CN108471128B - 一种使用均衡寻优算法实现的三相负荷不平衡自动调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种使用均衡寻优算法实现的三相负荷不平衡自动调节方法，基于调整装置实现，调整装置包括主机和换相开关，主机安装在配电台区变压器下，换相开关安装在三相四线变单相供电节点上，主机与换相开关有通信连接；换相开关的输入端连接A、B、C三相，输出端连接电力用户线；主机采集变压器各相的电流值，换相开关采集当前连接供电线路的电流值，并上传给主机；主机定时读取三相电流，并计算三相电流的不平衡度，判断M是否大于15％，若大于15％则主机获取各换相开关采集的负荷电流数据，根据存储的数据进行相位平衡计算，得出换相方案进行换相操作，否则结束。其效率远高于穷举法，减轻主机负担。

Description

一种使用均衡寻优算法实现的三相负荷不平衡自动调节方法

技术领域

本发明属于电力系统领域，涉及台区变电站供电质量的改善技术，具体涉及按均衡寻优算法寻找可调负荷点的三相负荷不平衡的换相调整装置和自动调整方法。

背景技术

三相不平衡是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。在低压电网中，三相生产用电与单相生活负载混合用电，而且用电客户以单相居民客户为主，使单相负荷接入的情况在整个供电系统中占有很大的比例。由于条件和资金限制，单相低压供电线路延伸过长，再加上单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入及单相负载用电的不同时性等客观原因，在配电网中极易造成配电台区三相负荷分配不均衡。三相负荷分配不均衡会导致线路和配电变压器的电能损耗增加、配变出力减少、线路末端低电压严重等问题，这就给低压配电网的安全、稳定及经济运行带来较大的负面影响。

为了提升配电台区供电质量，采取换相措施是治理三相电流不平衡的主要方式。随着技术的发展，现多采用定期检测负载情况，根据线路情况，控制换相开关动作完成换相，最终达到三相电流平衡。

中国专利申请CN107196323A公开了一种多目标优化的三相不平衡开关控制方法，在调整过程中，控制器将所有开关的所有状态进行排列组合，遍历全部开关变换方案，并存储所有开关变换方案对应的三相电流不平衡度，进而进行多目标优化。

上述方法无疑可以找到最优的换相方案，但随着开关数量的增加，计算量成指数增长，给控制器带来巨大负担。

电网的负荷是一个变化过程，此时达到平衡，一段时间后不平衡的情况有可能再次发生；另外，电网对不平衡有一定的容忍度，因此，只要能满足电网的要求，不一定要实施最优的换相方案。

发明内容

本申请的目的是提供一种调整策略，在满足电网对不平衡度要求的前提下，快速实现相位调整，并减少换相开关的操作次数，延长换相开关的使用寿命。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种使用均衡寻优算法实现的三相负荷不平衡自动调节方法，基于调整装置实现，调整装置包括主机和换相开关，主机安装在配电台区变压器下，换相开关安装在三相四线变单相供电节点上，主机与换相开关有通信连接；换相开关的输入端连接A、B、C三相，输出端连接电力用户线；

主机采集变压器各相的电流值，换相开关采集当前连接供电线路的电流值，并上传给主机；

关键在于：每个变压器下安装8-16个换相开关，

所述方法包括以下步骤：

步骤A、主机定时读取三相电流，比较得出Imax、Imid 、Imin，Imax为三相电流IA、IB、IC中的最大值，Imid为三相电流中的中间值，Imin为三相电流中的最小值，

计算三相电流的不平衡度：M=100%×(Imax－Imin)/Imax，

判断M是否大于15％，若大于15％则执行步骤B，否则结束；

步骤B、主机获取各换相开关采集的负荷电流数据，并对应换相开关存储电流数据，

计算各相上所有换相开关的电流总和，分别为ΣA、ΣB、ΣC，计算Ia=IA－ΣA，Ib=IB－ΣB，Ic=IC－ΣC；

步骤C、根据存储的数据进行相位平衡计算，得出换相方案；

步骤D、根据计算结果，主机按照换相方案向换相开关发送换相指令，并存储各换相开关的相位位置；

本发明，是将负荷大的相位上的负载，调配部分去负荷小的或较小的相位上去，使不对称的负荷相对平衡，通过换相开关实现。调整主机发送换相命令给换相开关，该换相开关按照接到的命令完成调相，调相过程在10ms内完成，不影响用户连续用电。

换相开关的设置。

理想状况，是在每个用户供电线路前端都设置换相开关，但在实际中并不需要。一个变压器下，8-16个换相开关能够基本满足各相负载平衡。

根据变压器容量来设定换相开关的数量，根据经验，一般是100kVA为8个，125kVA为9个，200kVA为10个，315kVA-500kVA为12个，630kVA为15个。

相位平衡计算。

相位平衡计算可以使用多种算法实现。换相开关的换相策略，本质上是负荷的重新分配问题。以16个换相开关为例，要求合理分配这16个负荷，使得三相电流不平衡度最小。

达到最佳平衡度的换相方案，只能通过穷举所有的换相组合来实现，其运算时间成本会随着换相开关个数的增加而呈指数性增加，每增加一个换相开关，其时间成本就会变成原来的3倍。

根据国家电网要求，换相开关切换后，三相电流不平衡度只需满足小于15%即可，并不一定要把不平衡度调整到可控范围内的最小值。

采用本发明提出的均衡寻优算法，简单、快捷，可以花费较小的计算量，得出最优解或局部最优解，既能满足电网对不平衡度的要求，又能减少换相开关的操作次数。

采用均衡寻优算法进行相位平衡计算，包括以下流程：

步骤C中，采用均衡寻优算法进行相位平衡计算，包括以下步骤：

步骤C1、计算最优调整量O₁，O₁ =（Imax－Imin）/2；

步骤C2、在与Imax所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找与O₁差值最小的负荷Itx₁，且Imin+ Itx_1＜Imax ，如果找到，则将Itx₁对应的换相开关从Imax所在相位虚拟换相至Imin所在相位，并执行步骤C9，若未找到则执行步骤C3；

步骤C3、比较Imid与Imax和Imin的差值，若Imax－Imid≤Imid－Imin，执行步骤C5，否则，执行步骤C4；

步骤C4、计算最优调整量O₂，O₂=(Imax－Imid) /2，在与Imax所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找与O₂差值最小的负荷Itx₂，且Imid+ Itx_2＜Imax ，如果找到，则将Itx₂对应的换相开关从Imax所在相位虚拟换相至Imid所在相位，并执行步骤C9，若未找到则执行步骤C5；

步骤C5、计算最优调整量O₃，O₃=(Imid－Imin) /2，若O₃=0则结束；

步骤C6、在与Imid所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找与O₃差值最小的负荷Itx₃，且Imin+ Itx₃＜Imid ，如果找到，则将Itx₃对应的换相开关从Imid所在相位虚拟换相至Imin所在相位，并执行步骤C9，若未找到则结束；

步骤C9、存储虚拟换相后各换相开关所处相位，电流数据随换相开关的转换进行存储；

各相上所有换相开关的虚拟电流总和分别为ΣA＇、ΣB＇、ΣC＇，各相的虚拟电流：IA＇=Ia+ΣA＇，IB＇=Ib+ΣB＇，IC＇=Ic+ΣC＇，

Imax为IA＇、IB＇、IC＇的最大值，Imid为中间值，Imin为最小值，

计算三相电流的不平衡度：M=100%×(Imax－Imin)/Imax ，

判断M是否大于15％，若小于15％，虚拟换相后各换相开关所处相位为换相方案，结束，否则按照步骤C9中虚拟换相后的数据执行步骤C1。

不平衡度的主要判断依据为三相电流IA、IB、IC中最大值和最小值的差值，要减小不平衡度，首要考虑的是协调Imax和Imin所在相位，如果在与Imax所在相位连接的换相开关对应的负荷中可以找到一个与最大值和最小值的差值的一半相当的负荷，将该负荷换相至Imin所在相位中，那么Imax和Imin所在相位基本平衡了；如果找不到合适的负荷，无法协调Imax和Imin所在相位，那么可以协调Imax和Imid及Imid和Imin所在相位，达到局部平衡；再计算协调后的不平衡度是否满足要求，若小于15％，换相开关按换相方案进行换相操作，若大于15％，按照虚拟换相后的数据重复上述步骤，进一步协调。

进一步的，所述步骤C5中若O₃=0则执行步骤C7，步骤C6中，若未找到Itx₃则执行步骤C7；

步骤C7、计算最优调整量O₄，O₄ =Imax-Imin；O₅=（Imax- Imin）/2；

步骤C8、在与Imax所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找与O₄差值最小的负荷Itx₄，在与Imin所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找Itx₅，Itx₄减 Itx₅的值与O₅最接近，且Imin+（ Itx₄ -Itx₅）＜Imax、Imax-（ Itx₄ -Itx₅）＞Imin，

如果找到，将与Itx₅对应的换相开关从Imin所在相位虚拟换相至Imax所在相位；将Itx₄对应的换相开关从Imax所在相位虚拟换相至Imin所在相位，并执行步骤C9，若未找到则结束。

因Imax所在相位中可能均为较大的负荷，Imin所在相位中均为较小负荷，而Imid所在相位中的各负荷也相对较大，这样就无法在Imax和Imid所在相位中找到可调的小负荷，为了避免这种较悬殊的不平衡造成无法协调，本算法中可以将Imax所在相位中一个或几个较大的负荷换相到Imin所在相位，再将Imin所在相位中一个或几个较小的负荷转移到Imax所在相位中，以减小不平衡度。计算协调后的不平衡度是否满足要求，若小于15％，换相开关按换相方案进行换相操作，若大于15％，再按虚拟换相后的数据进一步协调，缩小差距，得出最优解，形成换相方案。

进一步的，所述步骤C9中，若步骤C1-C8中进行了虚拟换相操作，且M大于15％，则返回步骤C1；若步骤C1-C8中未进行虚拟换相操作，则结束；返回步骤C1循环执行1-5次仍不能使M小于15％则结束。如果前面的步骤中进行了虚拟换相操作，那么各相的负荷分配发生变化，形成新的三相电流数据，不平衡度相应的也发生变化，若不平衡度仍大于15％，返回步骤C1可进一步协调，缩小不平衡度。如果前面的步骤中未进行虚拟换相操作，那么负荷分配未发生变化，三相电流数据也未发生变化，返回步骤C1仍无法协调，没有循环的必要。

进一步的，所述步骤C得出的换相方案中剔除了同一负荷从初始相转移至过渡相的步骤，直接转移至最终相中。比如同一负荷，先从A相转移至B相，再从B相转移至C相，为了简化换相方案，减少换相次数，最终换相方案中直接将该负荷从A相转移至C相。

进一步的，换相开关的安装位置按照以下策略选择：选择在用电高峰期，电流值为10A到30A之间的三相四线变单相供电节点安装换相开关。

进一步的，换相开关响应主机命令，向主机发送其所在的相位位置。

进一步的，步骤B中，主机获取的电流数据为各换相开关在同一时间断面采集的电流数据，该时间断面与步骤A中主机读取三相电流的时间断面相同。

本发明的有益效果为：1、采用本发明提出的方案，通过主机自动对换相开关实现换相，使其线路的不平衡率降到预定的不平衡率以下，提高了用户服务质量和供电可靠性，进而真正提高了电压合格率。2、通过电压和三相负荷不平衡监测与实施，预计可以降低台区低压线损率5％左右（三相不平衡率30%以上）。若预装10个台区的年用电量为300万KWh，通过负荷自动调整，每年可减少损耗为15万KWh，节能效益按0.50元/KWh计算，每年节约7.5万元。5年可以节省费用约为37万元，直接的经济效益十分巨大，间接的经济效益和社会效益则更大。3、由于线路负荷不平衡，造成了线路负荷偏差很大，变压器单相处于满负荷运行，变压器就会过热，甚至烧坏。采用本发明提出的方案，可以杜绝这种现象的发生。4、本算法的效率远高于穷举法。以16个换相开关为例：穷举法需要计算全部四千三百多万种组合状态的不平衡度和动作次数，而通过本方法，一般均能将不平衡度降至15%以下，且最少只需进行最大值和最小值的协调计算，包括两项不平衡度计算、一项调整量和一项可调负荷限制条件的计算；最多按算法流程循环五次，包括6次不平衡度计算、5次比较计算、25次调整量和25次可调负荷限制条件的计算，大大减少了计算量，即使多次执行，其计算量和时间成本也远低于穷举法。5、本算法得出的换相方案，可大大减少换相开关的动作次数，既能满足电网对不平衡度的要求，又能减少换相开关的操作次数，延长换相开关的使用寿命。

附图说明

图1是三相负荷不平衡自动调节方法的流程图；

图2是均衡寻优算法的流程图；

具体实施方式。

下面结合附图对本发明做进一步说明。

调整装置。

一种使用均衡寻优算法实现的三相负荷不平衡自动调节方法，基于调整装置实现，调整装置包括主机和换相开关，主机安装在配电台区变压器下，换相开关安装在三相四线变单相供电节点上，每个变压器下安装8-16个换相开关，主机与换相开关有通信连接；换相开关的输入端连接A、B、C三相，输出端连接电力用户线。

主机采集变压器各相的电流值，换相开关采集当前连接供电线路的电流值，并上传给主机。

主机配备GPRS通信模块，与上位机（图中未标出）通信，另外还有无线通信模块，与换相开关上的无线通信模块进行通信。

理想状况，是在每个用户供电线路前端都设置换相开关，在实际中并不需要。一个变压器下，主机配套8-16个换相开关能够基本满足各相负载平衡。

换相开关安装在三相四线变单相供电节点上，供电节点可以是单个电表位置，也可以是表箱的位置，表箱中有多块电表。

负载太小的供电节点，换相影响不大，达不到平衡负载的效果，负载太大的供电节点，换相后会造成新的不平衡，因此，在本发明中，这两类供电节点不在考虑之列。

基于以上考虑，在选择安装换相开关位置时，使用以下策略：选择在用电高峰期，电流值为10A到30A之间的三相四线变单相供电节点安装换相开关。

另外，还需要考虑的因素是：在用电高峰时，所有安装换相开关的节点上的电流总和，占变压器输出电流的30%至50%。

电流的相对值：根据历史用电信息，找到三相四线变单相供电节点上用电高峰时的电流值，其中最大值为IMAX，选择用电高峰时的电流值为IMAX*20%到IMAX*60%之间的三相四线变单相供电节点安装换相开关。

换相开关除了上传电流值外，还可响应主机命令，向主机发送其所在的相位位置。

自动调节方法。

基于上述调整装置，自动调节方法包括以下步骤：

步骤A、主机定时读取三相电流。

根据现场不同情况，可以按天调整、按时间段调整、半小时、15分钟调整一次、一小时调整一次以及实时调整等多种方案可供选择，根据调整方案，主机读取三相电流的时间对应设置。

比较得出Imax、Imid 、Imin，Imax为三相电流IA、IB、IC中的最大值，Imid为三相电流中的中间值，Imin为三相电流中的最小值，IA、IB、IC包括安装有换相开关的可调相位的负荷和未安装换相开关的不可调相位的负荷。

计算三相电流的不平衡度：M=100%×(Imax－Imin)/Imax，

判断M是否大于15％，若大于15％则进行步骤B，否则，电路符合指标，不进行调整，结束。

步骤B、主机获取各换相开关采集的负荷电流数据，并对应换相开关存储电流数据，

计算各相上所有换相开关的电流总和，分别为ΣA、ΣB、ΣC，计算Ia=IA－ΣA，Ib=IB－ΣB，Ic=IC－ΣC。

如果主机获得的电流数据是在不同时刻，即不同的时间断面取得的，在计算中会有误差，对计算结果产生一定的影响，因此，主机获取的电流数据为各换相开关在同一时间断面采集的电流数据，该时间断面与步骤A中主机读取三相电流的时间断面相同。

主机在读取三相电流时，稍早或同时向换相开关发送检测指令，这样可以获得大致一个时间断面的各个电流值。

各换相开关所处的相位位置已存储在主机中，此时的位置是初始状态，作为换相的基础。

在主机中，各换相开关和其采集的电流值对应存储。

步骤C、根据存储的数据进行相位平衡计算，得出换相方案。

步骤D、根据计算结果，主机按照换相方案向换相开关发送换相指令，并存储各换相开关的相位位置。

一般情况下，均能得出使不平衡度小于15％的换相方案，主机命令换相开关按照换相方案进行换相操作，并对换相后的相位位置进行存储。若按照均衡寻优算法循环进行五次计算，仍不能得出使不平衡度小于15％的换相方案，则认为无法调整，待下一时刻再调整。

本发明，在步骤C中，采用均衡寻优算法进行相位平衡计算。

算法过程参看附图。

步骤C1、计算最优调整量O₁，O₁ =（Imax－Imin）/2。

步骤C2、在与Imax所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找与O₁差值最小的负荷Itx₁，且Imin+ Itx_1＜Imax ，如果找到，则将Itx₁对应的换相开关从Imax所在相位虚拟换相至Imin所在相位，并执行步骤C9，若未找到则执行步骤C3。

优先均衡最大值和最小值所在相位，如果最大值所在相位中存在与O₁相当的负荷，那么将该负荷转移至最小值所在的相位，这样原最大值和最小值所在相位基本平衡了。如果最大值所在相位中找不到与O₁相当的载荷，那么考虑均衡最大值和中间值所在相位或中间值和最小值所在相位。Imin+ Itx_1＜Imax ，是为了避免出现反复和调整后造成新的不平衡。

步骤C3、比较Imid与Imax和Imin的差值，若Imax－Imid≤Imid－Imin，执行步骤C5，否则，执行步骤C4。

步骤C4、计算最优调整量O₂，O₂=(Imax－Imid) /2，在与Imax所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找与O₂差值最小的负荷Itx₂，且Imid+ Itx_2＜Imax ，如果找到，则将Itx₂对应的换相开关从Imax所在相位虚拟换相至Imid所在相位，并执行步骤C9，若未找到则执行步骤C5。

比较Imid与Imax和Imin的差值，优先选择差值较大的一组进行均衡，如果最大值与中间值所在相位的差值较大，并且最大值所在相位中存在与O₂相当的载荷，那么将该载荷转移至中间值所在的相位，这样原最大值和中间值所在相位基本平衡了。如果最大值所在相位中找不到与O₂相当的载荷，那么考虑均衡中间值和最小值所在相位。Imid+ Itx_2＜Imax ，是为了避免出现反复和调整后造成新的不平衡。

步骤C5、计算最优调整量O₃，O₃=(Imid－Imin) /2，若O₃=0则执行步骤C7。

步骤C6、在与Imid所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找与O₃差值最小的负荷Itx₃，且Imin+ Itx₃＜Imid ，如果找到，则将Itx₃对应的换相开关从Imid所在相位虚拟换相至Imin所在相位，并执行步骤C9，若未找到则执行步骤C7。

如果中间值与最小值所在相位的电流差值较大或最大值与中间值所在相位无法协调，那么协调中间值与最小值所在相位，若中间值所在相位中存在与O₃相当的载荷，那么将该载荷转移至最小值所在的相位，这样原中间值和最小值所在相位基本平衡了。如果中间值所在相位中找不到与O₃相当的载荷，那么按照互相转移负荷的方法均衡最大值和最小值所在相位。Imin+ Itx₃＜Imid，是为了避免出现反复和调整后造成新的不平衡。如果中间值与最小值所在相位的电流差值较大，说明最大值和中间值所在相位的电流较接近。因最大值和最小值所在相位的电流的差值最大，所以O₁＞ O₂，如果最大值所在相位中找不到符合条件的Itx₁，那么一般情况下，在最大值所在相位中也找不到符合条件的Itx₂，所以，若中间值与最小值所在相位无法协调，不再协调最大值和中间值所在相位，直接按照互相转移负荷的方法均衡最大值和最小值所在相位。

步骤C7、计算最优调整量O₄，O₄ =Imax-Imin；O₅=（Imax- Imin）/2。

步骤C8、在与Imax所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找与O₄差值最小的负荷Itx₄，在与Imin所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找Itx₅，Itx₄减 Itx₅的值与O₅最接近，且Imin+（ Itx₄ -Itx₅）＜Imax、Imax-（ Itx₄ -Itx₅）＞Imin；

如果找到，将与Itx₅对应的换相开关从Imin所在相位虚拟换相至Imax所在相位；将Itx₄对应的换相开关从Imax所在相位虚拟换相至Imin所在相位，若未找到则结束。

理想情况下，将Imax所在相位中与O₄相等的负荷换相至Imin所在相位，再将Imin所在相位中与O₅相等的负荷换相至Imax所在相位，这样就相当于从Imax所在相位中匀出了Imax和Imin差值的一半给Imin，Imax和Imin就相等了。但是实际当中这种负荷存在的机率很小，所以就将Imax所在相位中与O₄差值最小的负荷换相至Imin所在相位，该负荷可能大于或小于O₄，为了达到较好的平衡，Itx₅应随Itx₄相应的变化，选择偏大或者偏小一点的值，所以要求Itx₄减 Itx₅的值与O₅最接近。Imin+（ Itx₄ -Itx₅）＜Imax、Imax-（ Itx₄ -Itx₅）＞Imin，是为了避免出现反复和调整后造成新的不平衡。如果找不到满足条件的Itx₄和 Itx₅，则认为无法调整，结束计算。换相开关不操作，等待下一时刻再调整。

步骤C9、存储虚拟换相后各换相开关所处相位，电流数据随换相开关的转换进行存储；

各相上所有换相开关的虚拟电流总和分别为ΣA＇、ΣB＇、ΣC＇，各相的虚拟电流：IA＇=Ia+ΣA＇，IB＇=Ib+ΣB＇，IC＇=Ic+ΣC＇，

Imax为IA＇、IB＇、IC＇的最大值，Imid为中间值，Imin为最小值，

计算三相电流的不平衡度：M=100%×(Imax－Imin)/Imax ，

判断M是否大于15％，若小于15％，虚拟换相后各换相开关所处相位为换相方案，结束，否则按照步骤C9中虚拟换相后的数据执行步骤C1。

步骤A中主机读取的三相电流IA、IB、IC，包括安装有换相开关的可调相位的负荷和未安装换相开关的不可调相位的负荷，步骤B中主机获取所有换相开关上各相电流的总和，并存储。根据ΣA、ΣB、ΣC，计算得出Ia 、Ib、 Ic。虚拟换相后，各相的负荷分配发生变化，形成新的数值ΣA＇、ΣB＇、ΣC＇，Ia 、Ib、 Ic不变，两者结合计算出新的IA＇、IB＇、IC＇，按照IA＇、IB＇、IC＇计算三相电流的不平衡度，如果M小于15％，说明满足了电网对不平衡度的要求，生成换相方案，换相开关按照换相方案进行实际换相操作。如果M大于15％，且进行了虚拟换相，则需要进一步均衡，那么按照虚拟换相后的数据，重复执行相位平衡计算，一般循环1-3次，即可满足电网对不平衡度的要求。如果循环5次仍不能使M小于15％，则认为无法调整，结束计算，待下一时刻再调整。循环执行的次数根据需要进行设定。

得出的换相方案中剔除了同一负荷从初始相转移至过渡相的步骤，直接转移至最终相中，以减少换相开关的不必要操作。

Claims (5)

1.一种使用均衡寻优算法实现的三相负荷不平衡自动调节方法，基于调整装置实现，调整装置包括主机和换相开关，主机安装在配电台区变压器下，换相开关安装在三相四线变单相供电节点上，主机与换相开关有通信连接；换相开关的输入端连接A、B、C三相，输出端连接电力用户线；

主机采集变压器各相的电流值，换相开关采集当前连接供电线路的电流值，并上传给主机；

其特征在于：每个变压器下安装8-16个换相开关；

所述方法包括以下步骤：

步骤A、主机定时读取三相电流，比较得出Imax、Imid 、Imin，Imax为三相电流IA、IB、IC中的最大值，Imid为三相电流中的中间值，Imin为三相电流中的最小值，

计算三相电流的不平衡度：M=100%×(Imax－Imin)/Imax，

判断M是否大于15％，若大于15％则执行步骤B，否则结束；

步骤B、主机获取各换相开关采集的负荷电流数据，并对应换相开关存储电流数据，

计算各相上所有换相开关的电流总和，分别为ΣA、ΣB、ΣC，计算Ia=IA－ΣA，Ib=IB－ΣB，Ic=IC－ΣC；

步骤C、根据存储的数据进行相位平衡计算，得出换相方案；

步骤D、根据计算结果，主机按照换相方案向换相开关发送换相指令，并存储各换相开关的相位位置；

步骤C中，采用均衡寻优算法进行相位平衡计算，包括以下步骤：

步骤C1、计算最优调整量O₁，O₁ =（Imax－Imin）/2；

步骤C2、在与Imax所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找与O₁差值最小的负荷Itx₁，且Imin+ Itx_1＜Imax ，如果找到，则将Itx₁对应的换相开关从Imax所在相位虚拟换相至Imin所在相位，并执行步骤C9，若未找到则执行步骤C3；

步骤C3、比较Imid与Imax和Imin的差值，若Imax－Imid≤Imid－Imin，执行步骤C5，否则，执行步骤C4；

步骤C4、计算最优调整量O₂，O₂=(Imax－Imid) /2，在与Imax所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找与O₂差值最小的负荷Itx₂，且Imid+ Itx₂＜Imax ，如果找到，则将Itx₂对应的换相开关从Imax所在相位虚拟换相至Imid所在相位，并执行步骤C9，若未找到则执行步骤C5；

步骤C5、计算最优调整量O₃，O₃=(Imid－Imin) /2，若O₃=0则执行步骤C7，否则执行步骤C6；

步骤C6、在与Imid所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找与O₃差值最小的负荷Itx₃，且Imin+ Itx₃＜Imid ，如果找到，则将Itx₃对应的换相开关从Imid所在相位虚拟换相至Imin所在相位，并执行步骤C9，若未找到Itx₃则执行步骤C7；

步骤C7、计算最优调整量O₄，O₄ =Imax-Imin；O₅=（Imax- Imin）/2；

步骤C8、在与Imax所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找与O₄差值最小的负荷Itx₄，在与Imin所在相位连接的换相开关对应的电流数据中寻找Itx₅，Itx₄减 Itx₅的值与O₅最接近，且Imin+（ Itx₄ -Itx₅）＜Imax、Imax-（ Itx₄ -Itx₅）＞Imin，

如果找到，将与Itx₅对应的换相开关从Imin所在相位虚拟换相至Imax所在相位；将Itx₄对应的换相开关从Imax所在相位虚拟换相至Imin所在相位，并执行步骤C9，若未找到则结束；

步骤C9、存储虚拟换相后各换相开关所处相位，电流数据随换相开关的转换进行存储；

各相上所有换相开关的虚拟电流总和分别为ΣA＇、ΣB＇、ΣC＇，各相的虚拟电流：IA＇=Ia+ΣA＇，IB＇=Ib+ΣB＇，IC＇=Ic+ΣC＇，

Imax为IA＇、IB＇、IC＇的最大值，Imid为中间值，Imin为最小值，

计算三相电流的不平衡度：M=100%×(Imax－Imin)/Imax ，

判断M是否大于15％，若小于15％，虚拟换相后各换相开关所处相位为换相方案，结束，否则按照步骤C9中虚拟换相后的数据执行步骤C1；

所述步骤C得出的换相方案中剔除了同一负荷从初始相转移至过渡相的步骤，直接转移至最终相中。

2.根据权利要求1所述的一种使用均衡寻优算法实现的三相负荷不平衡自动调节方法，其特征在于：所述步骤C9中，若步骤C1-C8中进行了虚拟换相操作，且M大于15％，则返回步骤C1；若步骤C1-C8中未进行虚拟换相操作，则结束；返回步骤C1循环执行1-5次仍不能使M小于15％则结束。

3.根据权利要求1所述的一种使用均衡寻优算法实现的三相负荷不平衡自动调节方法，其特征在于，换相开关的安装位置按照以下策略选择：选择在用电高峰期，电流值为10A到30A之间的三相四线变单相供电节点安装换相开关。

4.根据权利要求1所述的一种使用均衡寻优算法实现的三相负荷不平衡自动调节方法，其特征在于：换相开关响应主机命令，向主机发送其所在的相位位置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种使用均衡寻优算法实现的三相负荷不平衡自动调节方法，其特征在于，步骤B中，主机获取的电流数据为各换相开关在同一时间断面采集的电流数据，该时间断面与步骤A中主机读取三相电流的时间断面相同。

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