算配电网电力负载不平衡度。基于所接收的用户端的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，平衡计算单元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。

所述平衡相别切换对确定单元，适于当配电网电力负载不平衡度大于不平衡阈值时，则基于所述的各个用户端的总功率负载计算确定配电网的从相总功率负载大的源相别将功率负载调整到相总功率负载小的目标相别的相别切换对及该相别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，以使配电网电力负载达到平衡要求，即配电网电力负载不平衡度小于不平衡阈值。本实施方式中，所述不平衡阈值可以取值为15％，此为配电网负载平衡要求的国家标准。需要说明的是，所述相别切换对的数量为一个，也有可能有两个，如在某一控制周期配电网的其中两相别上的多个换相装置同时断开配电网，还可理解为换相装置所供电的高功率的负载装置全被关闭，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。所述平衡相别切换对确定单元确定了为使配电网电力负载达到平衡的相别切换对及相别切换对的调整量值。

所述平衡标识单元，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作标识，标识出适合于换相操作的换相装置。例如，所述平衡标识单元基于所确定的相别切换对，对相别切换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进行标识，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，不会导致负载装置产生换相震动。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，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，对用户端的负载装置的影响最小。

为便于对源相别上的换相装置进行标识，所述控制主站内置有负载类型表，如表五所示，所述负载类型表包括用于区别并识别用户端的用户标识字段、以及磁运动字段，磁运动字段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。换相装置若未向内置有磁运动部件的负载装置供电，则负载类型表的磁运动字段的值为真，如赋予1值，表示该换相装置适合于换相操作；否则值为假，如保持默认的0值，表示换相装置会产生换相震动，不适合于换相操作。换相装置内置类型标识模块，对其所供电的负载装置的类型的判别。类型标识模块可以采用换相装置所供电的供电接口进行编码的方式来作判别，例如，某用户端的换相装置与四个供电插座电连接，即向四个高功率的负载装置供电。换相装置的类型标识模块将供电插座分别编码为插座001、插座002、插座003、插座004，并定义其分别用于向空凋、电磁炉、洗衣机和电阻炉供电。当插座001向空调供电或插座003向洗衣机供电，即插座001或插座003有电流时，该用户端的换相装置向内置有磁运动部件的负载装置供电，类型标识模块对换相装置已向内置有磁运动部件负载装置供电作标记，并将标记结果发送到控制主站以更新负载类型表的对应的磁运动字段的值。所以，所述平衡标识单元可以基于负载类型表的值对相别切换对源相别上的换相装置作标识。

所述平衡换相装置选定单元，适于在所述相别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，若该源相别上被标识的换相装置的功率负载之和小于调整量值，则再在该源相别上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。具体地为：当所述相别切换对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，只需在所述相别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，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，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。

为使配电网电力负载达到平衡，所述控制主站的平衡模块通过上述的处理过程确定了相别切换对，及基于该相别切换所确定的需要相别切换的换相装置。

所述收发模块，还适于将所确定的相别切换对发送到对应的需要相别切换的换相装置。所述控制主站的平衡模块操控收发模块将平衡模块所确定的相别切换对分别发送到对应的所确定的需要相别切换的换相装置。

所述需要相别切换的换相装置分别接收到来自控制主站发送的相别切换对，所述换相装置基于所接收的相别切换对，该换相装置的换相模块将其接入相别从相别切换对的源相别切换到目标相别，配电网电力负载达到平衡要求。

进一步地，还可以引入另一不平衡阈值，可以称之为第二不平衡阈值，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％。在各个控制周期对配电网进行电力负载平衡控制时，当配电网电力负载不平衡度大于第一不平衡阈值，即发生了电力负载不平衡，若所述相别切换对源相别上的被标识的换相装置的负载功率之和小于所述调整量值，且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后，试切换后的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，此情况下则认为配电网的电力负载也达到平衡要求，将不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再选择需要相别切换的相换装置，以使配电网电力负载不平衡小于第一不平衡阈值，则所述源相别上的所有被标识的换相装置为所选择的需要相别切换的换相装置。这样操作的目的是避免造成更多的负载装置产生相换震动，以使负载装置能保持稳定地运行。这样操作虽然配电的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。

与现有技术相比，上述的配电网电力负载平衡系统，当配电网电力负载不平衡发生时，在相别切换对的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，标识出不会使负载装置产生换相震动的换相装置，即标识出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，所选择的换相装置的功率负载之和达到调整量值，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，以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，虽供电相位发生突变，磁场方向发生突变，但不会产生物理震动，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。

配电网在供电过程中，有的用户端的高功率的负载装置被停用，换相装置的输出功率为0，可视为断开配电网；在某控制周期，该用户端对高功率的负载又有需求，启用高功率的负载装置，操纵换相装置接入配电网的其中一相线。因此，所述控制主站还被配置有接入模块，接入模块适于将断开配电网的换相装置(即待接入的换相装置)接入配电网的其中一相线，且不破坏配电网电力负载平衡的状态。

所述接入模块，适于获取待接入的换相装置的试接入功率负载的估算值，基于所接收的各用户端的总功率负载计算确定相总功率负载小的相别，将待接入的换相装置试接入相总功率负载小的相别，基于各用户端的总功率负载及试接入功率负载的估算值若确定配电网电力负载未达到平衡，则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切换对及该相别切换对的调整量值，在相别切换对的源相别上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调整量值相当，以使配电网电力负载达到平衡；将相别切换对发送到对应的所选择的需要相别切换的换相装置。

其中，所述接入模块包括接入功率估算单元、接入相别确定单元、接入相别切换对确定单元、接入换相装置选定单元。

当某用户端的高功率的负载装置全部停用，换相装置的输出功率为0，无电流输出，可视为该用户端的换相装置已从配电网断开，当用户对高功率负载有需求时，用户开启高功率的负载装置，触发换相装置接入配电网的其中一相，换相装置向控制主站发送接入请求，控制主站基于所接收的接入请求处理该换相装置的接入，执行以下单元。

所述接入功率估算单元，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，作为该换相装置的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，当取相周期相同时，即为时间加权平均值。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日的功率均值，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。例外，待接入的换相装置的试接入功率的估算值也可以从功率均值表中获取。

所述控制主站的接入模块操控获取模块采集各用户端的总功率负载，获取模块向各用户端的换相装置发送用于功率负载采集的控制信号。换相装置的采集模块基于所接收的控制信号采集其对应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。各个换相装置的收发模块将所采集的用户端的总功率负载发送到控制主站。控制主站的收发模块分别接收由各换相装置发送的总功率负载，得到各用户端的总功率负载。所述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，高功率负载部的功率负载值、接入相别。

所述接入相别确定单元，适于基于所接收的各用户端的总功率负载，计算配电网三相的相总功率负载，并确定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。

所述接入相别切换对确定单元，适于将所述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大于不平衡阈值，基于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切换对及该相别切换对的从源相别向目标相别需要调整功率负载的调整量值。

将待接入的换相装置试接入上述所确定的相总功率负载小的相别后，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估算值，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功率估算值，计算确定配电网的从所确定的相总功率负载小的源相别向相总功率负载较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源相别向目标相别需要功率负载调整的调整量值。

需要说明的，当所述的待接入的换相状置的5日功率均值若较大时，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。

所述接入换相装置选定单元，适于在所述相别切换对源相别上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。在所述相别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切换对的目标相别、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。所述接入换相装置选定单元确定了相别切换对及相别切换对源相别上需要相别切换的换相装置。

所述控制主站的接入模块操控收发模块，收发模块将接入模块所确定的相别切换对发送到对应的所确定的需要相别切换的换相装置，以及将所确定的待接入换相装置的接入相别发送到对应的换相装置。

所述需要相别切换的换相装置的收发模块接收来自于控制主站发送的相别切换对，待接入的换相装置的收发模块接收到控制主站发送的接入相别，需要相别切换的换相装置基于所接收的相别切换对将其接入相别切换到相别切换对的目标相别；待接入的换相装置基于所接收的接入相别将其接入所述接入相别，接入配电网的其中一相线。

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，为了更方地基于换相装置的第一预设周期功率负载，计算该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，该功率均值作为其试接入功率的估算值，所述控制主站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。

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、第一预设周期1日

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) 内所述第一功率表第一功率字段所记录的实时功率负载值的累计值相对于非 0值功率累计时间(也可以个数)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，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。

上述的待接入的换相装置在接入配电网的过程中，在相别切换对的源相别上选择需要进行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的电机。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，磁运动部件的磁场方向突变，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。为了解决上述的问题，所述接入模块还被内置有接入标识单元，用于标识出适合于换相操作的换相装置，优先选择被标识的换相装置作为功率负载调整需要相别切换的换相装置。

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换相装置进行标识，标识出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。当所述相别试切换对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，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，在相别试切换对源相别上标识出不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，供电相位突变，磁运动部件的磁场突变，磁运动部件发生换相震动，使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，甚至可能会导致损坏。

需要说明的是，还可以利用以上提及的第二不平衡阈值，所述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相总功率负载小的相别后，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适合于换相操作的换相装置，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，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，则认为配电网电力负载也达到了平衡要求，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。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，使负载装置保持稳定地运行，以及减少相别切换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。

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系统做进一步说明。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5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，如下表四所示。

因而，所述配电网电力负载平衡系统包括控制主站和12个用户端的换相装置，每个用户端与换相装置一一对应，每个用户端对应一个换相装置。控制主站内置有获取模块、平衡模块和收发模块，平衡模块包括平衡计算单元、平衡相别切换对确定单元、平衡标识单元和平衡换相装置选定单元。换相装置采用供电接口编码的方式来判别其有无向内置有磁运动部件的负载装置供电，例如，换相装置与四个供电插座电连接，供电插座分别编码为插座001、插座002、插座003、插座004，并定义其分别用于向空凋、电磁炉、洗衣机和电阻炉供电。当插座001向空调供电或插座003向洗衣机供电，即插座001 或插座003有电流，则确定该用户端的换相装置向内置有磁运动部件负载装置供电。

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

表四

在一控制周期，控制主站的平衡模块操控获取模块采集各用户端的总功率负载，获取模块向12个用户端的换相装置分别发送用于功率负载采集的控制信号。各个换相装置基于所接收的控制信号采集对应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。每个用户端的换相装置的收发模块(图中未画出)将所采集的用户端的总功率负载发送到控制主站。

控制主站的收发模块接收各用户端的换相装置发送的总功率负载，获取了各个用户端的总功率负载。所述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，配电网的12个用户端的各用户端的总功率负载如表四所示。

所述平衡计算单元基于表四所示的所获取的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，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；经计算配电网的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％。

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％，所述平衡相别切换对确定单元基于表四所示的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，即各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需要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需要功率负载调整的调整量值。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，确定相别切换对由源相别C相和目标相别B相构成，标记为相别切换对(C、B)，相别切换对(C、B)的源相别C相和目标相别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。

当前负载类型表的值如下表五所示。

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

表五

基于负载类型表的用户标识字段、磁运动字段的值，所述平衡标识单元对所述相别切换对源相别C相上第7、9、10、11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第7、9、10换相装置，如标识为1，表示换相装置适合于换相操作，不会导致负载装置产生换相震动；向内置有磁运动部件负载装置供电的第11换相装置不进行标识。即平衡标识单元对相别切换对源相别C相上的第7、9、10用户端的换相装置作了标识。

所述平衡换相装置选定单元在源相别C相上选择需要相别切换的相换装置。由于相别切换对源相别C相上的第7、9、10用户端的换相装置的功率负载之和大于所述调整量值4.6，所以仅在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，第7、9、10 用户端的换相装置的功率负载分别为3、30、8，其中选择第7用户的换相装置，第7用户的换相装置功率负载3与所述的调整量值4.6相当，且第7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小于所述调整量值，先将源相别上被标识的换相装置全部被选择，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。

为使配电网电力负载达到平衡，所述控制主站的平衡模块通过上述的处理过程确定了相别切换对(C、B)及相别切换对的调整量值4.6，及基于该相别切换对及调整量值确定了相别切换对源相别C相上需要相别切换的第7用户端的换相装置。所述控制主站的平衡模块操控收发模块，收发模块将所确定的相别切换对(C、B)发送到对应的第7用户端的需要相别切换的换相装置，即所述控制主站的收发模块将控制主站的平衡模块所确定的相别切换对所送到对应的所确定的需要相别切换的换相装置。

表六

所述需要相别切换的第7用户端的换相装置接收到来自控制主站收发模块的相别切换对(C、B)，所述第7用户端的换相装置基于所接收的相别切换对(C、B)将该换相装置的接入相别从相别切换对的源相别C相切换到目标相别B相，即将所选择的第7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。配电网的第7用户端的换相装置的接入相别切换后，12 个用户端的功率负载情况如表六所示。

在某时间，配电网的第12用户端的高功率的负载装置被全部停用，第12 用户端的换相装置的输出功率为0，可理解为其已断开配电网。在另一控制周期，第12用户端对高功率负载有需求时，用户开启高功率的负载装置，触发换相装置接入配电网的其中一相，换相装置向控制主站发送接入请求，控制主站处理该换相装置的接入，执行接入模块将第12用户端的换相装置接入配电网的其中一相，且不破坏配电网的电力负载平衡状态。在该控制周期的配电网的12个用户端的其中用户端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，其接入的相别及功率负载值如表七所示，第12个用户端的换相装置为待接入的状态，如表七所示。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。

表七、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。该实例的第二功率表如表八所示，由于本例中采用换相装置的5日功率均值作为其试接入功率值的预估，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，如表八所示。

表八、换相装置的日功率负载值

所述控制主站的接入模块，适于将待接入的第12用户端的换相装置接入配电网的其中一相别，且不破环配电网的电力负载平衡状态。接入模块包括接入功率估算单元、接入相别确定单元、接入相别切换对确定单元、接入换相装置选定单元。

所述接入功率估算单元基于各个换相装置的日功率负载，计算该换相装置最近的5日的日功率负载的平均值，称之为5日功率均值，作为换相装置的试接入功率的估算值。

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(即表五中序号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，如下表九所示。

表九、各换相装置的5日功率均值表

从功率均值表中获取第12用户端的换相装置的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，只计算该待接入的第12用户端的换相装置最近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，作为试接入的功率估算值。

所述控制主站的接入模块操控获取模块采集各用户端的总功率负载，获取模块向12个用户端的换相装置分别发送用于功率负载采集的控制信号，各换相装置的采集模块基于所接收的控制信号采集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。各个换相装置的收发模块将所采集的用户端的总功率负载分别发送到控制主站。控制主站的收发模块分别接收由12个换相装置发送的总功率负载，得到12个用户端的每个用户端的总功率负载，如表七所示。所述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。

所述接入相别确定单元，根据所述12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12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，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。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接入相别。所获取的各用户端的总功率负载如表七所示，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，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。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。

所述接入相别切换对确定单元将待接入的第12用户端的换相装置试接入所确定的相总功率负载小的接入相别A相，基于所述表七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日功率均值计算试接入后的配电网电力负载不平衡度，该试接入后配电网电力负载不平衡度为18.4％。

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％，所述接入相别切换对确定单元经计算确定配电网的从相总功率负载小的相别 (如可能是相总功率负载小的A相，也可能是相总功率负载较小的B相)向目标相别(如可能为相总功率负载较小的B相相，也可能/和相总功率负载大的C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。所述接入相别切换对确定单元基于表七中所记载的12个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10.1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，即为使试接入后的配电网电力负载平衡，需要从A相向B相试调整的负载量为6.3。

所述接入换相装置选定单元在所述相别切换对源相别上选择需要相别切换的换相装置，以使所选择的换相装置的功率负载之和与调整量值相当。相别切换对源相别上有第1、4、5、8用户端的换相装置，基于表七中的记录的第1、4、5、8用户端的换相装置的功率负载值分别为10、7、17、5，可以确定第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，其功率负载分别与调整量值6.3相当，最接近。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。

所述控制主站的接入模块操控收发模块，收发模块将接入模块所确定的相别切换对(A，B)发送到对应的所确定的需要相别切换的第8用户端的换相装置，以及将所确定的接入相别A相发送到对应的待接入的第12用户端的换相装置。

所确定的需要相别切换的第8用户端的换相装置的收发模块接收来自于控制主站发送的相别切换对(A，B)，待接入的第12用户端的换相装置的收发模块接收到控制主站发送的接入相别A相。第8用户端的换相装置基于所接收的相别切换对(A，B)将其接入相别切换到相别切换对的目标相别B相；待接入的第12用户端的换相装置基于所接收的接入A相别将其接入所述接入相别，即接入配电网的A相线。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，如表十所示。

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

表十

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的负载装置产生换相震动，不能保持稳定运行，甚至被损坏。为了使内置有磁运动部的负载装置尽可能稳定地运行，在相别切换中，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，所述接入模块还配置有接入标识单元，用于标识出适合于换相操作的换相装置。基于表十一所示的负载类型表的值，接入标识单元对上述的接入相别切换对确定单元所确定的相别切换对源相别上的换相装置进行标识，标识出未向内置有磁性运动部件负载装置供电的换相装置，该换相装置适合于换相操作。

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

表十一

从表七中知，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，所述接入模块的接入标识单元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，如可以标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，适合于换相操作。所述接入模块的接入换相装置选定单元在相别试切换对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，由于源相别A相上被标识的第4、5用户端的换相装置的功率负载之和大于调整量值4.6，所以仅在相别试切换对源相别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，使所选择的换相装置的功率负载之和与所述调整量值 4.6相当，以使配电网电力负载达到平衡要求。由表四可知，A相上被标识的第4、5用户端的两个换相装置的功率负载分别为7、17，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，最接近，相对误差最小，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。所述接入模块所确定的相别切换对为(A， B)，调整量值为6.3，需要相别切换的换相装置为第4用户端的换相装置。

所述控制主站的接入模块操控收发模块将接入模块所确定的相别切换对 (A，B)发送到对应的所确定的需要相别切换的第4用户端的换相装置，以及将所确定的接入相别A相发送到对应的待接入的第12用户端的换相装置。

所确定的需要相别切换的第4用户端的换相装置的收发模块接收来自于控制主站发送的相别切换对(A，B)，待接入的第12用户端的换相装置的收发模块接收到控制主站发送的接入相别A相。第4用户端的换相装置基于所接收的相别切换对(A，B)将其接入相别切换到相别切换对的目标相别B相；待接入的第12用户端的换相装置基于所接收的接入A相将其接入配电网的A 相。将A相上的第4用户端的换相装置的接入相别切换到B相上，第12用户端的换相装置试接入A相上，如下表十二所示，实现将第12用户端的换相装置成功地接入配电网，不破坏配电网电力负载平衡，且避免了相别切换导致用户端的负载装置产生换相震动，对用户端的负载装置稳定运行的不良影响最小。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

表十二

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，从相别试切换对源相别A 相上选择未向内置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。

现有技术的负载平衡处理在选择需要相别切换的换相装置，没有考虑经换相装置所供电的负载装置的负载类型的差别，如负载装置内置有磁运动部件，换相装置实施相别切换，导致负载装置产生相换震动，不能稳定地运行；以及现有技术将待接入的换相装置随机地接入配电网的其中一相，易造成电力负载不平衡，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，如内置有磁运动部件的空调机、洗衣机等负载装置产生换相震动，不能稳定地运行，甚至造成损坏。

和现有技术相比，本发明具有如下技术进步性。

减少相别切换导致用户端的负载装置发生震动，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，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，并将所选择的换相装置切换到目标相别，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，甚至所述换相装置不需要进行相别切换，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择目标相，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系统，其特征在于，包括控制主站和多个换相装置，所述换相装置与用户端一一对应设置；

所述换相装置，适于获取对应的用户端的包括直接接入配电网的低功率负载部及经换相装置接入配电网的高功率负载部的总功率负载，并将总功率负载发送到控制主站；

所述控制主站，适于基于所接收的各用户端的总功率负载，计算确定配电网的从源相别将功率负载调整到目标相别的相别切换对及该相别切换对的调整量值，以使配电网电力负载达到平衡；

所述控制主站，适于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，在源相别上选择需要相别切换的被标识的换相装置，若源相别上所有被标识的换相装置的功率负载之和小于调整量值，则再在源相别上选择需要相别切换的未被标识的换相装置，所选择的换相装置的功率负载之和与调整量值相当，使配电网电力负载达到平衡；将相别切换对发送到对应的所选择的换相装置；

所述换相装置，适于基于所接收的相别切换对将该换相装置的接入相别切换到相别切换对的目标相别。

2.根据权利要求1所述的配电网电力负载平衡系统，其特征在于，所述控制主站包括获取模块、平衡模块和收发模块：

所述获取模块，适于操纵各用户端的换相装置采集对应用户端的总功率负载；

所述收发模块，适于接收各用户端的换相装置发送的总功率负载；

所述平衡模块包括平衡计算单元、平衡相别切换对确定单元、平衡标识单元和平衡换相装置选定单元；

所述平衡计算单元，适于基于所接收的各用户端的总功率负载计算配电网电力负载不平衡度；

所述平衡相别切换对确定单元，适于当配电网电力负载不平衡度大于第一不平衡阈值时，则基于所述各个用户端的总功率负载计算确定配电网的从相总功率负载大的源相别将功率负载调整到相总功率负载小的目标相别的相别切换对及该相别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；

所述平衡标识单元，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作标识；

所述平衡换相装置选定单元，适于在所述相别切换对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，若该源相别上被标识的换相装置的功率负载之和小于调整量值，则再在源相别上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调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于第一不平衡阈值；

所述收发模块，还适于将平衡模块所确定的相别切换对发送到对应的需要相别切换的换相装置。

3.根据权利要求2所述的配电网电力负载平衡系统，其特征在于，所述控制主站还包括将待接入的换相装置接入配电网的接入模块；

所述接入模块，适于获取待接入的换相装置的试接入功率负载的估算值，基于所接收的各用户端的总功率负载计算确定相总功率负载小的相别，将待接入的换相装置试接入相总功率负载小的相别，基于各用户端的总功率负载及试接入功率负载的估算值若确定配电网电力负载未达到平衡，则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切换对及该相别切换对的调整量值，在相别切换对的源相别上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调整量值相当，以使配电网电力负载达到平衡；将相别切换对发送到对应的所选择的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系统，其特征在于：所述接入模块包括接入功率估算单元、接入相别确定单元、接入相别切换对确定单元、接入换相装置选定单元；

所述接入功率估算单元，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，作为该换相装置的试接入功率的估算值；

所述接入相别确定单元，适于基于所接收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；

所述接入相别切换对确定单元，适于将所述待接入的换相装置试接入所述相总功率负载小的相别，基于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大于第一不平衡阈值，基于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切换对及该相别切换对的调整量值；

所述接入换相装置选定单元，适于在所述相别切换对源相别上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调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于第一不平衡阈值；

所述收发模块，还适于将接入模块所确定的相别切换对发送到对应的需要相别切换的换相装置。

5.根据权利要求4所述的配电网电力负载平衡系统，其特征在于，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；

所述接入换相装置选定单元，还适于在所述相别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的源相别上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调整量值相当，以使配电网电力负载不平衡度小于第一不平衡阈值。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的配电网电力负载平衡系统，其特征在于：

所述换相装置内置有类型标识单元，用于标识该换相装置有无向内置有磁运动部件的负载装置供电，将标识结果发送到控制主站。

7.根据权利要求2或5所述的配电网电力负载平衡系统，其特征在于：

所述平衡换相装置选定单元和接入换相装置选定单元，还分别适于所述相别切换对源相别上被标识的换相装置的功率负载之和小于调整量值，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，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，源相别上所有被标识的换相装置为所选择的需要相别切换的换相装置。

8.根据权利要求4所述的配电网电力负载平衡系统，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所述的配电网电力负载平衡系统，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。

10.根据权利要求9所述的配电网电力负载平衡系统，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；

所述功率负载包括相别、该相的电流，或相别、该相的功率。