经济型三相不平衡调节器,本文是关于经济型方面自考毕业论文范文与调节器和不平衡和三相相关毕业论文模板范文.
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摘 要：随着各类三相不平衡的用电设备接入配电网,低压配电网的三相不平衡问题日益凸显,亟待解决.介绍了智能换相开关的工作原理以及关键技术,进而介绍了发明的基于智能换相开关的经济型配电网三相不平衡调节器,且以实验验证了发明的可靠性,有较大应用前景.
关键词：三相不平衡；智能换相开关；调节器
我国低压配电网中普遍采用三相四线制供电,电力用户多而分散,其大部分是单相负荷,且它们的用电时间、用电量、用电性质存在着较大不同,存在着负荷时空不均匀分布,导致三相不平衡现象在我国低压配电地区较为普遍.三相不平衡现象具有较大的危害,会造成较大的损耗以及会威胁电网的运行安全,存在隐患.本文介绍了经济型配电网三相不平衡调节器的原理以及应用前景,为我国电网三相不平衡问题提出了一种较为可行的解决方法.
１低压配电网三相不平衡换相调节系统
低压配电网的结构通常为一台１０KＶ／３８０Ｖ降压变压器输送电能,下接多个电缆分接箱,每个电缆分接箱接一个三相输入和多个三相输出,负荷接在电缆分接箱的出线侧.在出现三相不平衡时,通过控制终端的调控,改变部分负荷的接入相,调节不平衡度,改善不平衡.智能控制终端是能够实时在线监测三相负荷、调控不平衡度、无功补偿控制、计量、报表等一系列功能智能化控制器,其主要作用：实时监测三相负荷、收集每路输出电压与电流信息、改变输出相来调整三相不平衡度.
２智能换相开关
智能换相开关安装在电缆分接箱,可以实现智能换相功能（见图１）.换相开关由接触器（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）、二极管（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ１０、Ｖ１１、Ｖ１２）、晶闸管（ＫＡ１、ＫＡ２、ＫＡ３、ＫＡ４、ＫＡ５、ＫＡ６）组成.智能换相开关的工作过程为：首先智能终端采集三相负荷的电压和电流数据,通过计算机算法的计算后,依据三相负荷平衡原则,产生各个开关的投切命令,并下发.其次,智能选相开关控制电路ＳＣＵ通过电力载波通信模块接收下发的信号命令,然后结合电流互感器ＴＡ监测负荷电流,进行系统状态判断.控制电路ＳＣＵ产生控制信号对接触器进行操作,并配合二极管以及晶闸管的导通关断性质,最后实现换相操作.
智能选相开关使用二极管、晶闸管、接触器作为电力电子开关.在开关闭合过程中,二极管只要正向电压大于０．７Ｖ就可以导通,但会反向关断,因此设计了两个方向相反的二极管以及晶闸管并联电路,避免了电路在电压负半周不导通的故障.同时开关投切间隙只有１ｍｓ,完全可以做到不断电切相,提高了设备的可靠性.而二极管仅在开关闭合和断开的瞬间工作,损耗较低,无需额外加散热电路,节约成本.整个切换过程中,二极管起到了保护接触器触电和晶闸管的双重作用,极大延长了接触器和晶闸管的寿命.
３算法介绍
基于三相电流不平衡度最小以及换相过程中低压负荷在线自动换相装置开关调整次数最少的原则,拟采用遗传算法进行求解.遗传算法是一种基于自然选择和基因遗传学原理的随机并行搜索算法,是一种寻求全局最优解而不需要任何初始化信息的高效优化算法.遗传算法由于具有较强的搜索能力且对目标函数的依赖程度较低,因此非常适用于求解此类问题.为了适应多目标最优换相,提高算法的运算效率,本文对编码策略进行改进,提出向量基因编码策略.
３．１向量基因编码策略
在最优换相数学模型中,低压负荷在线自动换相装置的每一条负荷支路对应的开关是否投切到Ａ,Ｂ,Ｃ三相中某相上恰好与１位二进制编码相对,在这种情况下可以采用定长二进制编码对低压负荷在线自动换相装置的各负荷支路对应的开关投切状态进行描述.在开关相序状态列向量ｓ中,ｓ（ｉ）（ｉ＝１,２,３）等于１表示负荷支路对应的开关投切在Ａ,Ｂ,Ｃ三相中的某相上；反之,ｓ（ｉ）等于０.同时每条负荷支路对应的开关投切到Ａ,Ｂ,Ｃ三相之间存在一定的依赖和互斥关系,如果某一负荷支路投切对应的开关到Ｃ相,那么其就不能投入到Ａ相和Ｂ相.因此,可用向量基因的方式进行编码,如果负荷支路对应的开关投切到Ａ相,其基因可以表示为［１００］Ｔ,投切到Ｂ相,其基因可以表示为［010］Ｔ,投切到Ｃ相,其基因可以表示为［001］Ｔ.编码方法确定后,需要确定各个基因在染色体中的顺序,可以按照负荷支路的自然顺序将基因进行组合成染色体,那么所有低压负荷在线自动换相装置的各负荷支路对应的开关投切状态组合对应的染色体即为开关相序状态矩阵Ｓ.
３．２遗传操作
（1）交叉算子.交叉操作可采用双亲双子单点交叉,在染色体上随机选择１个断点,将断点的右段互相交换,从而形成２个新的后代.为了不破坏基因之间的依赖和互斥关系,本文交叉操作时是对整个向量基因进行置换,不破坏向量基因的特性.
（2）变异算子.与交叉算子相同,变异算子同样受基因之间相互关系的影响.根据变异率来控制染色体是否进行变异,需要进行变异时,随机选择需要变异的基因.在确定需要变异的基因后,应当按照基因的依赖和互斥关系情况进行变异,每个基因［１００］Ｔ［010］Ｔ［001］Ｔ可以在这３个基因向量之间变异.遗传算法的变异率ｐ对算法局部搜索能力有影响,其取值与种群数量和染色体长度有关,需根据种群规模和染色体长度具体确定.配电台区低压用户规模一般在２００户左右,如果以３～５户低压用户作为低压负荷在线自动换相装置的１条负荷支路,低压负荷在线自动换相装置低压用户的覆盖率为３０％,此时整个配电台区低压负荷在线自动换相装置负荷支路约为１２２０条.因此,算法中的染色体长度在１２２０之间,染色体长度较长,变异率适当可取小些,一般变异率取值为０．００１～０．１.
根据上述编码策略和遗传操作,获得用于多目标最优换相数学模型求解的向量基因遗传算法及基于向量基因遗传算法的低压负荷在线自动换相控制策略.
参考文献
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（责任编辑高平）
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