CN110380434B - 一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，涉及配电***三相负荷调节技术领域。本发明以降低台区不平衡度为目标，提出一种将分相算法、动态规划以及贪婪算法相结合的换相开关调度算法。该算法每隔一段时间对三相***的不平衡度进行评估，评估结果需换相时则启动分相算法进行优化得到换相开关动作序列，并将该优化效果进行判断，以决定是否启用贪婪算法，将贪婪算法优化效果与分相算法优化效果对比选取更优的换相序列。最后将换相命令发送给换相开关执行。由于多级算法的设计，可以较大限度地避免动态规划或贪婪算法陷入局部最优的弊端，运行更为稳定，显著降低三相不平衡度，为配电网的安全、稳定及经济运行提供了良好的解决方案。

Description

一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法

技术领域

本发明涉及配电***三相负荷调节技术领域，具体地说是一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法。

背景技术

用电负荷分配不均以及用电负荷随机多变等原因导致的三相不平衡现象在我国低压用电领域越来越普遍。由此产生了不利于电网健康运行的诸多问题，对于配网侧，三相不平衡降低了变压器出力及过载能力，同时增加了线路损耗及变压器损耗；对于用户侧，三相不平衡增加了电动机温升及无功损耗从而降低效率，而由于不平衡导致某相电压偏高，影响用户用电质量。

当前对于三相不平衡的治理主要有三种方式：电容型自动调节装置(如相间电容补偿)，电力电子型三相负荷调节装置(如静止无功发生器SVG)，换相开关型调节装置。其中电容型调节装置调节精度较差，设备损耗大但价格优势明显；电力电子型调节装置价格较高但调节精度高、响应速度快，且可附加其他改善电能质量的功能，如无功补偿、谐波治理等；换相开关可以从源头上解决三相负荷不平衡，降低线损，改善末端用户用电质量且价格适中。

利用智能换相开关治理三相不平衡需要采用高效优化的智能换相策略生成最优开关动作序列，从而调整各相负载使得三相不平衡度降至最低。因此合理的判断逻辑和优化算法是三相不平衡治理的关键，直接影响着三相负荷不平衡的治理效果。

发明内容

本发明的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，通过多级优化算法生成开关动作序列，降低三相不平衡度，并降低开关次数，达到最优运行状态。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，包括以下步骤：

步骤1：启动主控终端T₁及换相开关，检测主控终端T₁运行是否正常，若工作正常则进入步骤2，否则闭并锁控制器，并记录故障原因上传主站；

步骤2：设定三相电流不平衡阈值B_th，超限次数阈值N_Bth，负载率阈值R_th，负荷状态检测间隔时间t₁，超限次数N_th初始化为0，变压器额定电流I_N；

步骤3：将主控终端T₁安装于变压器侧，外接三相四线供电，并外接电流互感器CT检测变压器出线侧各相总电流I_A、I_B、I_C；

计算当前平均电流及三相电流不平衡度：

I_av＝(I_A+I_B+I_C)/3

B＝[max(I_A,I_B,I_C)-min(I_A,I_B,I_C)]/max(I_A,I_B,I_C)

计算当前负载率：

R＝max(I_A,I_B,I_C)/I_N其中，I_N为变压器额定电流

步骤4：如果当前电流三相不平衡度B>＝B_th且R>＝R_th，则超限次数N_th加1并执行步骤5，若未超出阈值则N_th＝0，并等待时间间隔t₁后继续执行步骤3；

步骤5：将超限次数N_th与超限次数阈值N_Bth进行比较，若超出阈值则执行步骤6并将超限次数N_th重置为0，若未超出则等待t₁执行步骤3；

步骤6：换相开关S₁...S_i...S_N(N为换相开关数量)，安装于单相用户侧，进线为三相四线，出线与用户单相线连接，检测该换相开关的负载电流I_Si；主控终端T₁通过Lora或载波与换相开关S_i通信，获取换相开关S_i所在当前相位P_i、负载电流I_Si、故障状态数据；

计算各相需要补偿的电流I_{A_comp}、I_{B_comp}、I_{C_comp}：

I_{A_comp}＝I_av-I_A；I_{B_comp}＝I_av-I_B；I_{C_comp}＝I_av-I_C

剔除故障的换向开关并计算各相可调电流I_{A_adj}、I_{B_adj}、I_{C_adj}：

其中，各相可调节电流指连接无故障换相开关的负载电流总和，N_A、N_B、N_C分别是当前相接入的无故障换相开关数量；

计算各相不可调电流I_{A_Nadj}、I_{B_Nadj}、I_{C_Nadj}：

I_{A_Nadj}＝I_A-I_{A_adj}；I_{B_Nadj}＝I_B-I_{B_adj}；I_{C_Nadj}＝I_C-I_{C_adj}

其中，不可调节电流指未接入换相开关或接入故障换相开关的负载电流和；

步骤7：判断不可调节电流大于平均电流的相数k并记录所对应的相，启用分相算法，并记录最终的换相开关的动作序列S_eq；

步骤8：根据分相算法优化的开关动作序列S_eq计算三相不平衡度B_opt，B_{th_gre}为贪婪算法启用阈值，若B_opt>B_{th_gre}且不可调节电流大于平均电流的相数k<2，则启用贪婪算法，记录最终的换相开关的动作序列S_{eq_gre}，根据贪婪算法优化的开关的动作序列S_{eq_gre}，计算三相不平衡度B_min；

步骤9：若执行分相算法后的B_opt与执行贪婪算法后的B_min相比，若B_opt>B_min，则采用贪婪算法生成的开关动作序列S_{eq_gre}，否则采用分相算法生成的开关动作序列S_eq；

步骤10：主控终端T₁通过载波或Lora无线模块将优化结果即开关动作序列发送给换相开关；

步骤11：换相开关通过Lora或载波通信接收主控终端T₁的命令并执行换相，并将换相结果通过Lora或载波通信反馈给主控终端T₁。

优选地，步骤7中，若k＝0则执行步骤a，

步骤a，执行算法1，包括以下步骤：

步骤a1：计算补偿电流为正的相数m并记录所对应的相，若m＝2则先将补偿电流为负的P_out1相中的部分换相开关切换到补偿电流为正的P_{entry1_1}相，执行步骤a2；若m≠2执行步骤a4；

步骤a2：执行动态规划算法1.1，包括以下步骤：

步骤a2.1：基于01背包模型编码P_out相中换相开关为1...i...N_out共N_out个物品，所对应地址为addr[i]，所对应的可调电流为I₁...I_i...I_Nout为每个物品对应的价值及所占用的背包空间，P_entry1相需要被补偿的电流为I_comp1为背包总容量；则f(i，j)表示在前i(1≤i≤N_out)个物品中能够装入容量为j(1≤j≤I_comp1)的背包中的物品的最大价值；并初始化i＝1，j＝1，f(i，0)＝0，f(0，j)＝0；

步骤a2.2：剔除已在数组adjust_butter[ptr]中的换相开关，并将剩余换相开关地址存入addr[i]，重新编码换相开关为1...i...N_out，对应的可调电流I₁...I_i...I_Nout，初始化i＝1，j＝1，f(i，0)＝0，f(0，j)＝0；

步骤a2.3：如果i<＝N_out则执行步骤a2.4；否则令i＝N_out、j＝|I_comp1|并执行步骤a2.6；

步骤a2.4：如果j<＝|I_comp1|则执行步骤a2.5；否则i＝i+1，并执行步骤a2.3；

步骤a2.5：如果I_i小于j，则f(i，j)＝max(f(i-1，j)，f(i-1，j-I_i)+I_i)，否则f(i，j)＝f(i-1，j)；令j＝j+1，并执行步骤a2.4；

步骤a2.6：如果i>＝1则执行步骤a2.7；否则执行步骤a2.8；

步骤a2.7：如果j>＝I_i且f(i，j)＝f(i-1，j-I_i)+I_i，则保存该换相开关地址addr[i]到数组adjust_butter[ptr]，且j＝j-I_i，i＝i-1；否则i＝i-1，执行步骤a2.6；

步骤a2.8：依次记录地址在adjust_butter[ptr]中的换相开关对应的当前相、目标相等信息，并记录最终的换相开关动作序列S_eq；

步骤a3：将补偿电流为负的P_out1相中的剩余部分换相开关切换到补偿电流为正的另一相P_{entry1_2}相，再次执行动态规划算法1.1步骤a2；

步骤a4：将补偿电流为负的P_{out1_1}相、P_{out1_2}相中的部分换相开关切换到补偿电流为正的P_entry1相，分别执行动态规划算法1.1步骤a2，并记录最终的换相开关动作序列S_eq。

优选地，步骤7中，若k＝1则执行步骤b，

步骤b：执行算法2，包括以下步骤：

步骤b1：利用不可调节电流小于平均电流I_av的P_1、P_2两相电流I₁、I₂以及另一相P_3的可调电流I_{3_adj}重新计算平均电流，补偿电流I_{1_comp}、I_{2_comp}：

I_av2＝(I_{3_adj}+I₁+I₂)/2I_{1_comp}＝I_av2-I₁；I_{2_comp}＝I_av2-I₂

其中，P_1、P_2、P_3∈(A、B、C)，I₁、I₂∈(I_A、I_B、I_C)，I_{1_adj}、I_{2_adj}、I_{3_adj}∈(I_{A_adj}、I_{B_adj}、I_{C_adj})；

步骤b2：如果I_{1_comp}<0，若I_{1_adj}<＝|I_{1_comp}|则将两相的换相开关全部切换至P_2相，否则将P_3相换相开关全部切换至P_2相，然后执行动态规划算法1.1步骤a2，将P_1相部分换相开关切换至P_2相；

步骤b3：如果I_{1_comp}>＝0且I_{2_comp}<0，若I_{2_adj}<＝|I_{2_comp}|则将两相的换相开关全部切换至P_1相，否则将P_3相换相开关全部切换至P_1相，然后执行动态规划算法1.1步骤a2，将P_2相部分换相开关切换至P_1相；

步骤b4：如果I_{1_comp}>＝0且I_{2_comp}>＝0，若|I_{1_comp}|<|I_{2_comp}|，执行步骤a2将P_3相部分换相开关切换至P_2相，剩余换相开关切换至P_1相；否则，执行步骤a2将P_3相部分换相开关切换至P_1相，剩余换相开关切换至P_2相，并记录最终的换相开关动作序列S_eq。

优选地，步骤7中，若k＝2则执行步骤c，

步骤c：执行算法3，将不可调节电流小于平均电流的一相作为换入相P_entry3，另外两相的所有换相开关均切换到P_entry3相，并记录换相开关动作序列S_eq。

优选地，步骤8贪婪算法具体包括以下步骤：

步骤8.1：剔除故障换相开关，根据换相开关电流I_Sii进行从大到小排序，并编码1...ii...N_ii，换相开关ii的当前相为P_ii∈(A、B、C)，初始化ii＝1；

步骤8.2：找到min(I_{A_Nadj}、I_{B_Nadj}、I_{C_Nadj})对应的相X∈(A、B、C)，则I_{X_Nadj}∈(I_{A_Nadj}、I_{B_Nadj}、I_{C_Nadj})，若ii<N_ii则执行步骤8.3，否则执行步骤9；

步骤8.3：计算I_{X_Nadj}+＝I_Sii，X∈(A、B、C)；

步骤8.4：若P_ii相不是X相，则I_{Pii_sum}－＝I_Sii且I_{X_sum}+＝I_Sii；否则令ii＝ii+1并执行步骤8.2；

步骤8.5：计算不平衡度B_gre，若B_gre<B_min则将B_gre赋值给B_min，令ii＝ii+1执行步骤8.2，并记录换相开关动作序列S_{eq_gre}；否则令ii＝ii+1并执行步骤8.2。

本发明的一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，与现有技术相比所产生的有益效果是：

本发明以降低台区不平衡度为目标，提出一种将分相算法、动态规划以及贪婪算法相结合的换相开关调度算法。该算法每隔一段时间对三相***的不平衡度进行评估，评估结果需换相时则启动分相算法进行优化得到换相开关动作序列，并将该优化效果进行判断，以决定是否启用贪婪算法，将贪婪算法优化效果与分相算法优化效果对比选取更优的换相序列。最后将换相命令发送给换相开关执行。由于多级算法的设计，可以较大限度地避免动态规划或贪婪算法陷入局部最优的弊端，运行更为稳定，显著降低三相不平衡度。相比电容型装置调节具有更高的精度、更低的功耗；相比电力电子型装置调节可以降低线损、从源头治理三相不平衡。为配电网的安全、稳定及经济运行提供了良好的解决方案。

附图说明

附图1是本发明技术方案实施流程图；

附图2为基于换相开关的三相不平衡自动调节***示意图；

附图3为算法1实施流程图；

附图4为算法1.1动态规划实施流程图；

附图5为算法2实施流程图。

具体实施方式

下面结合附图1-5，对本发明的一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法作以下详细说明。

如图1所示，一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，包括以下步骤：

步骤1：启动主控终端T₁及换相开关，检测主控终端T₁运行是否正常，若工作正常则进入步骤2，否则闭并锁控制器，并记录故障原因上传主站。

步骤2：设定三相电流不平衡阈值B_th，超限次数阈值N_Bth，负载率阈值R_th，负荷状态检测间隔时间t₁，超限次数N_th初始化为0，变压器额定电流I_N。

步骤3：如图2所示，主控终端T₁，安装于变压器侧，外接三相四线供电，并外接电流互感器CT检测变压器出线侧各相总电流I_A、I_B、I_C。

计算当前平均电流及三相电流不平衡度：

I_av＝(I_A+I_B+I_C)/3

B＝[max(I_A,I_B,I_C)-min(I_A,I_B,I_C)]/max(I_A,I_B,I_C)

计算当前负载率：

R＝max(I_A,I_B,I_C)/I_N其中，I_N为变压器额定电流

步骤4：如果当前电流三相不平衡度B>＝B_th且R>＝R_th，则超限次数N_th加1并执行步骤5，若未超出阈值则N_th＝0，并等待时间间隔t₁后继续执行步骤3。

步骤5：将超限次数N_th与超限次数阈值N_Bth进行比较，若超出阈值则执行步骤6并将超限次数N_th重置为0，若未超出则等待t₁执行步骤3。

步骤6：如图2所示，换相开关S₁...S_i...S_N(N为换相开关数量)，安装于单相用户侧，进线为三相四线，出线与用户单相线连接，检测该换相开关的负载电流I_Si；主控终端T₁通过Lora或载波与换相开关S_i通信，获取换相开关S_i所在当前相位P_i、负载电流I_Si、故障状态等数据。

计算各相需要补偿的电流I_{A_comp}、I_{B_comp}、I_{C_comp}：

I_{A_comp}＝I_av-I_A；I_{B_comp}＝I_av-I_B；I_{C_comp}＝I_av-I_C

剔除故障的换向开关并计算各相可调电流I_{A_adj}、I_{B_adj}、I_{C_adj}：

其中，各相可调节电流指连接无故障换相开关的负载电流总和，N_A、N_B、N_C分别是当前相接入的无故障换相开关数量。

计算各相不可调电流I_{A_Nadj}、I_{B_Nadj}、I_{C_Nadj}：

I_{A_Nadj}＝I_A-I_{A_adj}；I_{B_Nadj}＝I_B-I_{B_adj}；I_{C_Nadj}＝I_C-I_{C_adj}

其中，不可调节电流指未接入换相开关或接入故障换相开关的负载电流和。

步骤7：判断不可调节电流大于平均电流的相数k并记录所对应的相，并启用分相算法，若k＝0则执行步骤8，若k＝1则执行步骤9，若k＝2则执行步骤10。

步骤8：如图3所示，执行算法1包括以下步骤：

步骤8.1：计算补偿电流为正的相数m并记录所对应的相，若m＝2则先将补偿电流为负的P_out1相中的部分换相开关切换到补偿电流为正的P_{entry1_1}相，执行步骤8.2；若m≠2执行步骤8.4。

步骤8.2：如图4所示，执行动态规划算法1.1，包括以下步骤：

步骤8.2.1：基于01背包模型编码P_out相中换相开关为1...i...N_out共N_out个物品，所对应地址为addr[i]，所对应的可调电流为I₁...I_i...I_Nout为每个物品对应的价值及所占用的背包空间，P_entry1相需要被补偿的电流为I_comp1为背包总容量；则f(i，j)表示在前i(1≤i≤N_out)个物品中能够装入容量为j(1≤j≤I_comp1)的背包中的物品的最大价值；并初始化i＝1，j＝1，f(i，0)＝0，f(0，j)＝0。

步骤8.2.2：剔除已在数组adjust_butter[ptr]中的换相开关，并将剩余换相开关地址存入addr[i]，重新编码换相开关为1...i...N_out，对应的可调电流I₁...I_i...I_Nout，初始化i＝1，j＝1，f(i，0)＝0，f(0，j)＝0。

步骤8.2.3：如果i<＝N_out则执行步骤8.2.4；否则令i＝N_out、j＝|I_comp1|并执行步骤8.2.6。

步骤8.2.4：如果j<＝|I_comp1|则执行步骤8.2.5；否则i＝i+1，并执行步骤8.2.3。

步骤8.2.5：如果I_i小于j，则f(i，j)＝max(f(i-1，j)，f(i-1，j-I_i)+I_i)，否则f(i，j)＝f(i-1，j)；令j＝j+1，并执行步骤8.2.4。

步骤8.2.6：如果i>＝1则执行步骤8.2.7；否则执行步骤8.2.8。

步骤8.2.7：如果j>＝I_i且f(i，j)＝f(i-1，j-I_i)+I_i，则保存该换相开关地址addr[i]到数组adjust_butter[ptr]，且j＝j-I_i，i＝i-1；否则i＝i-1，执行步骤8.2.6。

步骤8.2.8：依次记录地址在adjust_butter[ptr]中的换相开关对应的当前相、目标相等信息，并记录最终的换相开关动作序列S_eq。

步骤8.3：将补偿电流为负的P_out1相中的剩余部分换相开关切换到补偿电流为正的另一相P_{entry1_2}相，再次执行动态规划算法1.1步骤8.2。

步骤8.4：将补偿电流为负的P_{out1_1}相、P_{out1_2}相中的部分换相开关切换到补偿电流为正的P_entry1相，分别执行动态规划算法1.1步骤8.2，并记录最终的换相开关动作序列S_eq。

步骤9：如图5所示，执行算法2，包括以下步骤：

步骤9.1：利用不可调节电流小于平均电流I_av的P_1、P_2两相电流I₁、I₂以及另一相P_3的可调电流I_{3_adj}重新计算平均电流，补偿电流I_{1_comp}、I_{2_comp}：

I_av2＝(I_{3_adj}+I₁+I₂)/2 I_{1_comp}＝I_av2-I₁；I_{2_comp}＝I_av2-I₂

其中，P_1、P_2、P_3∈(A、B、C)，I₁、I₂∈(I_A、I_B、I_C)，I_{1_adj}、I_{2_adj}、I_{3_adj}∈(I_{A_adj}、I_{B_adj}、I_{C_adj})。

步骤9.2：如果I_{1_comp}<0，若I_{1_adj}<＝|I_{1_comp}|则将两相的换相开关全部切换至P_2相，否则将P_3相换相开关全部切换至P_2相，然后执行动态规划算法1.1步骤8.2，将P_1相部分换相开关切换至P_2相。

步骤9.3：如果I_{1_comp}>＝0且I_{2_comp}<0，若I_{2_adj}<＝|I_{2_comp}|则将两相的换相开关全部切换至P_1相，否则将P_3相换相开关全部切换至P_1相，然后执行动态规划算法1.1步骤8.2，将P_2相部分换相开关切换至P_1相。

步骤9.4：如果I_{1_comp}>＝0且I_{2_comp}>＝0，若|I_{1_comp}|<|I_{2_comp}|，执行步骤8.2将P_3相部分换相开关切换至P_2相，剩余换相开关切换至P_1相；否则，执行步骤8.2将P_3相部分换相开关切换至P_1相，剩余换相开关切换至P_2相，并记录最终的换相开关动作序列S_eq。

步骤10：执行算法3，将不可调节电流小于平均电流的一相作为换入相P_entry3，另外两相的所有换相开关均切换到P_entry3相，并记录换相开关动作序列S_eq。

步骤11：根据以上算法优化的开关动作序列计算三相不平衡度B_opt，B_{th_gre}为贪婪算法启用阈值，若B_opt>B_{th_gre}且不可调节电流大于平均电流的相数k<2，则启用贪婪算法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤11.1：剔除故障换相开关，根据换相开关电流I_Sii进行从大到小排序，并编码1...ii...N_ii，换相开关ii的当前相为P_ii∈(A、B、C)，初始化ii＝1。

步骤11.2：找到min(I_{A_Nadj}、I_{B_Nadj}、I_{C_Nadj})对应的相X∈(A、B、C)，则I_{X_Nadj}∈(I_{A_Nadj}、I_{B_Nadj}、I_{C_Nadj})，若ii<N_ii则执行步骤11.3，否则执行步骤12。

步骤11.3：计算I_{X_Nadj}+＝I_Sii，X∈(A、B、C)。

步骤11.4：若P_ii相不是X相，则I_{Pii_sum}－＝I_Sii且I_{X_sum}+＝I_Sii；否则令ii＝ii+1并执行步骤11.2。

步骤11.5：计算不平衡度B_gre，若B_gre<B_min则将B_gre赋值给B_min，令ii＝ii+1执行步骤11.2，并记录换相开关动作序列S_{eq_gre}；否则令ii＝ii+1并执行步骤11.2。

步骤12：若执行分相算法后的B_opt与执行贪婪算法后的B_min相比，若B_opt>B_min，则采用贪婪算法生成的开关动作序列S_{eq_gre}，否则采用分相算法生成的开关动作序列S_eq。

步骤13：如图2所示，主控终端T₁通过载波或Lora无线模块将优化结果即开关动作序列发送给换相开关。

步骤14：如图2所示，换相开关通过Lora或载波通信接收主控终端T₁的命令并执行换相，并将换相结果通过Lora或载波通信反馈给主控终端T₁。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (5)

1.一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：启动主控终端T₁及换相开关，检测主控终端T₁运行是否正常，若工作正常则进入步骤2，否则闭并锁控制器，并记录故障原因上传主站；

步骤2：设定三相电流不平衡阈值B_th，超限次数阈值N_Bth，负载率阈值R_th，负荷状态检测间隔时间t₁，超限次数N_th初始化为0，变压器额定电流I_N；

步骤3：将主控终端T₁安装于变压器侧，外接三相四线供电，并外接电流互感器CT检测变压器出线侧各相总电流I_A、I_B、I_C；

计算当前平均电流及三相电流不平衡度：

I_av＝(I_A+I_B+I_C)/3

B＝[max(I_A,I_B,I_C)-min(I_A,I_B,I_C)]/max(I_A,I_B,I_C)

计算当前负载率：

R＝max(I_A,I_B,I_C)/I_N其中，I_N为变压器额定电流

步骤4：如果当前电流三相不平衡度B>＝B_th且R>＝R_th，则超限次数N_th加1并执行步骤5，若未超出阈值则N_th＝0，并等待时间间隔t₁后继续执行步骤3；

步骤5：将超限次数N_th与超限次数阈值N_Bth进行比较，若超出阈值则执行步骤6并将超限次数N_th重置为0，若未超出则等待t₁执行步骤3；

步骤6：换相开关S₁...S_i...S_N(N为换相开关数量)，安装于单相用户侧，进线为三相四线，出线与用户单相线连接，检测该换相开关的负载电流I_Si；主控终端T₁通过Lora或载波与换相开关S_i通信，获取换相开关S_i所在当前相位P_i、负载电流I_Si、故障状态数据；

计算各相需要补偿的电流I_{A_comp}、I_{B_comp}、I_{C_comp}：

I_{A_comp}＝I_av-I_A；I_{B_comp}＝I_av-I_B；I_{C_comp}＝I_av-I_C

剔除故障的换向开关并计算各相可调电流I_{A_adj}、I_{B_adj}、I_{C_adj}：

其中，各相可调节电流指连接无故障换相开关的负载电流总和，N_A、N_B、N_C分别是当前相接入的无故障换相开关数量；

计算各相不可调电流I_{A_Nadj}、I_{B_Nadj}、I_{C_Nadj}：

I_{A_Nadj}＝I_A-I_{A_adj}；I_{B_Nadj}＝I_B-I_{B_adj}；I_{C_Nadj}＝I_C-I_{C_adj}

其中，不可调节电流指未接入换相开关或接入故障换相开关的负载电流和；

步骤7：判断不可调节电流大于平均电流的相数k并记录所对应的相，启用分相算法，并记录最终的换相开关的动作序列S_eq；

步骤8：根据分相算法优化的开关动作序列S_eq计算三相不平衡度B_opt，B_{th_gre}为贪婪算法启用阈值，若B_opt>B_{th_gre}且不可调节电流大于平均电流的相数k<2，则启用贪婪算法，记录最终的换相开关的动作序列S_{eq_gre}，根据贪婪算法优化的开关的动作序列S_{eq_gre}，计算三相不平衡度B_min；

步骤9：若执行分相算法后的B_opt与执行贪婪算法后的B_min相比，若B_opt>B_min，则采用贪婪算法生成的开关动作序列S_{eq_gre}，否则采用分相算法生成的开关动作序列S_eq；

步骤10：主控终端T₁通过载波或Lora无线模块将优化结果即开关动作序列发送给换相开关；

步骤11：换相开关通过Lora或载波通信接收主控终端T₁的命令并执行换相，并将换相结果通过Lora或载波通信反馈给主控终端T₁。

2.根据权利要求1所述的一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，其特征在于，步骤7中，若k＝0则执行步骤a，

步骤a，执行算法1，包括以下步骤：

步骤a1：计算补偿电流为正的相数m并记录所对应的相，若m＝2则先将补偿电流为负的P_out1相中的部分换相开关切换到补偿电流为正的P_{entry1_1}相，执行步骤a2；若m≠2执行步骤a4；

步骤a2：执行动态规划算法1.1，包括以下步骤：

步骤a2.1：基于01背包模型编码P_out相中换相开关为1...i...N_out共N_out个物品，所对应地址为addr[i]，所对应的可调电流为I₁...I_i...I_Nout为每个物品对应的价值及所占用的背包空间，P_entry1相需要被补偿的电流为I_comp1为背包总容量；则f(i，j)表示在前i(1≤i≤N_out)个物品中能够装入容量为j(1≤j≤I_comp1)的背包中的物品的最大价值；并初始化i＝1，j＝1，f(i，0)＝0，f(0，j)＝0；

步骤a2.2：剔除已在数组adjust_butter[ptr]中的换相开关，并将剩余换相开关地址存入addr[i]，重新编码换相开关为1...i...N_out，对应的可调电流I₁...I_i...I_Nout，初始化i＝1，j＝1，f(i，0)＝0，f(0，j)＝0；

步骤a2.3：如果i<＝N_out则执行步骤a2.4；否则令i＝N_out、j＝|I_comp1|并执行步骤a2.6；

步骤a2.4：如果j<＝|I_comp1|则执行步骤a2.5；否则i＝i+1，并执行步骤a2.3；

步骤a2.5：如果I_i小于j，则f(i，j)＝max(f(i-1，j)，f(i-1，j-I_i)+I_i)，否则f(i，j)＝f(i-1，j)；令j＝j+1，并执行步骤a2.4；

步骤a2.6：如果i>＝1则执行步骤a2.7；否则执行步骤a2.8；

步骤a2.7：如果j>＝I_i且f(i，j)＝f(i-1，j-I_i)+I_i，则保存该换相开关地址addr[i]到数组adjust_butter[ptr]，且j＝j-I_i，i＝i-1；否则i＝i-1，执行步骤a2.6；

步骤a2.8：依次记录地址在adjust_butter[ptr]中的换相开关对应的当前相、目标相等信息，并记录最终的换相开关动作序列S_eq；

步骤a3：将补偿电流为负的P_out1相中的剩余部分换相开关切换到补偿电流为正的另一相P_{entry1_2}相，再次执行动态规划算法1.1步骤a2；

步骤a4：将补偿电流为负的P_{out1_1}相、P_{out1_2}相中的部分换相开关切换到补偿电流为正的P_entry1相，分别执行动态规划算法1.1步骤a2，并记录最终的换相开关动作序列S_eq。

3.根据权利要求2所述的一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，其特征在于，步骤7中，若k＝1则执行步骤b，

步骤b：执行算法2，包括以下步骤：

步骤b1：利用不可调节电流小于平均电流I_av的P_1、P_2两相电流I₁、I₂以及另一相P_3的可调电流I_{3_adj}重新计算平均电流，补偿电流I_{1_comp}、I_{2_comp}：

I_av2＝(I_{3_adj}+I₁+I₂)/2；I_{1_comp}＝I_av2-I₁；I_{2_comp}＝I_av2-I₂

其中，P_1、P_2、P_3∈(A、B、C)，I₁、I₂∈(I_A、I_B、I_C)，I_{1_adj}、I_{2_adj}、I_{3_adj}∈(I_{A_adj}、I_{B_adj}、I_{C_adj})；

步骤b2：如果I_{1_comp}<0，若I_{1_adj}<＝|I_{1_comp}|则将两相的换相开关全部切换至P_2相，否则将P_3相换相开关全部切换至P_2相，然后执行动态规划算法1.1步骤a2，将P_1相部分换相开关切换至P_2相；

步骤b3：如果I_{1_comp}>＝0且I_{2_comp}<0，若I_{2_adj}<＝|I_{2_comp}|则将两相的换相开关全部切换至P_1相，否则将P_3相换相开关全部切换至P_1相，然后执行动态规划算法1.1步骤a2，将P_2相部分换相开关切换至P_1相；

步骤b4：如果I_{1_comp}>＝0且I_{2_comp}>＝0，若|I_{1_comp}|<|I_{2_comp}|，执行步骤a2将P_3相部分换相开关切换至P_2相，剩余换相开关切换至P_1相；否则，执行步骤a2将P_3相部分换相开关切换至P_1相，剩余换相开关切换至P_2相，并记录最终的换相开关动作序列S_eq。

4.根据权利要求1所述的一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，其特征在于，步骤7中，若k＝2则执行步骤c，

步骤c：执行算法3，将不可调节电流小于平均电流的一相作为换入相P_entry3，另外两相的所有换相开关均切换到P_entry3相，并记录换相开关动作序列S_eq。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，其特征在于，步骤8贪婪算法具体包括以下步骤：

步骤8.1：剔除故障换相开关，根据换相开关电流I_Sii进行从大到小排序，并编码1...ii...N_ii，换相开关ii的当前相为P_ii∈(A、B、C)，初始化ii＝1；

步骤8.2：找到min(I_{A_Nadj}、I_{B_Nadj}、I_{C_Nadj})对应的相X∈(A、B、C)，则I_{X_Nadj}∈(I_{A_Nadj}、I_{B_Nadj}、I_{C_Nadj})，若ii<N_ii则执行步骤8.3，否则执行步骤9；

步骤8.3：计算I_{X_Nadj}+＝I_Sii，X∈(A、B、C)；

步骤8.4：若P_ii相不是X相，则I_{Pii_sum}－＝I_Sii且I_{X_sum}+＝I_Sii；否则令ii＝ii+1并执行步骤8.2；

步骤8.5：计算不平衡度B_gre，若B_gre<B_min则将B_gre赋值给B_min，令ii＝ii+1执行步骤8.2，并记录换相开关动作序列S_{eq_gre}；否则令ii＝ii+1并执行步骤8.2。

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