三相不平衡調(diào)整控制方法和控制設(shè)備與流程

本發(fā)明涉及低壓配電網(wǎng)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種三相不平衡調(diào)整控制方法和控制設(shè)備。

背景技術(shù)：

我國(guó)低壓配電網(wǎng)采用三相四線供電方式，用戶一般采用單相供電，因此存在三相供電電流不平衡問題，并可能導(dǎo)致三相電壓不平衡。

解決三相不平衡的措施主要包括：通過開關(guān)調(diào)整單相支線供電相、加裝無(wú)源補(bǔ)償裝置、加裝有源電力電子補(bǔ)償裝置等方法。其中通過開關(guān)調(diào)整單相支線供電相的方法是從根本原因上解決三相不平衡問題。

目前換相開關(guān)主要包含機(jī)械式、晶閘管式、變流器式三種，機(jī)械式換相時(shí)間最小可到十幾毫秒，晶閘管式采用晶閘管半導(dǎo)體器件可將換相時(shí)間縮小到幾毫秒，變流器式采用ZL201420739545.X，平滑切換電路專利的方法，可實(shí)現(xiàn)無(wú)相位突變的平滑換相切換。

目前換相開關(guān)的控制策略主要是臺(tái)區(qū)電流統(tǒng)一測(cè)量管控策略：通過監(jiān)測(cè)臺(tái)區(qū)變壓器出口三相電流，及各三相支線、單相支線等位置的電流大小，通過主控制器，對(duì)臺(tái)區(qū)電流進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)算，然后進(jìn)行統(tǒng)一的三相不平衡調(diào)整。

現(xiàn)有控制系統(tǒng)需要對(duì)換相開關(guān)處的電流進(jìn)行測(cè)量，并通過通訊將數(shù)據(jù)傳送給主控制器，主控制器進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)控制。其缺點(diǎn)在于需要主控制器統(tǒng)一控制、需要通信信道，通信故障可能導(dǎo)致?lián)Q相開關(guān)失靈?？傮w成本相對(duì)較高。

針對(duì)上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三相不平衡調(diào)整控制方法和控制設(shè)備，以至少解決三相不平衡調(diào)整系統(tǒng)需要與主控制器及需要與控制節(jié)點(diǎn)通訊的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種三相不平衡調(diào)整控制方法，包括：測(cè)量換相開關(guān)處的電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)至少包括三相對(duì)N線電壓以及三相對(duì)地電壓；根據(jù)所述三相對(duì)N線電壓以及所述三相對(duì)地電壓，確定與所述換相開關(guān)關(guān)聯(lián)的負(fù)荷應(yīng)切換到的另一個(gè)相別；以及在預(yù)定時(shí)間的響應(yīng)延時(shí)之后，控制所述換相開關(guān)切換到所述另一個(gè)相別。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種三相不平衡調(diào)整控制設(shè)備，包括：測(cè)量裝置，連接至三相中的各相，以測(cè)量換相開關(guān)處的電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)至少包括三相對(duì)N線電壓以及三相對(duì)地電壓；分析裝置，連接至所述測(cè)量裝置，根據(jù)所述三相對(duì)N線電壓以及所述三相對(duì)地電壓，確定與所述換相開關(guān)關(guān)聯(lián)的負(fù)荷應(yīng)切換到的另一個(gè)相別；以及切換裝置，根據(jù)由所述分析裝置確定的分析結(jié)果，在預(yù)定時(shí)間的響應(yīng)延時(shí)之后，控制所述換相開關(guān)切換到所述另一個(gè)相別

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過換相開關(guān)處電壓信號(hào)的判斷實(shí)現(xiàn)換相開關(guān)的就地控制，從而實(shí)現(xiàn)了不需要主控系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)統(tǒng)一控制，且不同換相開關(guān)之間也不需要通信，避免了因通訊故障導(dǎo)致的換相開關(guān)失靈，提高了供電可靠性，也減少了設(shè)備成本的技術(shù)效果，進(jìn)而解決了三相不平衡調(diào)整系統(tǒng)需要與主控制器及需要與控制節(jié)點(diǎn)通訊的技術(shù)問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三相不平衡調(diào)整控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三相不平衡調(diào)整控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了三相不平衡調(diào)整控制方法和控制設(shè)備的實(shí)施例，需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

1.三相不平衡調(diào)整控制設(shè)備

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三相不平衡調(diào)整控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意圖，如圖1所示，該控制設(shè)備包括測(cè)量裝置、分析裝置和切換裝置。

控制設(shè)備的測(cè)量裝置102連接至三相中的各相，以測(cè)量換相開關(guān)處的電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)至少包括三相對(duì)N線電壓以及三相對(duì)地電壓。

控制設(shè)備的分析裝置104連接至所述測(cè)量裝置102，根據(jù)三相對(duì)N線電壓以及三相對(duì)地電壓，確定與換相開關(guān)關(guān)聯(lián)的負(fù)荷應(yīng)切換到的另一個(gè)相別。

控制設(shè)備的切換裝置106根據(jù)由所述分析裝置104確定的分析結(jié)果，在預(yù)定時(shí)間的響應(yīng)延時(shí)之后，控制換相開關(guān)切換到另一個(gè)相別。

進(jìn)一步地，由測(cè)量裝置102測(cè)量的三相對(duì)N線電壓的電壓有效值包括U_AN、U_BN和U_CN，三相對(duì)地電壓的電壓有效值包括U_AG、U_BG、U_CG。

進(jìn)一步地，分析裝置104設(shè)置電壓允許偏差U_D和換相開關(guān)的響應(yīng)延時(shí)T_Y。

分析裝置104進(jìn)一步包括：

判斷部件，用于判斷︱U_AN-U_BN︱、︱U_BN-U_CN︱、︱U_CN-U_AN︱中任意一個(gè)是否大于所述電壓允許偏差U_D且持續(xù)時(shí)間大于所設(shè)定的時(shí)間T_C1。

排序部件，根據(jù)由所述判斷部件做出的判斷結(jié)果為是，將三相對(duì)地電壓的電壓有效值U_AG、U_BG、U_CG按大小進(jìn)行排序；以及

控制部件，根據(jù)所述排序部件對(duì)所述三相對(duì)地電壓的有效值的排序結(jié)果，若負(fù)荷在預(yù)定時(shí)間內(nèi)持續(xù)工作在最小電壓相別，則在計(jì)時(shí)時(shí)間到達(dá)換相開關(guān)的響應(yīng)延時(shí)T_Y之后，控制部件控制換相開關(guān)切換至最大電壓相別，并將換相開關(guān)鎖定一段時(shí)間Ts。

其中，不同相處的換相開關(guān)的響應(yīng)延時(shí)T_Y是不同的。

優(yōu)選地，換相開關(guān)的響應(yīng)延時(shí)T_Y在0～1小時(shí)的范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，時(shí)間T_C1在0～2小時(shí)的的范圍內(nèi)，時(shí)間Ts在0～5小時(shí)的的范圍內(nèi)。

本發(fā)明的三相不平衡調(diào)整控制設(shè)備通過換相開關(guān)處電壓信號(hào)的判斷實(shí)現(xiàn)換相開關(guān)的就地控制，解決了三相不平衡調(diào)整系統(tǒng)需要與主控制器及需要與控制節(jié)點(diǎn)通訊的問題。可在源頭上大大降低三相不平衡率，減少因三相不平衡導(dǎo)致的電壓異常及額外損耗，具有很大的市場(chǎng)前景。

2.三相不平衡調(diào)整控制方法(策略)

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三相不平衡調(diào)整控制方法。該控制方法由圖1中所示的控制設(shè)備來執(zhí)行。

首先測(cè)量換相開關(guān)處的三相對(duì)N線電壓和三相對(duì)地電壓值，其次進(jìn)行分析，得到負(fù)荷應(yīng)切換到的另一個(gè)相別，經(jīng)過一定時(shí)間的延時(shí)，控制換相開關(guān)進(jìn)行切換。不同地點(diǎn)的換相開關(guān)通過延時(shí)長(zhǎng)短進(jìn)行配合，防止兩開關(guān)同時(shí)動(dòng)作引起過調(diào)和振蕩。

具體地：

在步驟S202中，測(cè)量換相開關(guān)處的電壓信號(hào)，其中，電壓信號(hào)至少包括三相對(duì)N線電壓以及三相對(duì)地電壓。

其中，三相對(duì)N線電壓的電壓有效值包括U_AN、U_BN和U_CN，三相對(duì)地電壓的電壓有效值包括U_AG、U_BG、U_CG。

在步驟S204中，根據(jù)三相對(duì)N線電壓以及三相對(duì)地電壓，確定與換相開關(guān)關(guān)聯(lián)的負(fù)荷應(yīng)切換到的另一個(gè)相別。

其中，在步驟S204之前或之后，設(shè)置電壓允許偏差U_D和換相開關(guān)的響應(yīng)延時(shí)T_Y。

步驟S204可以進(jìn)一步包括：

判斷︱U_AN-U_BN︱、︱U_BN-U_CN︱、︱U_CN-U_AN︱中任意一個(gè)是否大于預(yù)設(shè)的電壓允許偏差U_D且持續(xù)時(shí)間大于預(yù)設(shè)的時(shí)間T_C1；

如果判斷結(jié)果是否定的，則停留在本步驟，如果判斷結(jié)果是肯定的，將三相對(duì)地電壓的電壓有效值U_AG、U_BG、U_CG按有效值大小進(jìn)行排序；以及

若負(fù)荷工作在預(yù)定時(shí)間內(nèi)持續(xù)工作在最小電壓相別，則在計(jì)時(shí)時(shí)間到達(dá)所述換相開關(guān)的響應(yīng)延時(shí)T_Y之后，控制換相開關(guān)切換至最大電壓相別，并將換相開關(guān)鎖定一段時(shí)間Ts。

在步驟206中，在預(yù)定時(shí)間的響應(yīng)延時(shí)之后，控制換相開關(guān)切換到另一個(gè)相別。

其中，不同相處的換相開關(guān)的響應(yīng)延時(shí)T_Y是不同的。

優(yōu)選地，換相開關(guān)的響應(yīng)延時(shí)T_Y在0～1小時(shí)的范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，時(shí)間T_C1在0～2小時(shí)的范圍內(nèi)，時(shí)間Ts在0～5小時(shí)的范圍內(nèi)。

在三相四線供電系統(tǒng)中，本發(fā)明通過測(cè)量換相開關(guān)處電壓的方法來間接判斷三相電流的大小，并進(jìn)一步控制換相開關(guān)的工作相別，從而使得單相負(fù)荷可以均勻地分布在三相線路上，實(shí)現(xiàn)三相不平衡的調(diào)整。

本發(fā)明的控制方法可實(shí)現(xiàn)開關(guān)的就地控制，不需要主控系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)統(tǒng)一控制，且不同換相開關(guān)之間也不需要通信；僅需要電壓信號(hào)的測(cè)量，不需要電流信號(hào)的測(cè)量。避免了因通訊故障導(dǎo)致的換相開關(guān)失靈，提高了供電可靠性，也減少了設(shè)備成本。

本發(fā)明可應(yīng)用于換相開關(guān)控制器的設(shè)計(jì)，可在低壓配電網(wǎng)得到廣泛的應(yīng)用。

上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實(shí)施例的相關(guān)描述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。其中，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可為個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、移動(dòng)硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。