CN112865144A - 三相负荷不平衡调整方法、装置和配变侧监控设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种三相负荷不平衡调整方法、装置、配变侧监控设备、三相负荷不平衡调整系统和存储介质。所述方法包括：获取配电变压器出线侧各相线的相电流和各个支路电流，并根据各相线的相电流计算当前三相不平衡度；若当前三相不平衡度满足调整条件，则根据各个预判三相不平衡度中的最小值确定最优目标负荷支路，并根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令；预判三相不平衡度是指根据各相线的相电流和各个支路电流进行计算，得到的每一条目标负荷支路分别换相连接至相电流最小的相线后的三相不平衡度。采用本方法能够避免了三相负荷不平衡调整过程中换相次数过多，从而增加了换相开关和用电设备的寿命。

Description

三相负荷不平衡调整方法、装置和配变侧监控设备

技术领域

本申请涉及电力系统控制技术领域，特别是涉及一种三相负荷不平衡调整方法、装置、配变侧监控设备、三相负荷不平衡调整系统和存储介质。

背景技术

由于低压台区单相负荷的时空分布不平衡和持续的不可控增容，造成三相电流或电压幅值或相位不一致，且不一致程度超过规定范围的情况，使得线路常处于三相负荷不平衡的状态，这将带来许多问题，例如增加变压器和输电线路的损耗、降低了输电线路和开关的使用寿命以及三相电动机使用效率、易导致继电保护和自动装置的误启动、增大变流器的非特征谐波、产生电噪声干扰影响计算机系统正常工作等等。

目前对于三相负荷不平衡的治理，通常采用以遗传算法为主的三相负荷不平衡控制方法，其具有精度较高、初始信息要求较少等特点，但该方法将导致三相负荷不平衡调整过程中换相次数过多，从而影响换相开关和用电设备的寿命。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在三相负荷不平衡调整过程中减小换相次数的三相负荷不平衡调整方法、装置、配变侧监控设备、三相负荷不平衡调整系统和存储介质。

一种三相负荷不平衡调整方法，该方法包括：

获取配电变压器出线侧各相线的相电流和各个支路电流，并根据各相线的相电流计算当前三相不平衡度；支路电流是指与各相线连接的负荷支路的电流；

若当前三相不平衡度满足调整条件，则根据各个预判三相不平衡度中的最小值确定最优目标负荷支路，并根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令；其中，当前换相指令用于指示负荷侧监控设备进行换相处理；预判三相不平衡度是指根据各相线的相电流和各个支路电流进行计算，得到的每一条目标负荷支路分别换相连接至相电流最小的相线后的三相不平衡度；目标负荷支路是指相电流最大的相线所连接的可换相负荷支路。

在其中一个实施例中，根据各个预判三相不平衡度中的最小值确定最优目标负荷支路的步骤包括：计算当前三相不平衡度和最小值的差值；若差值大于第一阈值，则将最小值对应的目标负荷支路确定为最优目标负荷支路。

在其中一个实施例中，根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令的步骤包括：读取存储单元中存储的换相指令；若差值大于第一阈值，且存储单元中存储的换相指令并非指示最优目标负荷支路从相电流最小的相线换相至相电流最大的相线，则根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令，并利用当前换相指令更新存储单元中存储的换相指令。

在其中一个实施例中，根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令的步骤包括：判断各个支路电流对应的数据是否完整；若是，则根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令；若否，则不生成当前换相指令。

在其中一个实施例中，三相负荷不平衡调整方法还包括：在最优目标负荷支路换相连接至相电流最小的相线后，计算换相后的三相不平衡度；若换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值在预设范围内，则记录当前换相指令有效；若换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值不在预设范围内，则记录当前换相指令无效。

在其中一个实施例中，基于以下表达式得到当前三相不平衡度：

其中，ε_i为当前三相不平衡度；I_A、I_B和I_C分别为各相线的相电流的有效值；min{I_A,I_B,I_C}为I_A、I_B和I_C中的最小值；max{I_A,I_B,I_C}为I_A、I_B和I_C中的最大值。

在一个实施例中，提供了一种三相负荷不平衡调整装置，该装置包括计算模块和处理模块。其中，计算模块用于获取配电变压器出线侧各相线的相电流和各个支路电流，并根据各相线的相电流计算当前三相不平衡度；支路电流是指与各相线连接的负荷支路的电流；处理模块用于若当前三相不平衡度满足调整条件，则根据各个预判三相不平衡度中的最小值确定最优目标负荷支路，并根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令；其中，当前换相指令用于指示负荷侧监控设备进行换相处理；预判三相不平衡度是指根据各相线的相电流和各个支路电流进行计算，得到的每一条目标负荷支路分别换相连接至相电流最小的相线后的三相不平衡度；目标负荷支路是指相电流最大的相线所连接的可换相负荷支路。

在一个实施例中，提供了一种配变侧监控设备，该设备包括存储器、处理器和采集装置；其中，采集装置用于采集配电压变压器出线侧各相线的相电流；处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种三相负荷不平衡调整系统，该系统包括后台主站、多个负荷侧监控设备以及如设备实施例中的配变侧监控设备。其中，后台主站与对应的配变侧监控设备通信连接；配变侧监控设备与对应的负荷侧监控设备通信连接；后台主站用于控制配变侧监控设备的运行；负荷侧监控设备用于采集各个支路电流，并将各个支路电流发送至配变侧监控设备；负荷侧监控设备还用于接收配变侧监控设备发送的当前换相指令，并根据当前换相指令完成换相。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

上述三相负荷不平衡调整方法、装置、配变侧监控设备、三相负荷不平衡调整系统和存储介质，通过获取的配电变压器出线侧各相线的相电流计算当前三相不平衡度，若当前三相不平衡度满足调整条件时，则根据相电流最大的相线所连接的负荷支路得到目标负荷支路，而后，根据各相线的相电流和各个支路电流进行计算，得到的每一条目标负荷支路分别换相连接至相电流最小的相线后的三相不平衡度即预判三相不平衡度，接着，根据各个预判三相不平衡度中的最小值确定最优目标负荷支路，且，根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令，以指示负荷侧监控设备进行换相处理。基于此，通过上述三相负荷不平衡调整方法根据选取预判三相不平衡度中最小值对应的最优目标负荷支路的换相方式生成换相指令，从而避免了三相负荷不平衡调整过程中换相次数过多，从而增加了换相开关和用电设备的寿命，提高了三相负荷不平衡调整的效率，降低了三相负荷不平衡调整的操作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中三相负荷不平衡调整方法的流程示意图；

图2为一个实施例中各相线相电流有效值曲线图；

图3为一个实施例中三相不平衡度曲线图；

图4为一个实施例中根据各个预判三相不平衡度中的最小值确定最优目标负荷支路的步骤的流程示意图；

图5为一个实施例中根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令的步骤的流程示意图；

图6为另一个实施例中根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令的步骤的流程示意图；

图7为另一个实施例中三相负荷不平衡调整方法的流程示意图；

图8为一个实施例中三相负荷不平衡调整装置的结构框图；

图9为一个实施例中配变侧监控设备的内部结构图；

图10为一个实施例中三相负荷不平衡调整系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在生活实际中，由于断线故障、接地故障、负荷分配不均衡、大功率用电负荷的接入、负荷随机变化等原因将导致电力系统的三相不平衡问题。然而，三相不平衡问题将主要带来以下三类不利影响：第一，对配电台区的影响；当出现三相不平衡现象时，配电台区变压器的负载损耗会显著增加，进而造成变压器绕组、油的发热显著增加，也就造成绝缘老化加快，甚至烧毁变压器绕组；同时，与变压器的负载损耗类似，三相不平衡将产生不平衡电压，加大电压偏移。增大中性线电流，从而增大线路损耗等。第二，对供电企业的影响；当出现三相不平衡现象时，台区内低压配电网损耗大，直接曹成供电企业经济效益的降低。第三，对用户的影响；当出现三相不平衡现象时，轻者影响用电设备的正常使用寿命，严重者甚至导致用电设备的烧毁；同时，也将造成三相电动机效率降低以及容易造成停电等问题。因此，确保电力系统中三相负荷始终处于均衡运行状态显得尤为的重要。

目前，对于三相负荷不平衡的治理，通常采用以遗传算法为主的三相负荷不平衡控制方法，其具有精度较高、初始信息要求较少等特点，但该方法将导致三相负荷不平衡调整过程中换相次数过多，从而影响换相开关和用电设备的寿命。为此，本申请实施例提供了一种三相负荷不平衡调整方法、装置、配变侧监控设备、三相负荷不平衡调整系统和存储介质，通过上述三相负荷不平衡调整方法根据选取预判三相不平衡度中最小值对应的最优目标负荷支路的换相方式生成换相指令，从而避免了三相负荷不平衡调整过程中换相次数过多，从而增加了换相开关和用电设备的寿命，提高了三相负荷不平衡调整的效率，降低了三相负荷不平衡调整的操作成本。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种三相负荷不平衡调整方法，本实施例以该方法应用于配变侧监控设备终端进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括配变侧监控设备终端和服务器的系统，并通过配变侧监控设备终端终端和服务器的交互实现。本实施例中，该方法包括以下步骤：

步骤102，获取配电变压器出线侧各相线的相电流和各个支路电流，并根据各相线的相电流计算当前三相不平衡度。

其中，支路电流是指与各相线连接的负荷支路的电流。三相不平衡度是指三相电力系统中三相负荷不平衡的程度，是体现电能质量的一个重要指标。在其中一个实施例中，基于以下表达式得到当前三相不平衡度：

其中，ε_i为当前三相不平衡度；I_A、I_B和I_C分别为各相线的相电流的有效值；min{I_A,I_B,I_C}为I_A、I_B和I_C中的最小值；max{I_A,I_B,I_C}为I_A、I_B和I_C中的最大值。

步骤104，若当前三相不平衡度满足调整条件，则根据各个预判三相不平衡度中的最小值确定最优目标负荷支路，并根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令。

其中，当前换相指令用于指示负荷侧监控设备进行换相处理。预判三相不平衡度是指根据各相线的相电流和各个支路电流进行计算，得到的每一条目标负荷支路分别换相连接至相电流最小的相线后的三相不平衡度。目标负荷支路是指相电流最大的相线所连接的可换相负荷支路。可换相负荷支路是指能够受换相处理的负荷支路。

调整条件可以是三相不平衡度的阈值，三相不平衡度的阈值可以但不限于是15％、20％或者25％，在实际应用中可以根据需求而灵活设置，在此不进行限制。在一个具体示例中，调整条件可同时设置为：第一，配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度超过25％；第二，配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡状态持续超过10分钟；第三，配电变压器出线侧中任一相线的负载率超过20％。通过上述调整条件的设置可以及时的发现配电变压器出线侧出现三相不平衡的问题，提高了三相负荷不平衡调整过程的便利性。以上仅为具体示例，在实际应用中可以根据需求而灵活设置，在此不进行限制。

经判断发现当前三相不平衡度满足调整条件，则根据各相线的相电流和各个支路电流进行计算，从而得到每一条相电流最大的相线所连接的可换相负荷支路即目标负荷支路分别换相至相电流最小的相线后的三相不平衡度，也就是预判三相不平衡度；而后，在根据计算得出的各个预判三相不平衡度中选取最小值，并将该最小值对应的负荷支路确定为最优目标负荷支路；接着，根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令，且，当前换相指令用于可以指示负荷侧监控设备进行换相处理。

在一个具体实例中，配电变压器出现侧分别有A相线、B相线以及C相线且上述各相先同时带有2Ω的固定负荷不参与换相，同时还存在与上述三条相线相连接的10条可换相负荷支路(例如，L₁、L₂、…、L₅、…、L₁₀)。通过获取配电变压器出线侧各相线的相电流和各个支路电流，即可得到：A相线的相电流I_A为223.39A，B相线的相电流I_B为132A，C相线的相电流I_C为110A，负荷支路L₁与A相线连接且对应的支路电流I_L1为11A，负荷支路L₂与A相线连接且对应的支路电流I_L2为14.67A，负荷支路L₃与B相线连接且对应的支路电流I_L3为22A，负荷支路L₄与A相线连接且对应的支路电流I_L4为15.71A，负荷支路L₅与A相线连接且对应的支路电流I_L5为18.33A，负荷支路L₆与A相线连接且对应的支路电流I_L6为8.46A，负荷支路L₇与A相线连接且对应的支路电流I_L7为10.47A，负荷支路L₈与A相线连接且对应的支路电流I_L8为13.75A，负荷支路L₉与A相线连接且对应的支路电流I_L9为12.2A，负荷支路L₁₀与A相线连接且对应的支路电流I_L10为8.8A；根据相电流I_A、相电流I_B和相电流I_C即可计算出当前三相不平衡度为61.435％，三相负荷不平衡问题非常严重。此外，可以得出目标负荷支路分别为L₁、L₂、L₄、L₅、L₆、L₇、L₈、L₉和L₁₀。

由于当前三相不平衡度为61.435％满足调整条件的要求，则根据相电流I_A、相电流I_B、相电流I_C、支路电流I_L1、支路电流I_L2、支路电流I_L3、支路电流I_L4、支路电流I_L5、支路电流I_L6、支路电流I_L7、支路电流I_L8、支路电流I_L9以及支路电流I_L10进行计算，从而得到每一条相电流最大的相线即A相线所连接的可换相负荷支路即目标负荷支路分别换相至相电流最小的相线即C相线后的三相不平衡度，也就是预判三相不平衡度。目标负荷支路L₁的预判三相不平衡度为45.703％，目标负荷支路L₂的预判三相不平衡度为41.578％，目标负荷支路L₄的预判三相不平衡度为40.473％，目标负荷支路L₅的预判三相不平衡度为37.799％，目标负荷支路L₆的预判三相不平衡度为48.806％，目标负荷支路L₇的预判三相不平衡度为46.332％，目标负荷支路L₈的预判三相不平衡度为42.577％，目标负荷支路L₉的预判三相不平衡度为44.312％以及目标负荷支路L₁₀的预判三相不平衡度为48.377％。而后，在根据上述计算得出的各个预判三相不平衡度中得到最小值为目标负荷支路L₅的预判三相不平衡度为37.799％，并将该最小值对应的负荷支路即负荷支路L₅确定为最优目标负荷支路。根据最优目标负荷支路即负荷支路L₅从A相线换相至C相线，以生成当前换相指令。负荷侧监控设备接收到当前换相指令后，则根据当前换相指令进行换相处理。

通过PSIM与VC++联合仿真的方式进行仿真验证。在VC++软件中编写上述三相负荷不平衡调整方法的控制程序，在PSIM搭建仿真模型并按照上述数据进行方针，得到仿真结果。根据仿真结果显示，根据换相指令进行换相过程中并未对三条相线的电压造成明显影响。如图2所示，在未按照换相指令进行换相前，A相线的相电流的有效值I_A为222.58A，B相线的相电流的有效值I_B为131.56A，C相线的相电流的有效值I_C为109.64A；在按照换相指令进行换相后，A相线的相电流的有效值I_A变化至204.33A，B相线的相电流的有效值I_B变化至131.56A，C相线的相电流的有效值I_C变化至127.90A。如图3所示，三相不平衡度由未按照换相指令进行换相前的61.43％下降为37.776％，下降幅度高达40％。以上仿真结果可以看出上述三相负荷不平衡调整方法输出的换相指令能够三相不平衡度下降明显，能够在换相次数少的前提下及有效的进行三相不平衡的调整。同时，还可以循环迭代上述处理过程，从而进一步的降低三相不平衡度。以上仅为具体示例，在实际应用中可以根据需求而灵活设置，在此不进行限制。

基于此，通过上述三相负荷不平衡调整方法根据选取预判三相不平衡度中最小值对应的最优目标负荷支路的换相方式生成换相指令，从而避免了三相负荷不平衡调整过程中换相次数过多，从而增加了换相开关和用电设备的寿命，提高了三相负荷不平衡调整的效率，降低了三相负荷不平衡调整的操作成本。

在其中一个实施例中，如图4所示，根据各个预判三相不平衡度中的最小值确定最优目标负荷支路的步骤包括：

步骤402，计算当前三相不平衡度和最小值的差值。

步骤404，若差值大于第一阈值，则将最小值对应的目标负荷支路确定为最优目标负荷支路。

根据各个预判三相不平衡度中的最小值，计算当前三相不平衡度与预判三相不平衡度中最小值的差值，当上述差值大于第一阈值时，才将该最小值对应的目标负荷支路确定为最优目标负荷支路，也就是说当上述差值小于或者等于第一阈值时，该最小值对应的目标负荷支路不能确定为最优目标负荷支路。其中，第一阈值在实际应用中可以根据需求而灵活设置。在本实施例中，仅在差值大于第一阈值时才会确定最优目标负荷支路并输出相应的当前换相指令；而在差值小于或者等于第一阈值时，则不确定最小目标负荷支路并且跳过此轮三相负荷不平衡调整不输出相应的当前换相指令。因此，通过上述差值与第一阈值的比较，只有在当前三相不平衡度下降明显时才生成当前换相指令，从而保障了三相负荷不平衡调整过程的质量，提高了三相负荷不平衡调整的效率，降低了三相负荷不平衡调整的操作成本。

在其中一个实施例中，如图5所示，根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令的步骤包括：

步骤502，读取存储单元中存储的换相指令。

其中，存储单元已经存储了上一轮三相负荷不平衡调整时配变侧监控设备生成的换相指令，通过读取获得存储单元中存储的换相指令。

步骤504，若差值超出第一阈值，且存储单元中存储的换相指令并非指示最优目标负荷支路从相电流最小的相线换相至相电流最大的相线，则根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令，并利用当前换相指令更新存储单元中存储的换相指令。

在当前三相不平衡度与预判三相不平衡度中最小值的差值大于第一阈值时，且获取的存储单元中存储的换相指令的具体内容并不是指示最优目标负荷支路从相电流最小的相线换相至相电流最大的相线上，才根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令，并将当前换相指令更新替换存储单元原来存储的换相指令；也就是说存储单元中存储的换相指令指示的并不是与这一轮三相负荷调整过程中将最优目标负荷支路从相电流最大的相线换相至相电流最小的相线的相反的换相方式。在一个具体示例中，存储单元中存储的换相指令是将负荷支路L₅从A相线换相至C相线，而本轮三相负荷不平衡调整过程中最优目标负荷支路是负荷支路L₅，相电流最大的相线是C相线，相电流最小的相线是A相线，则本轮三相负荷不平衡调整过程中需要将负荷支路L₅从C相线换相至A相线，也就说明本轮三相负荷不平衡调整过程中换相方式与存储单元中存储的换相指令指示的换相方式相反。在其中一个实施例中，在当前三相不平衡度与预判三相不平衡度中最小值的差值大于第一阈值时，但获取的存储单元中存储的换相指令的具体内容是指示最优目标负荷支路从相电流最小的相线换相至相电流最大的相线上，则无法根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令，也就保持存储单元中原有存储的换相指令。

在本实施例中，在当前三相不平衡度与预判三相不平衡度中最小值的差值大于第一阈值时，通过判断存储单元中存储的换相指令是否为最优目标负荷支路从相电流最大的相线换相至相电流最小的相线的相反换相方式，来确定是否生成当前换相指令和更新存储单元中存储的换相指令。因此，避免了在上一轮三相负荷不平衡调整过程中换相方式与本轮三相负荷不平衡调整过程中换相方式刚好相反，而导致的换相频繁并影响换相开关和用电设备的寿命，提高了三相负荷不平衡调整的效率，降低了三相负荷不平衡调整的操作成本。

在其中一个实施例中，如图6所示，根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令的步骤包括：

步骤602，判断各个支路电流对应的数据是否完整。

在获取配电变压器出线侧各相线的相电流和各个支路电流的过程中，存在因配变侧监控设备的信号不好而并不能完整的获取各个支路电流。其中，各个支路电流对应的数据完整是指与各相线连接的所有负荷支路都有对应的支路电流。

步骤604，若是，则根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令。

步骤606，若否，则不生成当前换相指令。

其中，当各个支路电流对应的数据完整时，根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令。当各个支路电流对应的数据不完整时，则不生成当前换相指令。因此，可以避免在各个支路电流对应的数据不完整时依旧根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令，导致无法得到实际的最优目标负荷支路而不能将三相不平衡度在本轮三相负荷不平衡的调整过程中降至最低，也就提高了三相负荷不平衡调整的效率，降低了三相负荷不平衡调整的操作成本。

在其中一个实施例中，如图7所示，上述三相负荷不平衡调整方法还包括：

步骤106，在最优目标负荷支路换相连接至相电流最小的相线后，计算换相后的三相不平衡度。

步骤108，若换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值在预设范围内，则记录当前换相指令有效；

步骤110，若换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值不在预设范围内，则记录当前换相指令无效。

其中，在最优目标负荷支路换相连接至相电流最小的相线后，根据换相后的三条相线的相电流的有效值，并基于上述实施例中三相不平衡度的表达式，即可计算得到换相后的三相不平衡度。当换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值在预设范围内，则记录当前换相指令有效。当换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值不在预设范围内，则记录当前换相指令无效。因此，通过比较换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度，即可记录到当前换相指令是否有效，有利于三相负荷不平衡的调整方法根据历史记录进行进一步的完善或者是基于类似的情况进行相同的换相处理，提高了三相负荷不平衡的调整方法的便利性。

应该理解的是，虽然图1、图4和图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1、图4和图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图8所示，提供了一种三相负荷不平衡调整装置800，该装置包括计算模块810和处理模块820。

其中，计算模块810用于获取配电变压器出线侧各相线的相电流和各个支路电流，并根据各相线的相电流计算当前三相不平衡度；支路电流是指与各相线连接的负荷支路的电流。处理模块820用于若当前三相不平衡度满足调整条件，则根据各个预判三相不平衡度中的最小值确定最优目标负荷支路，并根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令；其中，当前换相指令用于指示负荷侧监控设备进行换相处理；预判三相不平衡度是指根据各相线的相电流和各个支路电流进行计算，得到的每一条目标负荷支路分别换相连接至相电流最小的相线后的三相不平衡度；目标负荷支路是指相电流最大的相线所连接的可换相负荷支路。

在其中一个实施例中，处理模块820包括最优支路确定单元。其中最优支路确定单元用于计算当前三相不平衡度和最小值的差值；最优支路确定单元还用于若差值大于第一阈值，则将最小值对应的目标负荷支路确定为最优目标负荷支路。

在其中一个实施例中，处理模块820还包括第一指令生成单元。第一指令生成单元用于读取存储单元中存储的换相指令；第一指令生成单元还用于若差值大于第一阈值，且存储单元中存储的换相指令并非指示最优目标负荷支路从相电流最小的相线换相至相电流最大的相线，则根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令，并利用当前换相指令更新存储单元中存储的换相指令。

在其中一个实施例中，处理模块820还包括第二指令生成单元。第二指令生成单元用于判断各个支路电流对应的数据是否完整；第二指令生成单元还用于若是，则根据最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令；第二指令生成单元还用于若否，则不生成当前换相指令。

在其中一个实施例中，三相负荷不平衡调整装置800还包括记录模块。其中，记录模块用于在最优目标负荷支路换相连接至相电流最小的相线后，计算换相后的三相不平衡度。记录模块还用于若换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值在预设范围内，则记录当前换相指令有效，记录模块还用于若换相后的三相不平衡度与对应的预判三相不平衡度的差值不在预设范围内，则记录当前换相指令无效。

关于三相负荷不平衡调整装置的具体限定可以参见上文中对于三相负荷不平衡调整方法的限定，在此不再赘述。上述三相负荷不平衡调整装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种配变侧监控设备，该配变侧监控设备可以是终端，其内部结构图可以如图9所示。该配变侧监控设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器以及采集输入装置。其中，该配变侧监控设备的处理器用于提供计算和控制能力。该配变侧监控设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该配变侧监控设备的采集装置用于采集配电压变压器出线侧各相线的相电流。

本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的配变侧监控设备的限定，具体的配变侧监控设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种配变侧监控设备，该设备包括存储器、处理器和采集装置；其中，存储器存储有计算机程序，采集装置用于采集配电压变压器出线侧各相线的相电流；处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在实施例中，配变侧监控设备通过处理器执行上述各个方法实施例中的步骤，并通过选取预判三相不平衡度中最小值对应的最优目标负荷支路的换相方式生成换相指令，从而避免了三相负荷不平衡调整过程中换相次数过多，从而增加了换相开关和用电设备的寿命，提高了三相负荷不平衡调整的效率，降低了三相负荷不平衡调整的操作成本。其具体实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图10所示，提供了一种三相负荷不平衡调整系统，该系统包括后台主站1010、多个负荷侧监控设备1020以及如设备实施例中的配变侧监控设备1030。其中，后台主站1010与对应的配变侧监控设备1030通信连接；配变侧监控设备1030与对应的负荷侧监控设备1020通信连接。

在其中一个实施例中，配变侧监控设备1030还包括第一通信模块和第二通信模块。

其中，第一通信模块用于与后台主站1010进行通信连接。配变侧监控设备830可以通过第一通信模块传输采集装置的采集配电压变压器出线侧各相线的相电流。在其中一个实施例中，第一通信模块可以是GPRS通信模块，也可以是由电学元件构成的电路模块，只要能实现上述功能即可。

第二通信模块用于与对应的负荷侧监控设备1020进行通信连接。配变侧监控设备830可以通过第二通信模块向负荷侧监控设备1020输出换相指令，还可以通过第二通信模块接收负荷侧监控设备1020采集的各个支路电流。在其中一个实施例中，第二通信模块可以是Zigbee通信模块、载波通信模块、GPRS通信模块或者Lora通信模块，也可以是由电学元件构成的电路模块，只要能实现上述功能即可。

后台主站1010可以控制配变侧监控设备1030的运行。在其中一个实施例中，后台主站1010还可以通过后台主站1010的显示屏显示对应负荷侧监控设备820的换相动作和对应配变侧监控设备1030的负荷数据、荷载状况以及三相不平衡度等。后台主站还可以上述显示内容发送给移动APP，电力系统工作人员可以通过移动APP实时了解后台主站发送的对应负荷侧监控设备和配变侧监控设备的相关数据。在其中一个实施例中，后台主站可以但不限于是服务器。

负荷侧监控设备1020可以采集各个支路电流，并将各个支路电流发送至配变侧监控设备1030；负荷侧监控设备1020还可以接收配变侧监控设备1030输出的换相指令，并根据换相指令完成换相。

在其中一个实施例中，负荷侧监控设备1020包括第三通信模块、微处理模块、自动换相开关、采集模块。其中，采集模块、第三通信模块和自动换相开关分别与微处理器模块电性连接。

采集模块用于连接的各个负荷支路，并采集各个负荷支路对应的支路电流，以将各个支路电流发送至微处理模块。在其中一个实施例中，采集模块连接第三通信模块和自动换相开关，用于通过对连接的各个负荷支路进行电压变换处理后分别向第三通信模块、微处理模块以及自动换相开光模块供电。

第三通信模块用于与配变侧监控设备1030建立通信连接。在其中一个实施例中，第三通信模块可以是Zigbee通信模块、载波通信模块、GPRS通信模块或者Lora通信模块，也可以是由电学元件构成的电路模块，只要能实现上述功能即可。

微处理模块用于接收配变侧监控设备1030输出的换相指令，并根据换相指令向自动换相开关输出换相控制信号；微处理模块还用于接收采集模块发送的各个支路电流，并通过第三通信模块将各个支路电流输出至配变侧监控设备1030。

自动换相开关用于接收微处理模块输出的换相控制信号，还用于在不停电带载的状态下，根据换相控制信号完成换相动作。在其中一个实施例中，自动换相开关还可以配合电力系统工作人员完成手动换相动作。

在本实施例中，通过上述三相负荷不平衡调整系统在保证换相次数少的情况下有效的调整配电变压器出线侧各相线的当前三相不平衡度，提高了配电台区的运行稳定性，降低了配电台区的工作损耗。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上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申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种三相负荷不平衡调整方法，其特征在于，所述方法包括：

获取配电变压器出线侧各相线的相电流和各个支路电流，并根据各所述相线的相电流计算当前三相不平衡度；所述支路电流是指与各所述相线连接的负荷支路的电流；

若所述当前三相不平衡度满足调整条件，则根据各个预判三相不平衡度中的最小值确定最优目标负荷支路，并根据所述最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令；其中，所述当前换相指令用于指示负荷侧监控设备进行换相处理；所述预判三相不平衡度是指根据各所述相线的相电流和各个所述支路电流进行计算，得到的每一条目标负荷支路分别换相连接至相电流最小的相线后的三相不平衡度；所述目标负荷支路是指相电流最大的相线所连接的可换相负荷支路。

2.根据权利要求1所述的三相负荷不平衡调整方法，其特征在于，所述根据各个所述预判三相不平衡度中的最小值确定最优目标负荷支路的步骤包括：

计算所述当前三相不平衡度和所述最小值的差值；

若所述差值大于第一阈值，则将所述最小值对应的所述目标负荷支路确定为最优目标负荷支路。

3.根据权利要求2所述的三相负荷不平衡调整方法，其特征在于，所述根据所述最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令的步骤包括：

读取存储单元中存储的换相指令；

若所述差值大于所述第一阈值，且所述存储单元中存储的换相指令并非指示所述最优目标负荷支路从所述相电流最小的相线换相至所述相电流最大的相线，则根据所述最优目标负荷支路对应的换相方式生成所述当前换相指令，并利用所述当前换相指令更新所述存储单元中存储的换相指令。

4.根据权利要求1所述的三相负荷不平衡调整方法，其特征在于，所述根据所述最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令的步骤包括：

判断各个所述支路电流对应的数据是否完整；

若是，则根据所述最优目标负荷支路对应的换相方式生成所述当前换相指令；

若否，则不生成所述当前换相指令。

5.根据权利要求1所述的三相负荷不平衡调整方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述最优目标负荷支路换相连接至所述相电流最小的相线后，计算换相后的三相不平衡度；

若所述换相后的三相不平衡度与对应的所述预判三相不平衡度的差值在预设范围内，则记录所述当前换相指令有效；

若所述换相后的三相不平衡度与对应的所述预判三相不平衡度的差值不在预设范围内，则记录所述当前换相指令无效。

6.根据权利要求1所述的三相负荷不平衡调整方法，其特征自在于，基于以下表达式得到所述当前三相不平衡度：

其中，ε_i为所述当前三相不平衡度；I_A、I_B和I_C分别为各所述相线的相电流的有效值；min{I_A,I_B,I_C}为I_A、I_B和I_C中的最小值；max{I_A,I_B,I_C}为I_A、I_B和I_C中的最大值。

7.一种三相负荷不平衡调整装置，其特征在于，所述装置包括：

计算模块，用于获取配电变压器出线侧各相线的相电流和各个支路电流，并根据各所述相线的相电流计算当前三相不平衡度；所述支路电流是指与各所述相线连接的负荷支路的电流；

处理模块，用于若所述当前三相不平衡度满足调整条件，则根据各个预判三相不平衡度中的最小值确定最优目标负荷支路，并根据所述最优目标负荷支路对应的换相方式生成当前换相指令；其中，所述当前换相指令用于指示负荷侧监控设备进行换相处理；所述预判三相不平衡度是指根据各所述相线的相电流和各个所述支路电流进行计算，得到的每一条目标负荷支路分别换相连接至相电流最小的相线后的三相不平衡度；所述目标负荷支路是指相电流最大的相线所连接的可换相负荷支路。

8.一种配变侧监控设备，包括存储器、处理器和采集装置，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述采集装置用于采集配电压变压器出线侧各相线的相电流；所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

9.一种三相负荷不平衡调整系统，其特征在于，所述系统包括：后台主站、多个负荷侧监控设备以及如权利要求8所述的配变侧监控设备；所述后台主站与对应的所述配变侧监控设备通信连接；所述配变侧监控设备与对应的所述负荷侧监控设备通信连接；

所述后台主站用于控制所述配变侧监控设备的运行；

所述负荷侧监控设备用于采集各个支路电流，并将各个所述支路电流发送至所述配变侧监控设备；所述负荷侧监控设备还用于接收所述配变侧监控设备发送的所述当前换相指令，并根据所述当前换相指令完成换相。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

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