CN111162548B - 一种基于总分控制模式的换相开关控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于总分控制模式的换相开关控制方法。所述换相开关控制方法包括：获取智能配变终端与智能换相开关之间的通信状态；判断所述智能配变终端与所述智能换相开关之间的通信是否处于断开状态，且持续断开时间小于第一预设阈值；若是，则利用所述智能配变终端内的协调控制策略控制所述智能换相开关；否则，则利用所述智能换相开关内置的自决策型控制策略控制所述智能换相开关。

Description

一种基于总分控制模式的换相开关控制方法

技术领域

本发明涉低压配电网三相不平衡治理技术领域，特别是涉及一种基于总分控制模式的换相开关控制方法。

背景技术

低压配电网三相负荷不平衡的问题在我国的电网建设过程中长期存在。低压配电网通常采用三相四线制供电模式，用户多为单相负荷或单相与三相混合负荷，导致配网内单相负荷在三相间分配严重不平衡，尤其是居民和商用建筑配电系统。三相负荷不平衡会引起零线电流过大、电网损耗过高、三相电压不平衡、电网电压低下、三相电力设备利用率低、中性线点位升高危及人身安全等问题。

为了降低配电台区电能损耗，提升配电网电能质量，有必要采取有效措施治理或消除低压三相负荷不平衡。除了提升规划和管理水平外，国内外解决低压三相不平衡问题的常规的处理措施主要有：人工换相、无功补偿装置、自动切换装置等。人工换相：即采用手动调整，均分负荷，在条件允许情况下结合历史记录并根据实时在线监测数据，通过手动调整接线的方式以尽量均分负荷，加强三相负荷分布控制。针对配电变压器带来的三相不平衡问题，通过对负荷量数据的统计分析，然后对负荷重和负荷轻的相序进行调相，使其尽可能的接近三相平衡，但是用户端单相用电设备同时率较低，同时用户的用电情况受季节因素影响较大，用电客户每个月或者每个季节的用电通常存在较大的差异，这将进一步导致配电变压器的三相负荷更加不平衡，同时因为单相负荷的频繁间断，调整效果不理想。(2)无功补偿装置：针对不平衡问题进行无功补偿，是目前世界各国在治理三相不平衡问题主要采取的措施，采用无功补偿装置进行无功补偿能够极大的改善系统的功率因数，不仅可以降低线路及变压器损耗，还能增加系统的稳定性。但这类装置往往安装在配电变压器的低压侧进行集中补偿，尽管能够较好地调整变压器出口电压、电流的电能质量，改善变压器运行状态，但低压线路的三相负荷不平衡问题并没有得到根本解决，线路损耗大和末端负荷的电压质量问题依然存在。(3)自动切换装置：换相开关装置调整三相不平衡电流方案优点在于，通过智能化逻辑判断自动选择供电相，自动调整三相负荷的不平衡，降低电能在传输过程中的损耗，有效解决线路末端低电压问题，最大化的提高电能利用率的同时增强了电网供电的可靠性；缺点在于，供电线路功率因数提高有限，设备整体投资费用高，整体改建设施较为困难。

目前的三相不平衡换相开关需要控制终端给出遥控命令，完成换相的切换工作，一般在台区低压侧首端安装一个总控制终端，在分支线安装多个换相开关，由总控制终端来控制换相开关调节三相不平衡，但此方式对通讯条件要求较高，在通信干扰严重或者通信条件比较恶劣的情况下，依赖通讯的三相不平衡治理模式将难以发挥作用。

发明内容

基于此，有必要提供基于总分控制模式的换相开关控制方法，以降低三相不平衡治理模式对通信的依赖程度。

本发明实施例提供了一种基于总分控制模式的换相开关控制方法，包括：

获取智能配变终端与智能换相开关之间的通信状态；

判断所述智能配变终端与所述智能换相开关之间的通信是否处于断开状态，且持续断开时间小于第一预设阈值；

若是，则利用所述智能配变终端内的协调控制策略控制所述智能换相开关；

否则，则利用所述智能换相开关内置的自决策型控制策略控制所述智能换相开关。

在其中一个实施例中，所述利用所述智能配变终端内的协调控制策略控制所述智能换相开关，包括：

采集并根据配变出口处的三相电压和三相电流，在所述智能配变终端内形成协调控制策略；

获取所述智能换相开关的状态信息，并根据所述状态信息形成开关队列，其中所述状态信息包括所述智能换相开关的当前相位、当前相电流、所述智能换相开关当日动作次数以及所述智能换相开关上次动作时间；

根据每一所述智能换相开关的所述当前相位的电压、所述智能换相开关当日动作次数以及所述智能换相开关上次动作时间，确定并剔除所述开关队列中不可操作的所述智能换相开关，形成可操作开关阵列；

根据所述负荷调整策略确定换相开关动作序列，并根据所述相开关动作序列对所述可操作开关阵列进行策略校核；

预估校核后的所述智能换相开关的三相电流不平衡度的改变量，并判断所述改变量是否大于预设值；

若是，则执行换相操作，并记录进行换相操作的所述智能换相开关的编号以及换相后所述智能换相开关的状态信息；

否则，根据所述智能换相开关当日动作次数以及校核后的所述智能换相开关的三相电流不平衡度调整所述负荷调整策略，并返回至根据所述负荷调整策略确定换相开关动作序列的步骤。

在其中一个实施例中，所述采集并根据配变出口处的三相电压和三相电流，在所述智能配变终端内形成协调控制策略，包括：

周期性获取配变出口处电压数据和电流数据，并根据所述电压数据和所述电流数据计算三相电流不平衡度和配变负载率；

判断所述三相电流不平衡度是否超过预设的不平衡度阈值，且所述配变负载率是否超过预设的负载率阈值；

若是，则根据所述电流数据计算各相不平衡电流，并根据所述各相不平衡电流确定负荷调整策略，其中所述负荷调整策略包括负荷调整方向和负荷调整量。

在其中一个实施例中，当存在两相不平衡电流负荷方向相同时，根据所述调整策略优先调整不平衡电流绝对值大的相别。

在其中一个实施例中，根据所述电流数据计算各相不平衡电流，包括：

I_av＝(I_a+I_b+I_c)/3 (1)

ΔI_a＝I_a-I_av (2)

ΔI_b＝I_b-I_av (3)

ΔI_c＝I_c-I_av (4)

其中，I_a为A相电流，I_b为B相电流，I_c为C相电流，I_av为三相平均电流，ΔI_a为A相不平衡电流，ΔI_b为B相不平衡电流，ΔI_c为C相不平衡电流。

在其中一个实施例中，所述根据所述各相不平衡电流确定负荷调整策略，包括：

若ΔI_a＞ΔI_b且ΔI_a＞ΔI_c时，ΔI_b＞0、ΔI_c＜0，所述负荷调整方向从A向C相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从B相向C相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|；

若ΔI_a＞ΔI_b且ΔI_a＞ΔI_c时，ΔI_b＜0、ΔI_c＞0，所述负荷调整方向从A相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从C相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_a＞ΔI_b且ΔI_a＞ΔI_c时，ΔI_b＜0、ΔI_c＜0，所述负荷调整方向从A相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|，以及所述负荷调整方向从A相向C相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_b＞ΔI_a且ΔI_b＞ΔI_c时，ΔI_a＞0、ΔI_c＜0，所述负荷调整方向从A相向C相转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从B相向C相进行转移，负荷转移量为|ΔI_b|；

若ΔI_b＞ΔI_a且ΔI_b＞ΔI_c时，ΔI_a＜0、ΔI_c＞0，所述负荷调整方向从B相向A相转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|，以及所述负荷调整方向从C相向A相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_b＞ΔI_a且ΔI_b＞ΔI_c时，ΔI_a＜0、ΔI_c＜0，所述负荷调整方向从B相向A相转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从B相向C相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_c＞ΔI_a且ΔI_c＞ΔI_b时，ΔI_a＞0、ΔI_b＜0，所述负荷调整方向从A相向B相转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从C相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_c＞ΔI_a且ΔI_c＞ΔI_b时，ΔI_a＜0、ΔI_b＞0，所述负荷调整方向从B相向A相转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|，以及所述负荷调整方向从C相向A相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；以及

若ΔI_c＞ΔI_a且ΔI_c＞ΔI_b时，ΔI_a＜0、ΔI_b＜0，所述负荷调整方向从C相向A相转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，所述负荷调整方向从C相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|。

在其中一个实施例中，所述执行换相操作，并记录进行换相操作的所述智能换相开关的编号以及换相后所述智能换相开关的状态信息，包括：

所述智能配变终端生成并发送的遥控指令，并以使所述智能换相开关根据所述遥控指令执行换相操作；

查询所述智能换相开关是否执行成功；

若执行成功，则记录进行换相操作的所述智能换相开关的编号以及换相后所述智能换相开关的当前相位和相位电流；

否则，再次发送所述遥控指令，并查询所述智能换相开关是否执行成功；

当所述智能换相开关成功执行换相操作，则记录进行换相操作的所述智能换相开关的编号以及换相后所述智能换相开关的当前相位和相位电流，否则，生成并发送失败告警信息。

在其中一个实施例中，所述利用所述智能换相开关内置的自决策型控制策略控制所述智能换相开关，包括：

采集并根据所述智能换相开关处的三相电压和负荷电流计算电压不平衡度和累计不平衡电压；

判断所述电压不平衡度是否达到第二触发条件，且所述智能开关的当前相位为电压最大相；

当判断所述电压不平衡度已达到第二触发条件，且所述智能开关的当前相位不是电压最大相时，预估换相后电压变化值和三相不平衡改善值；

根据所述预估的换相后电压变化值和三相不平衡改善值，计算换相命令执行延迟时间；

若在所述换相命令执行延迟时间结束后且所述智能配变终端与所述智能换相开关之间的通信仍处于断开状态，则执行换相操作，并更新负荷转出相线路等值阻抗和负荷转入相线路等值阻抗表。

在其中一个实施例中，所述换相开关控制方法还包括：

若在所述换相命令执行延迟时间结束后，所述智能配变终端与所述智能换相开关之间的恢复通信，则返回至所述采集并根据所述智能换相开关处的三相电压和负荷电流计算电压不平衡度和累计不平衡电压的步骤。

在其中一个实施例中，所述累计不平衡电压

Δu＝u_max-u_min

其中，所述u_max为A相电压、B相电压和C相电压中的最大值，所述u_min为A相电压、B相电压和C相电压中的最小值。

在其中一个实施例中，所述负载转入相电压＝转入前电压-负载电流×线路阻抗，所述负载转出相电压＝转出前电压+负载电流×线路阻抗。

在其中一个实施例中，所述电压不平衡度和所述累计不平衡电压越大，所述换相命令执行延迟时间越小。

在其中一个实施例中，所述负荷转出相线路等值阻抗＝(负荷转出后相电压-负荷转出前相电压)/负载电流，所述负荷转入相线路等值阻抗＝(负荷转入前相电压-负荷转入后相电压)/负载电流。

综上，一种基于总分控制模式的换相开关控制方法，包括：获取智能配变终端与智能换相开关之间的通信状态；判断所述智能配变终端与所述智能换相开关之间的通信是否处于断开状态，且持续断开时间小于第一预设阈值；若是，则利用所述智能配变终端内的协调控制策略控制所述智能换相开关；否则，则利用所述智能换相开关内置的自决策型控制策略控制所述智能换相开关。本发明方法通过从智能配变终端内的协调控制策略和自决策型控制策略两方面进行控制，控制策略不完全依赖于通讯，在现有换相开关的基础上，通过增加自决策型的内置控制策略，将换相开关升级为智能换相开关设备，即使通讯中断，也能够完成本地区域范围内的三相不平衡治理，在通讯良好情况下，由智能配变终端内置的协调控制策略统一协调控制各换相开关，提供了一种稳定安全的控制方法。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于总分控制模式的换相开关控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的智能换相开关接入低压配网示意图；

图3为本发明实施例提供的智能配变终端内协调控制策略流程示意图；

图4为本发明实施例提供的智能换相开关内置的自决策型控制策略流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请参见图1，本发明实施例提供了一种基于总分控制模式的换相开关控制方法，包括：

步骤S110，获取智能配变终端与智能换相开关之间的通信状态。

步骤S120，判断所述智能配变终端与所述智能换相开关之间的通信是否处于断开状态，且持续断开时间小于第一预设阈值；若是，则执行步骤S130，否则执行步骤S140。其中，所述第一预设阈值应根据具体设计需要进行设定，优选的，所述第一预设阈值可以为5～10min。

步骤S130，利用所述智能配变终端内的协调控制策略控制所述智能换相开关。

步骤S140，利用所述智能换相开关内置的自决策型控制策略控制所述智能换相开关。

可见，本发明方法通过从智能配变终端内的协调控制策略和自决策型控制策略两方面进行控制，控制策略不完全依赖于通讯，在现有换相开关的基础上，通过增加自决策型的内置控制策略，将换相开关升级为智能换相开关设备，即使通讯中断，也能够完成本地区域范围内的三相不平衡治理，在通讯良好情况下，由智能配变终端内置的协调控制策略统一协调控制各换相开关，提供了一种稳定安全的控制方法。

请参见图2、图3和图4，本实施例中的智能配变终端安装于台区首端、配变出口处，采集配变出口处三相、三相电压、有功功率、无功功率数据，接收智能换相开关上传的各开关安装点的三相电压和负载电流数据，内置于智能配变终端的控制策略协调控制下属的各智能换相开关，并可根据近期换相开关动作次数、三相电流不平衡度调整控制策略参数。智能换相开关检测到与智能配变终端通信中断时长达到第一预设阈值后，自动切换至本地自主控制模式，即根据内置的控制策略根据换相开关采集的三相电压和负载电流数据生成动作指令，并根据换相开关动作次数，优化电压不平衡度、累计不平衡电压等参数。

在其中一个实施例中，所述采集并根据配变出口处的三相电压和三相电流，在所述智能配变终端内形成协调控制策略，包括：

周期性获取配变出口处电压数据和电流数据，并根据所述电压数据和所述电流数据计算三相电流不平衡度和配变负载率；

判断所述三相电流不平衡度是否超过预设的不平衡度阈值，且所述配变负载率是否超过预设的负载率阈值；

若是，则根据所述电流数据计算各相不平衡电流，并根据所述各相不平衡电流确定负荷调整策略，其中所述负荷调整策略包括负荷调整方向和负荷调整量。

在其中一个实施例中，当存在两相不平衡电流负荷方向相同时，根据所述调整策略优先调整不平衡电流绝对值大的相别。例如：例如：ΔI_a＞ΔI_b且ΔI_a＞ΔI_c时，ΔI_b＜0、ΔI_c＜0，|ΔI_b|＞|ΔI_c|，则优先调整A→B再进行A→C。

在其中一个实施例中，所述根据所述各相不平衡电流确定负荷调整策略，包括：

若ΔI_a＞ΔI_b且ΔI_a＞ΔI_c时，ΔI_b＞0、ΔI_c＜0，所述负荷调整方向从A向C相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从B相向C相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|；

若ΔI_a＞ΔI_b且ΔI_a＞ΔI_c时，ΔI_b＜0、ΔI_c＞0，所述负荷调整方向从A相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从C相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_a＞ΔI_b且ΔI_a＞ΔI_c时，ΔI_b＜0、ΔI_c＜0，所述负荷调整方向从A相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|，以及所述负荷调整方向从A相向C相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_b＞ΔI_a且ΔI_b＞ΔI_c时，ΔI_a＞0、ΔI_c＜0，所述负荷调整方向从A相向C相转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从B相向C相进行转移，负荷转移量为|ΔI_b|；

若ΔI_b＞ΔI_a且ΔI_b＞ΔI_c时，ΔI_a＜0、ΔI_c＞0，所述负荷调整方向从B相向A相转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|，以及所述负荷调整方向从C相向A相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_b＞ΔI_a且ΔI_b＞ΔI_c时，ΔI_a＜0、ΔI_c＜0，所述负荷调整方向从B相向A相转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从B相向C相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_c＞ΔI_a且ΔI_c＞ΔI_b时，ΔI_a＞0、ΔI_b＜0，所述负荷调整方向从A相向B相转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从C相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_c＞ΔI_a且ΔI_c＞ΔI_b时，ΔI_a＜0、ΔI_b＞0，所述负荷调整方向从B相向A相转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|，以及所述负荷调整方向从C相向A相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；以及

若ΔI_c＞ΔI_a且ΔI_c＞ΔI_b时，ΔI_a＜0、ΔI_b＜0，所述负荷调整方向从C相向A相转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，所述负荷调整方向从C相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|。

在其中一个实施例中，所述执行换相操作，并记录进行换相操作的所述智能换相开关的编号以及换相后所述智能换相开关的状态信息，包括：

所述智能配变终端生成并发送的遥控指令，并以使所述智能换相开关根据所述遥控指令执行换相操作；

查询所述智能换相开关是否执行成功；

若执行成功，则记录进行换相操作的所述智能换相开关的编号以及换相后所述智能换相开关的当前相位和相位电流；

否则，再次发送所述遥控指令，并查询所述智能换相开关是否执行成功；

当所述智能换相开关成功执行换相操作，则记录进行换相操作的所述智能换相开关的编号以及换相后所述智能换相开关的当前相位和相位电流，否则，生成并发送失败告警信息。

为了详细的阐述利用所述智能配变终端内的协调控制策略控制所述智能换相开关，下面结合图3举例说明。

步骤S1，定时读取配变出口处的三相电压和三相电流据，计算三相电流不平衡度和配变负载率。

步骤S2，周期判断开关换相的触发条件是否达到，当达到开关换相的触发条件则进行S3步骤，当没有达到开关换相的触发条件则进行步骤S1，触发条件指周期内三相电流不平衡度超过限值γ并且单相负载率超过限值β超过指定时长，所述触发条件同时考虑负载率和不平衡度因素，需要二者同时达到各自限值才算作一次有效计数。

步骤S3，计算三相平均电流、各相不平衡电流，三相平均电流、各相不平衡电流的具体步骤为：

根据公式(1)、(2)、(3)和(4)分别计算三相平均电流为I_av，其中，I_a为A相电流，I_b为B相电流，I_c为C相电流，I_av为三相平均电流，ΔI_a为A相不平衡电流，ΔI_b为B相不平衡电流，ΔI_c为C相不平衡电流：

I_av＝(I_a+I_b+I_c)/3 (1)

ΔI_a＝I_a-I_av (2)

ΔI_b＝I_b-I_av (3)

ΔI_c＝I_c-I_av (4)

确定负荷转出相与转入相，根据公式(2)、(3)和(4)计算的各相不平衡电流确定负荷调整方向及调整量的调整策略，具体调整策略如上。此外若存在两相不平衡电流负荷方向相同时，所述调整策略优先调整不平衡电流绝对值大的相别，例如：ΔI_a＞ΔI_b且ΔI_a＞ΔI_c时，ΔI_b＜0、ΔI_c＜0，|ΔI_b|＞|ΔI_c|，则优先调整A→B再进行A→C。

步骤S4，读取智能换相开关信息，获取智能换相开关的当前相位，相电流，当日动作次数，上次动作时间等信息，形成开关队列。

步骤S5，剔除不可操作智能换相开关，形成可操作开关队列，不可操作智能换相开关指当前相的电压大于开关处三相平均电压的开关、当日动作次数越限的开关或者当前时刻与开关上次动作时刻小于动作间隔的开关中的任意一种开关，其中动作间隔指开关相邻两次动作的最短时间。

步骤S6，根据步骤S3中的调整策略，形成换相开关动作序列，进行策略校核，当调整换相开关后三相不平衡度较控制前不平衡度改善小于设定值，则不进行换相操作。

步骤S7，查询换相开关是否执行成功，执行成功转步骤S8，否则转步骤S9。本实施例中，在执行换相操作后，检测换相后开关相位，如果检测到的开关相位与目标相位一致，则表示换相动作成功。

步骤S8，记录进行换相操作的智能换相开关编号、换相后的智能换相开关相位和相位电流等信息。

步骤S9，再次发送遥控命令，转S7步骤，当2次遥控命令均执行失败，则转S10步骤。

步骤S10，发送执行失败告警信息。

步骤S11，根据近期换相开关动作次数、三相电流不平衡度调整控制策略参数。

在其中一个实施例中，所述利用所述智能换相开关内置的自决策型控制策略控制所述智能换相开关，包括：

采集并根据所述智能换相开关处的三相电压和负荷电流计算电压不平衡度和累计不平衡电压；

判断所述电压不平衡度是否达到第二触发条件，且所述智能开关的当前相位为电压最大相；其中，第二触发条件可以为电压不平衡度越限次数达到阈值；

当判定所述电压不平衡度已达到第二触发条件，且所述智能开关的当前相位不是电压最大相时，预估换相后电压变化值和三相不平衡改善值；

根据所述预估的换相后电压变化值和三相不平衡改善值，计算换相命令执行延迟时间；

若在所述换相命令执行延迟时间结束后且所述智能配变终端与所述智能换相开关之间的通信仍处于断开状态，则执行换相操作，并更新负荷转出相线路等值阻抗和负荷转入相线路等值阻抗表。

在其中一个实施例中，所述的换相开关控制方法，其特征在于，还包括：

若在所述换相命令执行延迟时间结束后，所述智能配变终端与所述智能换相开关之间的恢复通信，则返回至所述采集并根据所述智能换相开关处的三相电压和负荷电流计算电压不平衡度和累计不平衡电压的步骤。

在其中一个实施例中，所述累计不平衡电压

Δu＝u_max-u_min

其中，所述u_max为A相电压、B相电压和C相电压中的最大值，所述u_min为A相电压、B相电压和C相电压中的最小值。

在其中一个实施例中，所述负载转入相电压＝转入前电压-负载电流×线路阻抗，所述负载转出相电压＝转出前电压+负载电流×线路阻抗。

在其中一个实施例中，所述电压不平衡度和所述累计不平衡电压越大，所述换相命令执行延迟时间越小。

在其中一个实施例中，所述负荷转出相线路等值阻抗＝(负荷转出后相电压-负荷转出前相电压)/负载电流，所述负荷转入相线路等值阻抗＝(负荷转入前相电压-负荷转入后相电压)/负载电流。

为了详细的阐述利用所述智能换相开关内置的自决策型控制策略控制所述智能换相开关，下面结合图4进行系统说明。

步骤T1，采集智能换相开关处三相电压和负荷电流，并进行数据合理性校验。本实施例中，根据电压、电流正常值范围进行判断智能换相开关处三相电压和负荷电流是否合理，越限则认为数据不合理。

步骤T2，计算电压不平衡度和累计不平衡电压，据此判断是否触发换相策略，当电压不平衡度越限次数达到阈值且累计不平衡电压达到阈值时，触发换相策略；如果出现三相电压不平衡度不越限，则将三相电压不平衡度连续次数清零。如果在等待命令执行期间发生三相电压不越限，则将动作时间推迟。

步骤T3，如果当前相是电压最大相，则不进行换相操作，然后返回T1步骤；否则进入步骤T4。

步骤T4，预估换相后电压变化值和三相不平衡治理效果，换相后电压变化值的计算公式为：负载转入相电压＝转入前电压-负载电流×线路阻抗，负载转出相电压＝转出前电压+负载电流×线路阻抗。

步骤T5，根据换相前三相电压不平衡度以及换相后电压不平衡度改善值计算换相命令执行延时时间，换相前三相电压不平衡度以及换相后电压不平衡度改善值越大，执行时间越快，通过该时差机制可避免各开关独立控制引起动作振荡。

步骤T6，若达到延迟时间，智能换相开关未锁闭且与智能配变终端的通信仍处于中断状态，则执行换相操作，并在换相操作执行后更新负荷转出相和负荷转入相线路等值阻抗表，负荷转出相线路等值阻抗＝(负荷转出后相电压-负荷转出前相电压)/负载电流，负荷转入相线路等值阻抗＝(负荷转入前相电压-负荷转入后相电压)/负载电流。此外，将计算数据清零。

步骤T7，根据换相开关动作次数，优化电压不平衡度、累计不平衡电压参数，若开关动作频繁，则增大电压不平衡度、累计不平衡电压等参数，提高动作门槛，减小动作次数，提高设备寿命。

本发明的换相开关控制方法从智能配变终端内的协调控制策略和自决策型控制策略两方面进行控制，智能换相开关与智能配变终端通信中断达到第一预设阈值后自动切换至本地自主控制模式，控制策略不完全依赖于通讯，在现有换相开关的基础上，通过增加自决策型的内置控制策略，将换相开关升级为智能换相开关设备，即使通讯中断，也能够完成本地区域范围内的三相不平衡治理，在通讯良好情况下，由智能配变终端内置的协调控制策略统一协调控制各换相开关，提供了一种稳定安全的控制方法。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于总分控制模式的换相开关控制方法，其特征在于，包括：

获取智能配变终端与智能换相开关之间的通信状态；

判断所述智能配变终端与所述智能换相开关之间的通信是否处于断开状态，且持续断开时间小于第一预设阈值；

若是，则采集并根据配变出口处的三相电压和三相电流，在所述智能配变终端内形成协调控制策略；获取所述智能换相开关的状态信息，并根据所述状态信息形成开关队列，其中所述状态信息包括所述智能换相开关的当前相位、当前相电流、所述智能换相开关当日动作次数以及所述智能换相开关上次动作时间；根据每一所述智能换相开关的所述当前相位的电压、所述智能换相开关当日动作次数以及所述智能换相开关上次动作时间，确定并剔除所述开关队列中不可操作的所述智能换相开关，形成可操作开关阵列；根据负荷调整策略确定换相开关动作序列，并根据所述相开关动作序列对所述可操作开关阵列进行策略校核；预估校核后的所述智能换相开关的三相电流不平衡度的改变量，并判断所述改变量是否大于预设值；若是，则执行换相操作，并记录进行换相操作的所述智能换相开关的编号以及换相后所述智能换相开关的状态信息；否则，根据所述智能换相开关当日动作次数以及校核后的所述智能换相开关的三相电流不平衡度调整所述负荷调整策略，并返回至根据所述负荷调整策略确定换相开关动作序列的步骤；

否则，则采集并根据所述智能换相开关处的三相电压和负荷电流计算电压不平衡度和累计不平衡电压；判断所述电压不平衡度是否达到第二触发条件，所述累计不平衡电压是否达到阈值，且所述智能换相开关的当前相位为电压最大相；当判定所述电压不平衡度已达到第二触发条件，所述累计不平衡电压达到阈值，且所述智能换相开关的当前相位不是电压最大相时，预估换相后电压变化值和三相不平衡改善值；所述第二触发条件为电压不平衡度越限次数达到阈值；根据所述预估的换相后电压变化值和三相不平衡改善值，计算换相命令执行延迟时间；若在所述换相命令执行延迟时间结束后且所述智能配变终端与所述智能换相开关之间的通信仍处于断开状态，则执行换相操作，并更新负荷转出相线路等值阻抗和负荷转入相线路等值阻抗表；其中，所述负荷转出相线路等值阻抗＝(负荷转出后相电压-负荷转出前相电压)/负载电流，所述负荷转入相线路等值阻抗＝(负荷转入前相电压-负荷转入后相电压)/负载电流。

2.如权利要求1所述的换相开关控制方法，其特征在于，所述采集并根据配变出口处的三相电压和三相电流，在所述智能配变终端内形成协调控制策略，包括：

周期性获取配变出口处电压数据和电流数据，并根据所述电压数据和所述电流数据计算三相电流不平衡度和配变负载率；

判断所述三相电流不平衡度是否超过预设的不平衡度阈值，且所述配变负载率是否超过预设的负载率阈值；

若是，则根据所述电流数据计算各相不平衡电流，并根据所述各相不平衡电流确定负荷调整策略，其中所述负荷调整策略包括负荷调整方向和负荷调整量。

3.如权利要求2所述的换相开关控制方法，其特征在于，当存在两相不平衡电流负荷方向相同时，根据所述调整策略优先调整不平衡电流绝对值大的相别。

4.如权利要求2所述的换相开关控制方法，其特征在于，根据所述电流数据计算各相不平衡电流，包括：

I_av＝(I_a+I_b+I_c)/3 (1)

ΔI_a＝I_a-I_av (2)

ΔI_b＝I_b-I_av (3)

ΔI_c＝I_c-I_av (4)

其中，I_a为A相电流，I_b为B相电流，I_c为C相电流，I_av为三相平均电流，ΔI_a为A相不平衡电流，ΔI_b为B相不平衡电流，ΔI_c为C相不平衡电流。

5.如权利要求4所述的换相开关控制方法，其特征在于，所述根据所述各相不平衡电流确定负荷调整策略，包括：

若ΔI_a＞ΔI_b且ΔI_a＞ΔI_c时，ΔI_b＞0、ΔI_c＜0，所述负荷调整方向从A向C相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从B相向C相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|；

若ΔI_a＞ΔI_b且ΔI_a＞ΔI_c时，ΔI_b＜0、ΔI_c＞0，所述负荷调整方向从A相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从C相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_a＞ΔI_b且ΔI_a＞ΔI_c时，ΔI_b＜0、ΔI_c＜0，所述负荷调整方向从A相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|，以及所述负荷调整方向从A相向C相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_b＞ΔI_a且ΔI_b＞ΔI_c时，ΔI_a＞0、ΔI_c＜0，所述负荷调整方向从A相向C相转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从B相向C相进行转移，负荷转移量为|ΔI_b|；

若ΔI_b＞ΔI_a且ΔI_b＞ΔI_c时，ΔI_a＜0、ΔI_c＞0，所述负荷调整方向从B相向A相转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|，以及所述负荷调整方向从C相向A相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_b＞ΔI_a且ΔI_b＞ΔI_c时，ΔI_a＜0、ΔI_c＜0，所述负荷调整方向从B相向A相转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从B相向C相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_c＞ΔI_a且ΔI_c＞ΔI_b时，ΔI_a＞0、ΔI_b＜0，所述负荷调整方向从A相向B相转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，以及所述负荷调整方向从C相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；

若ΔI_c＞ΔI_a且ΔI_c＞ΔI_b时，ΔI_a＜0、ΔI_b＞0，所述负荷调整方向从B相向A相转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|，以及所述负荷调整方向从C相向A相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_c|；以及

若ΔI_c＞ΔI_a且ΔI_c＞ΔI_b时，ΔI_a＜0、ΔI_b＜0，所述负荷调整方向从C相向A相转移，所述负荷转移量为|ΔI_a|，所述负荷调整方向从C相向B相进行转移，所述负荷转移量为|ΔI_b|。

6.如权利要求1所述的换相开关控制方法，其特征在于，所述执行换相操作，并记录进行换相操作的所述智能换相开关的编号以及换相后所述智能换相开关的状态信息，包括：

所述智能配变终端生成并发送的遥控指令，并以使所述智能换相开关根据所述遥控指令执行换相操作；

查询所述智能换相开关是否执行成功；

若执行成功，则记录进行换相操作的所述智能换相开关的编号以及换相后所述智能换相开关的当前相位和相位电流；

否则，再次发送所述遥控指令，并查询所述智能换相开关是否执行成功；

当所述智能换相开关成功执行换相操作，则记录进行换相操作的所述智能换相开关的编号以及换相后所述智能换相开关的当前相位和相位电流，否则，生成并发送失败告警信息。

7.如权利要求1所述的换相开关控制方法，其特征在于，还包括：

若在所述换相命令执行延迟时间结束后，所述智能配变终端与所述智能换相开关之间的恢复通信，则返回至所述采集并根据所述智能换相开关处的三相电压和负荷电流计算电压不平衡度和累计不平衡电压的步骤。

8.如权利要求1所述的换相开关控制方法，其特征在于，所述累计不平衡电压

Δu＝u_max-u_min

其中，所述u_max为A相电压、B相电压和C相电压中的最大值，所述u_min为A相电压、B相电压和C相电压中的最小值。

9.如权利要求1所述的换相开关控制方法，其特征在于，负载转入相电压＝转入前电压-负载电流×线路阻抗，负载转出相电压＝转出前电压+负载电流×线路阻抗。

10.如权利要求1所述的换相开关控制方法，其特征在于，所述电压不平衡度和所述累计不平衡电压越大，所述换相命令执行延迟时间越小。

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