CN107591826A - 一种配电网主、支线路三相负载均衡系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电网主、支线路三相负载均衡系统，包括主控制器和多个支控制器。主控制器基于主线路负载不均衡状况确定相别调整对及主调整量值，基于相别调整对在各支线路中选择调整支线路；各支控制器对该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；使各调整支线路被选择的换相装置的功率负载之和与主调整量值相当，操纵被选择的换相装置的接入相别切换到目标相别，使主线路及支线路负载达到均衡要求。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、支线路三相负载均衡系统

技术领域

本发明涉及配电网负载均衡技术，尤其涉及一种适用于低压配电网的配电网主、支线路三相负载均衡系统，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，配电网的三相不均衡状况无规律性，事先无法预知，导致了配电网三相负载的长期性不均衡。申请号为201510229756.8的中国专利申请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均衡的情况下，确定该支干线路需要相别切换的换相装置，并操纵电力负载均衡子系统将所确定的换相装置切换相别，使主干线路达到三相负载均衡要求。上述中国专利申请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，如负载装置内置有磁运动部件的电机，在相别切换时，供电相位突变，导致磁运动部件产生换相震动，发出噪声，负载装置不能稳定运行。因此，亟需开发一种配电网主、支线路三相负载均衡系统，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主、支线路三相负载均衡系统，该系统在选择换相装置时，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，可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、支线路三相负载均衡系统，其设计要点于：

包括用于控制主线路三相负载均衡的主控制器和用于控制支线路三相负载均衡的支控制器，所述支控制器与其控制的支线路的换相装置通信连接；

所述主控制器的主均衡模块基于从各支控制器所获取的各条支线路各相的相总功率负载进行计算处理，当主线路三相负载不均衡时，确定主线路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调整功率负载的相别调整对及相别调整对的主调整量值，在保持支线路三相负载均衡的情况下，基于相别调整对在各条支线路中选择需要进行功率负载调整的调整支线路及确定该调整支线路的支调整量值，以使主线路三相负载均衡；

所述支控制器的支调整模块基于所接收的相别调整对、支调整量值进行计算处理，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作标识，在保持调整支线路三相负载均衡的情况下，在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，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，所选择的换相装置的功率负载之和与该调整支线路的支调整量值相当，所述支控制器操纵对应调整支线路上被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；使各调整支线路上所选择的换相装置的功率负载之和与主调整量值相当，以使主线路三相负载达到均衡要求。

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，减小甚至避免了所述负载装置产生换相震动、发出噪声，使其能稳定地运行。

现有技术中的配电网主、支线路三相负载均衡处理，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、电磁驱动机构等，在相别切换时，供电相位突变，磁场方向突变，导致磁运动部件产生换相震动，发出噪声，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均衡，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，发出噪声，有利于负载装置稳定运行。配电网主线路三相负载不均衡发生时，确定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，在保持支线路三相负载均衡情况下，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，并将所选择的换相装置切换到目标相别，使配电网主线路的三相负载达到均衡要求。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产生换相震动，保持稳定运行，延长使用寿命。

附图说明

图1现有技术的电力负载均衡系统的原理图。

图2本发明的配电网主、支线路三相负载均衡系统的原理图。

图3图2中的一种支线路负载均衡系统的原理图。

图4图3中的支线路负载均衡系统的原理框图。

图5主控制器的框图。

图6主均衡模块的框图。

图7支控制器的框图。

图8支调整模块的框图。

图9支均衡模块的框图。

图10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。

本实施方式的一种配电网主、支线路三相负载均衡系统，如图2-图4所示，所述负载均衡系统包括主控制器、支控制器、支线路负载监测装置、主线路负载监测装置以及设置在各支线路上的换相装置，用于控制主、支线路三相负载均衡。

所述配电网主、支线路，如图2、图3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， m为大于2的整数。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用电区，向用户供电。需要说明的是，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。图2中所示的“主线路”可理解为从配电变压器低压侧引出，也可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，可以为支线路所连接的任一条供电线路。在本实施方式中仅考虑“主线路”上连接多条“支线路”，而“支线路”仅向用户端供电，不再连接“支线路”的情况，如图2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，如功率在几十瓦到两三百瓦左右的负载装置。低功率负载部直接入支线路的其中一相上，按用户数均匀地接入支线路的三相，可理解为各相上所接入的用户的数量相等，由于每一户的低功率负载部的功率大小基本上相同，低功率负载部的三相负载基本上能达到三相负载均衡要求。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支线路，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支线路的三相线电连接，在任一时刻换相装置只接入支线路的其中一相，即只能从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。

所述配电网具有m条支线路，对于其中任一条支线路，如第k条支线路， 1＜＝k＜＝m，向n个用户端供电，如图2、图3所示，用户端k1、用户端k2、……、用户端kn的高功率负载部的负载装置分别经换相装置k1、换相装置k2、……、换相装置kn(图中未标识)和支线路k电连接，只接入其中一相，从支线路 k上取电；用户端k1、用户端k2、……、用户端kn的低功率负载部直接接入支线路k的三相线上，三相线上所接入的用户端的数量相等。如此，各支线路的用户端分别接入对应的支线路。所述换相装置k1、换相装置k2、……、换相装置kn分别和该支线路k被配置的支控制器k通信连接，用于相互交换数据，如支控制器k采集支线路k上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。支控制器k用于控制支线路k的三相负载均衡，操纵支线路k的换相装置的接入相别从当前相别切换到另一相别。换相装置主要用于接入、断开支线路和相别切换，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。配电网的m条支线路的m个支控制器分别和主控制器通信连接，用于相互交换数据。主控制器用于控制主线路的三相负载均衡，以及控制各个支控制器。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。

所述用户端的总功率负载包括低功率负载部的和高功率负载部的，具体地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；其功率负载为“电流”电流，还可以取用“功率”、“电流、电压”以及“电流、电压和相位”中的任一项。

配电网的m条支线路，其中任一支线路k上配置有支线路负载监测装置k，支线路负载监测装置k用于测量该支线路k三相的相总功率负载，支控制器k和支线路负载监测装置k电连接，用于采集该支线路k三相的相总负载功率。配电网的主线路上设置有主线路负载监测装置和主控制器。主线路负载监测装置用于测量主线路三相的相总功率负载，主控制器和主线路负载监测装置电连接，用于采集主线路三相的相总功率负载。

所述主控制器内置的主均衡模块基于从各支控制器(1、2…m)所获取的各条支线路三相的相总功率负载进行计算处理，当主线路三相负载不均衡时，确定主线路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调整功率负载的相别调整对及相别调整对的主调整量值，在保持支线路三相负载均衡的情况下，基于相别调整对在各条支线路中选择需要进行功率负载调整的调整支线路及确定该调整支线路的支调整量值，各个调整支线路的支调整量值代数和与相别调整对的主调整量值相当，以使主线路三相负载均衡。主控制器将所述相别调整对、支调整量值发送到对应的调整支线路的支控制器。

所述支控制器接收主控制器所发送的该支线路的相别调整对、支调整量值。支控制器内置的支调整模块基于所接收的相别调整对、支调整量值进行计算处理，对调整支线路的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，标识出适合于换相操作的换相装置；在保持调整支线路三相负载均衡的情况下，在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该调整支线路的支调整量值相当；支控制器操纵对应的调整支线路上被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；使各调整支线路的支调整量值之和与主调整量值相当，以使主线路三相负载达到均衡要求。

其中，所述主控制器，如图5所示，包括采集模块、主均衡模块、收发模块和网络模块。所述主均衡模块用于确定相别调整对、主线路的主调整量值，以及选择调整支线路、并在保持支线路三相负载均衡的情况下确定调整支线路的支调整量值，以使主线路三相负载均衡。所述采集模块适于从各支控制器获取各条支线路三相的相总功率负载；收发模块，适于将主均衡模块确定的调整支线路的相别调整对、支调整量值发送到对应的调整支线路的支控制器，以及接收支控制器所发送的包括支线路三相的相总功率负载的信息。

所述采集模块，适于从各支控制器获取支线路三相的相总功率负载。采集模块依次地从支控制器1-支控制器m获取条支线路1-支控制器m的m条支线路三相的相总功率负载。该相总功率负载包括该相的总功率负载值和对应的相别。支控制器可以从该支线路上配置的支线路负载监测装置获取该支线路三相的相总功率负载，也可以基于该支线路各用户端的总功率负载经计算获取该支线路三相的相总功率负载。主线路上设有主线路负载监测装置，主控制器还可以从主线路负载监测装置获取主线路上每相的相总功率负载。所述功率负载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。

所述主均衡模块，如图6所示，包括相计算单元、判定单元和选择支线路单元，具体分别表述如下。

所述相计算单元，适于基于所获取的m(各)条支线路三相的相总功率负载计算确定配电网主线路每相的相总功率负载及主线路三相负载不均衡度。根据采集模块从各支控制器所获取的各条支线路上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每相的相总功率负载及主线路三相负载不均衡度。

所述判定单元，适于当所述主线路三相负载不均衡度大于第一不均衡阈值时，基于所述各条支线路每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需要向主线路的相总功率负载小的目标相别调整功率负载的相别调整对，以及相别调整对的源相别需要向目标相别调整功率负载的主调整量值，以使主线路三相负载不均衡度小于第一不均衡阈值。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均衡度小于第一不均衡阈值。则主线路相别切换对由A相和B相构成，可标记为(A，B)，调整量值为W。所述第一不均衡阈值可以取值为10％，低于配电网均衡要求的国家标准的15％。相别调整对的数量为一个，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，还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均衡，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，形成两个相别调整对。

所述选择支线路单元，适于基于所述相别调整对，在所述相别调整对的源相别相总功率负载大、目标相别相总功率负载小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，在保持支线路三相负载均衡的情况下，确定该调整支线路的从源相别向目标相别需要功率负载调整的支调整量值。所述各调整支线路的支调整量值之和与所述主调整量值相当，以使主线路三相负载达到均衡要求。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、以及支线路相总功率负载小的相别与相别调整对的目标相别相同的支线路，这样可以减少所选择的调整支线路的数量。例如，主线路相别调整对(A，B)的源相别为A 相，主线路A相的相总功率负载最大、B相的相总功率负载小，则在配电网各条支线路中选择A相的相总功率负载大的、B相的相总功率负载小的支线路，作为调整支线路。第二不均衡阈值用于评价支线路三相负载是否达到均衡要求，如，可以取值为15％，此为配电网负载均衡的国家标准。保持所述调整支线路的三相负载不均衡度小于第二不均衡阈值的情况下，基于每个调整支线路三相的相总功率负载对该调整支线路的三相负载进行计算，确定人A相上向B相上需要调整的功率负载的调整量值，称之为支调整量值，可以取值为使调整支线路的三相保持均衡要求的最大值，以有利于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，则各调整支线路的支调整量值分别为w1、w2……wk。w1、w2……wk的代数和与所述w相当，如其相对误差小5％，视为相当。各调整支线路的支调整量值之和与主调整量值相当，以使主线路三相负载达到均衡要求。

所述收发模块，适于将“选择支线路单元”所确定的调整支线路的相别调整对、支调整量值分别发送到对应的调整支线路的支控制器。

至此，所述主控制器，为使主线路三相负载达到均衡要求，计算确定了需要功率负载调整的调整支线路，以及该调整支线路的相别调整对、相别调整对的源相别向目标相别需要功率负载调整的支调整量值，并将各调整支线路的相别调整对、支调整量值发送到对应的调整支线路的支控制器。

其中，所述支控制器，如图7所示，包括收发模块、获取模块、支调整模块、支均衡模块、接入模块和网络模块。所述获取模块适于获取该支线路的各用户端的包括直接接入支线路的低功率负载部以及经换相装置接入支线路的高功率负载部的总功率负载。支调整模块用于基于所接收的相别调整对、支调整量值对该支线路的相间的功率负载进行调整，在保持支线路三相负载均衡的条件下，以使主线路三相负载达到均衡要求。支均衡模块用于控制支线路三相负载均衡。接入模块用于支线路的待接入的换相装置接入支线路，且接入后不破坏支线路三相负载均衡状况。支控制器的网络模块，用于和主控制器的网络模块建主通信连接，用于支控制器与主控制器间相互交换信息。

所述支控制器的收发模块用于接收主控制器的收发模块向该支控制器发送的相别调整对、支调整量值。以及向主控制器发送该支线路三相的相总功率负载。

所述获取模块，适于获取该支线路的各用户端的包括直接接入支线路的低功率负载部以及经换相装置接入支线路的高功率负载部的总功率负载。用户端的的总功率负载通过换相装置获取。因而，一个用户端的总功率负载更一般的表达方式可以包括支线路标识号、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。

所述支调整模块，如图8所示，包括标识单元、换相装置选择单元、相别切换单元。

所述标识单元，适于对所述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。例如，对调整支线路的A 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，可以采用1进行标示，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，被标识的换相装置最适合于进行换相操作。

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均衡度小于第二不均衡阈值的情况下，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该调整支线路的支调整量值，即被标识的换相装置的功率负载不足够，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调整量值相当；所述第一不均衡阈值小于第二不均衡阈值；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调整量值相当，以使主线路三相负载不均衡度小于第一不均衡阈值。

例如，共有k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该调整支线路的支调整量值wk时，在使第k条调整支线路的三相负载不均衡度小于第二不均衡阈值15％的情况下，在A相上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第k条调整支线路的支调整量值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调整量值wk时，在使第k条调整支线路的三相负载不均衡度小于第二不均衡阈值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 条调整支线路的支调整量值wk相当。以同样的方法，在其余的调整支线路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调整量值w相当，以使主线路三相负载不均衡度小于第一不均衡阈值10％。

所述相别切换单元，适于操纵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，在调整支线路相别调整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，对调整支线路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。优先从调整支线路源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，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调整量值，操纵所选择的换相装置的接入相别切换到目标相别，使配电网主、支线路三相负载达到均衡要求。被标识的负载装置中不包含有磁运动部件，相别切换，供电相位突变，磁场发生突变，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由于供电相位的突变，导致磁场方向发生突变，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。

所述支均衡模块，如图9所示，包括支均衡获取单元、支均衡计算单元、支均衡确定单元、支均衡标识单元、支均衡选择单元和支均衡切换单元。

所述支均衡获取单元，适于通过换相装置获取该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。另外还可以调用支控制器的获取模块，执行该获取模块通过换相装置获取该支线路各用户端的总功率负载。

所述支均衡计算单元，适于基于所获取的各用户端的总功率负载计算支线路三相负载不均衡度及支线路各相的相总功率负载。

所述支均衡确定单元，适于该支线路三相负载不均衡度若大于第二不均衡阈值，则基于所述各用户端的总功率负载经计算确定该支线路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需要调整功率负载的调整量值。

所述支均衡标识单元，适于对该支线路的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，标识出适合于换相操作的换相装置。

所述支均衡选择单元，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。当所述相别切换对源相别上被标识的换相装置的负载功率之和大于或等于所述调整量值，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，以使支线路三相负载不均衡度小于第二不均衡阈值；当所述相别切换对源相别上被标识的换相装置的负载功率之和小于所述调整量值，即被标识的换相装置的功率负载不足够，先将源相别上被标识的换相装置全部选择，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，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，以使支线路三相负载不均衡度小于第二不均衡阈值。

所述支均衡切换单元，适于操纵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。而后，重新获支线路各用户端的总功率负载，计算支线路的三相负载不均衡度，若大于第二不均衡阈值，再次执行上述支均衡模块，直至三相负载均衡为止。

用户端的高功率负载部的负载装置有时启用有时停用，用户端的高功率负载部的负载装置全部停用后，该用户端的相换相装置的输出功率为0，可理解为其从配电网支线路断开。当用户端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，支控制器基于该接入请求，操纵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均衡状态，支控制器内置的接入模块将换相装置接入配电网支线路。

其中，所述支控制器的接入模块，如图10所示，包括功率估算单元、接入获取单元、接入相别确定单元、相别试切换对确定单元、接入标识单元、换相装置选择单元、接入换相单元和接入单元。

所述功率估算单元，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实时功率负载值的累计值相对于非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支线路的试接入功率的估算值。

所述接入获取单元，适于通过支线路的各换相装置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。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。此外，还可以调用支控制器的获取模块，执行该获取模块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，计算确定所述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，计算支线路每一相的相总功率负载及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相别。

所述相别试切换对确定单元，适于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均衡度。当所述支线路三相负载不均衡度大于第二不均衡阈值时，基于所述支线路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，计算确定从所述支线路的相总功率负载小的源相别需要试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源相别向目标相别需要功率负载调整的接入调整量值。

所述接入标识单元，适于对该支线路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。

所述换相装置选择单元，适于在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。当该源相别上被标识的换相装置的负载功率之和大于或等于所述接入调整量值，在该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各与接入调整量值相当；当该源相别上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，则将源相别上被标识的换相装置全部选择，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，两次所选择的换相装置的功率负载之各与接入调整量值相当，以使支线路三相负载不均衡度小于第二不均衡阈值。

所述接入换相单元，适于操纵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，即从相别试切换对的源相别切换目标相别。

所述接入单元，适于操纵待接入的换相装置接入所述相总功率负载小的相别。将待接入的换相装置接入支线路后，所述支线路三相负载达到均衡要求，没有破坏支线路的三相负载均衡状态。

需要说明的，当所述待接入的换相状置的接入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均衡，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换相装置需同时向另两个相别切换，才能使试切换和试接入后的支线路三相负载不均衡度达到均衡要求。

上述接入模块将待接入的换相装置接入支线路的过程中，基于待接入的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相别，使支线路三相负载达到均衡要求，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均衡，在配电网负载均衡控制过程中，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，使所选择的换相装置的功率负载之和与调整量值相当，以使支线路的三相负载均衡，将所选择的相装置进行相别切换。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，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，甚至可能会被损坏。

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进行标识，各条支线路的支控制器还需要分别创建三张表，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，用于记录该支线路的各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，包括用户标识字段和磁运动字段。磁运动字段用于标记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，其默认值为0，表示对应的换相装置不适合换相操作。。

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作判别。类型标识模块可以采用对换相装置所供电的供电接口进行编码的方式来判别，例如，某用户端的换相装置与四个供电插座(即接口)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。换相装置将标记结果发送到主控制器，主控制器基于所接收的标记结果更新负载类型表。

所述的标识单元、支均衡标识单元、接入标识单元均可以基于该支线路的负载类型表的值对支线路上的换相装置进行标识，标出适合于换相操作的换相装置。

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、支线路三相负载均衡系统做进一步说明。在本例中，配电网的一条主线路连接有6条支线路。主线路配置主控制器，每条支线路配置支控制器；6个支控制器分别和主控制器通信连接。具体布线方式参见如图2所示，其中m的值取为6。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，均匀地分布在支线路的三相线上，如图2和表六所示，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均衡阈值设定为15％，主线路的第一不均衡阈值设定为5％。

在某一控制周期内，主控制器的采集模块从各支控制器获取6条支线路各相的相总功率负载、支线路负载不均衡度，如表三所示。

表三

主控制器的主均衡模块包括相计算单元、判定单元和选择支线路单元。主控制器的相计算单元基于所获取的6条支线路各相的相总功率负载，经计算得到主线路的A、B、C三相的相总功率负载、主线路三相负载不均衡度，如表三所示。配电网6条支线路的三相负载不均衡度均小于第二不均衡阈值 15％，分别达到负载均衡要求；配电网主线路的三相负载不均衡度为12.8％，大于第一不均衡阈值5％，则配电网主线路三相负载没有达到均衡要求。

主控制器的判定单元基于配电网主线路的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，经计算确定从主线路相总功率负载大的源相别向主线路相总功率负载小的目标相别需要调整功率负载的相别调整对，以及相别调整对的源相别需要向目标相别调整功率负载的调整量值，称之为主调整量值。进一步地，其中，总功率负载大的源相别指主线路相总功率负载大于主线路相平均总功率负载的相别，则源相别定为A相和C相；总功率负载小的目标相别指主线路相总功率负载小于主线路相平均总功率负载的相别，则目标相别定为B相。其中，主调整量值为主线路相平均总功率负载(832)与主线路的相别调整对目标相别B相总功率负载(763)的差值(69)及所述主线路相别调整对的源相别A相总功率负载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，判定单元计算确定从C相向B相需要调整的主调整量值为69(832-763)和26(858-832)中的最小值26。所以配电网主线路从A相向B相需要调整功率负载的相别调整对为(A，B)、相别调整对(A， B)的从A相向B相需要调整的支调整量值为43，以及主线路从C相向B相需要调整的相别调整对为(C，B)、相别调整对(C，B)的C相向B相需要调整的支调整量值为26，可以分别被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)。

主控制器的判定单元基于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，由于相别调整对的A相总功率负载大、B相总功率负载小，所述优先选择A相总功率负载大、B相总功率负载小的支线路，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作为调整支线路，在保持调整支线路6和调整支线路4的三相负载不均衡度小于第二不均衡阈值的情况下，判定单元确定调整支线路6和调整支线路4从A相向B相需要进行功率负载调整的支调整量值分别为20和21，调整支线路6和调整支线路4的两支调整量值20和21之和为41，接近于主调整量值43。所述调整支线路6的相别调整对、支调整量值被标记为(A，B，20)，调整支线路4 的相别调整对、支调整量值被标记为：(A，B，21)。

主控制器的收发模块将调整支线路6的相别调整对、支调整量值发送到对应支控制器6，将调整支线路4的相别调整对、支调整量值发送到支控制器4。

支控制器内置收发模块、获取模块、支调整模块、支均衡模块、接入模块和网络模块。所述支调整模块包括标识单元、换相装置选择单元、相别切换单元。支控制器4的收发模块接收主控制器发送的支线路4的相别调整对、支调整量值，(A，B，21)。基于支线路4的负载类型表四的磁运动字段的值，支控制器4的标识单元对支线路4的相别调整对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，标识出适合于换相操作的换相装置。支控制器4的换相装置选择单元在支线路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的调整量值21相当，恰好，在A相上选择的换相装置的功率负载之和为21，且该功率负载调整后，支线路4三相负载仍达到均衡要求。支控制器4的相别切换单元将所述支线路4的被选择的换相装置的接入相别从A相切换到B相，A相上的21的功率负载被转移到B 相上。支控制器6接收到支线路6的相别调整对、支调整量值，(A，B，20)，以同样的方式，在支线路6的A相上选择的换相装置，其功率负载之和为21，与20接近，操纵换相装置的接入相别从A相切换到B相。支线路6和支线路 4的三相负载调整后，主线路的三相负载不均衡度为6.3％，大于第一不均衡阈值，仍没有达到均衡要求。如表四所示：

支线路	A相	B相	C相	不均衡度	计算相别对
						1	95	87	100	13.0％	C，B
2	150	130	145	13.1％	A，B
						3	100	90	95	10.0％	A，B
4	179	196	195	8.7％	C，A
						5	130	111	128	14.6％	A，B
6	180	191	195	7.7％	C，A
						主线路	834	804	858	6.3％	C，B

表四

主控制器的判定单元基于主线路调整信息2：(C，B，26)在未被选择的支线路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，选择支线路2作为调整支线路，在保持支线路2三相负载均衡的情况下，计算确定调整支线路2从C相向B相调整的支调整量值为26；则调整支线路2的相别调整对、支调整量值，标记为 (C，B，26)。主控制器的收发模块将调整支线路2的相别调整对、支调整量值(C，B，26)发送到支控制器2。

支控制器2的收发模块接收到支线路2的相别调整对、支调整量值，(C， B，26)。基于支线路2的负载类型表的磁运动字值的值，支控制器2的标识单元对支线路2的相别调整对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。支控制器2的换相装置选择单元在支线路2的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，则再在支线路2的C相上未被标识的换相装置中选择换相装置，使在C相上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，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，并确保支线路2的三相负载不均衡度小于第二不均衡阈值15％。支控制器2的相别切换单元操纵支线路2被选择的换相装置的接入相别从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均衡度为3.1％，小于第一不均衡阈值，达到均衡要求。具体如下表五所示。

支线路	A相	B相	C相	不均衡度	计算相别对
						1	95	87	100	13.0％	C，B
2	150	144	131	12.7％	A，C
						3	100	90	95	10.0％	A，B
4	179	196	195	8.7％	B，A
						5	130	111	128	14.6％	A，B
6	180	191	195	7.7％	C，A
						主线负载	834	818	844	3.1％	C，B

表五

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

上述支线路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，详述说明支控制器4如何选择换相装置进行功率负载调整。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值及接入相别，如表六所示，支线路三相负载不均衡度为13.1％，小于15％，达到均衡要求。

表六

为使主线路三相负载达到均衡要求，主控制器已确定支线路4的相别切换对为(A，B)、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的负载类型表的值，支控制器4的标识单元对支线路4的A 相别上的换相装置作标识，标识出适合于换相操作的换相装置。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。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，为默认值0。支控制器4的换相装置选择单元在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的三相负载不均衡度为9.4％，支线路4达到负载均衡要求。支控制器4的相别切换单元操纵第412用户端的换相装置的接入相别从相别调整对的C相切换到B 相，如表八所示，支线路4的三相负载均衡仍达到均衡要求。

表八

需要说明的是，若A相上无足够的被标识的换相装置，再在A相选择需要进行相别切换的未被标识的换相装置，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，一支线路上已断开的换相装置(即输出功率为0)向支控制器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 用户端的换相装置为待接入的状态。此时支线路三相负载不均衡度为13.3％，小于第一不均衡阈值15％，达到三相负载均衡要求。

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

所述支控制器的接入模块包括功率估算单元、接入获取单元、接入相别确定单元、相别试切换对确定单元、接入标识单元、换相装置选择单元、接入换相单元和接入单元。

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日内的非0用电总累积时间的功率平均值，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日功率均值进行该换相装置的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，需要启用高功率的负载装置，操纵换相装置向支控制器发出接入支线路的接入请求。

所述支控制器的功率估算单元基于第二功率表记录的第12用户端的换相装置的日功率负载，计算该换相装置最近5日(第7-第3)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。所述支控制器的接入获取单元依次通过换相装置采集该支线路12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，分别如上表九所示。所述支控制器的接入相别确定单元基于所述12个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，作为试接入的目标相别。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相为48.7、B相为 49.6、C相为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，作为目标接入相别。所述支控制器的相别试切换对确定单元将第12用户端的换相装置试接入相总功率负载小的A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。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接入后的该支线路试三相负载不均衡度为18.4％。

试接后的支线路三相负载不均衡度为18.4％，大于第二不均衡阈值15％，所以该第12用户端的换相装置不能立即接入A相别。基于表九中所记载的各用户端的总功率负载及第12用户端的换相装置的5日功率均值10.1，经计算确定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接入的目标相别的相别试切换对以及该相别试切换对间的负载的接入调整量值，在相别试切换对的源相别A相上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试切换相到相别试切换对的目标相别，以及将所述第12用户端的换相装置试接入相总功率负载小的相别，以使试接入和试切换后的支线路三相负载均衡。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，相别试切换对间的调整量值为6.3，即需要从A相向 B相试调整的负载量为6.3。

所述支控制器的接入标识单元，基于表十二所示的负载类型表，对该支线路所述相别试切换源相别A相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。相别试切换对的源相别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。所述支控制器的换相装置选择单元在源相别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。所述接入换相单元将所选择的第4用户端的换相装置的接入相别由A相试切换到B相上。

所述支控制器的接入单元操纵第12用户端的换相装置接入A相上，如表十一所示，此时，支线路的三相负载不均衡度为8.9％，小于均衡阈值15％，达到均衡要求，第12用户端的换相装置接入支线路的A相上，没有破坏支线路的三相负载均衡状态。如表十一所示。

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	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

表十一

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

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

表十二

上述的第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，从相别试切换对的相总功率负载小的源相别A相上优先选择未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用户的换相装置，使所述换相装置的接入相别从A相切换到目标B相，第12用户端的换相装置接入A 相，以使三相负载均衡，完成第12用户端的换相装置接入支线路。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，使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均衡，则再从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均衡。

现有技术是先将待接入的换相装置随机地接入支线路的其中一相，而后再进行三相负载均衡处理，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均衡。因此，常常会出现当待接入的换相装置接入支线路后，如接入在相总功率负载大的相别上，立即造成支线路三相负载不均衡，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，如内置有磁驱运部件的负载装置产生震动，不能稳定性运行，甚至造成损坏。

所述支控制器的支均衡模块包括支均衡获取单元、支均衡计算单元、支均衡确定单元、支均衡标识单元、支均衡选择单元和支均衡切换单元。

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十三所示，此时支线路三相负载不均衡度为21.4％，大于不均衡阈值15％，不符合均衡要求。

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

表十三

配电网支线路三相负载需要进行以下处理，以使支线路三相负载不均衡度达到均衡要求。

所述支控制器的支均衡获取单元依次从支线路的12换相装置分别获取12 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，如表十三所示。所述支均衡计算单元基于表十三所示的各用户端的总功率负载，经计算A、B、 C三相的相总功率负载分别为52.7、44.6、55.5，支线路三相负载不均衡度为21.4％，大于第二不均衡阈值15％。所述支均衡确定单元基于表十三所示支线路12个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、以及该相别切换对间的源相别向目标相别需调整功率负载的调整量值。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三相负载均衡，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十四所示。

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

表十四

所述支控制器的支均衡标识单元基于该支线路的负载类型表的值，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标识。所述支均衡选择单元在源相别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，支线路三相负载不均衡度为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，再选择未被标识的换相装置，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均衡度达到均衡要求。

所述支控制器的支均衡切换单元将所选择的第10用户的换相装置的接入相别由相别切换对的C相切换到B相，支线路三相负载不均衡度为10.2％，小于第一不均衡阈值15％，达到三相负载均衡要求。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十五所示。

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

表十五

根据预设的控制周期，进入下一个控制周期重新执行支控制器的支均衡模块，对该支线路三相负载均衡进行控制。

和现有技术相比，本发明具有如下技术进步性。

减少负载装置发生换相震动，有利于负载装置稳定运行。配电网主线路三相负载不均衡发生时，确定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，在保持支线路三相负载均衡情况下，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切换到目标相别，使配电网主线路的三相负载达到均衡要求。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相别切换震动、产生噪声，保持稳定运行，延长使用寿命。

换相装置接入支线路时预先选择接入目标相，支线路三相负载保持均衡，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前，基于该换相装置的试接入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相别，使支线路三相负载达到均衡要求，最后将待接入的换相装置接入所述支线路的目标相别。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均衡，在配电网负载均衡控制过程中，需要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、支线路三相负载均衡系统，其特征在于，包括用于控制主线路三相负载均衡的主控制器和用于控制支线路三相负载均衡的支控制器；

所述主控制器的主均衡模块基于从各支控制器所获取的各条支线路各相的相总功率负载进行计算处理，当主线路三相负载不均衡时，确定主线路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调整功率负载的相别调整对及相别调整对的主调整量值，在保持支线路三相负载均衡的情况下，基于相别调整对在各条支线路中选择需要进行功率负载调整的调整支线路及确定该调整支线路的支调整量值，以使主线路三相负载均衡；

所述支控制器的支调整模块基于所接收的相别调整对、支调整量值进行计算处理，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作标识，在保持调整支线路三相负载均衡的情况下，在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，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，所选择的换相装置的功率负载之和与该调整支线路的支调整量值相当，所述支控制器操纵对应调整支线路上被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；使各调整支线路上所选择的换相装置的功率负载之和与主调整量值相当，以使主线路三相负载达到均衡要求。

2.根据权利要求1所述的配电网主、支线路三相负载均衡系统，其特征在于，所述主控制器的主均衡模块包括：

相计算单元，适于基于所获取的各条支线路各相的相总功率负载计算确定主线路各相的相总功率负载及主线路三相负载不均衡度；

判定单元，适于当所述主线路三相负载不均衡度大于第一不均衡阈值时，确定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调整对，以及该相别调整对所对应的主调整量值；

选择支线路单元，适于基于所述相别调整对，在其源相别相总功率负载大、目标相别相总功率负载小的各条支线路中选择需要进行功率负载调整的调整支线路，在保持调整支线路三相负载均衡的情况下，计算确定该调整支线路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调整功率负载的支调整量值；使各调整支线路的支调整量值之和与所述主调整量值相当，以使主线路三相负载达到均衡要求。

3.根据权利要求2所述的配电网主、支线路三相负载均衡系统，其特征在于，所述主控制器，还包括；

采集模块，适于从各支控制器获取支线路各相的相总功率负载；

收发模块，适于将调整支线路的相别调整对、支调整量值发送到对应的调整支线路的支控制器以及接收各支控制器发送的支线路各相的相总功率负载。

4.根据权利要求1或2所述的配电网主、支线路三相负载均衡系统，其特征在于，所述支控制器的支调整模块包括：

标识单元，适于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；

换相装置选择单元，适于在保持所述调整支线路三相负载不均衡度小于第二不均衡阈值的情况下，基于调整支线路各用户端的总功率负载计算确定在所述相别调整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支调整量值，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调整量值相当；所述第一不均衡阈值小于第二不均衡阈值；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调整量值相当，以使主线路三相负载不均衡度小于第一不均衡阈值；

相别切换单元，适于操纵所述调整支线路上被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。

5.根据权利要求4所述的配电网主、支线路三相负载均衡系统，其特征在于，所述支控制器还包括；

获取模块，适于采集该支线路的各用户端的包括直接接入支线路的低功率负载部以及经换相装置接入支线路的高功率负载部的总功率负载；

收发模块，适于将支线路各相的相总功率负载发送到主控制器，以及接收主控制器发送的相别调整对、支调整量值。

6.根据权利要求5所述的配电网主、支线路三相负载均衡系统，其特征在于，所述支控制器还内置用于控制支线路三相负载均衡的支均衡模块，包括：

支均衡获取单元，适于获取该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；

支均衡计算单元，适于基于所述各用户端的总功率负载计算支线路三相负载不均衡度；

支均衡确定单元，适于该支线路三相负载不均衡度若大于第二不均衡阈值，则基于所获取的各用户端的总功率负载经计算确定该支线路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功率负载的调整量值；

支均衡标识单元，适于对该支线路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；

支均衡选择单元，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负载功率之和小于所述调整量值，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，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不均衡度小于第二不均衡阈值；

支均衡切换单元，适于操纵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。

7.根据权利要求5所述的配电网主、支线路三相负载均衡系统，其特征在于，所述支线路的支控制器还内置有用于待接入的换相装置接入支线路的接入模块，所述接入模块包括：

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；

接入获取单元，适于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；

接入相别确定单元，根据所采集的各用户端的总功率负载，计算确定所述支线路的相总功率负载小的相别作为接入相别；

相别试切换对确定单元，适于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，计算确定所述支线路的三相负载不均衡度；当所述三相负载不均衡度大于第二不均衡阈值时，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，计算确定支线路的从所述相总功率负载小的源相别需要试切换接入的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；

接入标识单元，适于对所述支线路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；

换相装置选择单元，适于在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换相装置的负载功率之和小于所述接入调整量值，则将被标识的换相装置全部选择，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各与接入调整量值相当，以使支线路三相负载不均衡度小于第二不均衡阈值；

接入换相单元，适于操纵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，适于操纵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5所述的配电网主、支线路三相负载均衡系统，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。

9.根据权利要求7所述的配电网主、支线路三相负载均衡系统，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；优选地第一预设周期为1日，第二预设数量为5。

10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的配电网主、支线路三相负载均衡系统，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“电流”、“功率”、“电流、电压”以及“电流、电压和相位”中的任一项。