一種基于貪心算法的實時分配配網三相負荷平衡的調度策略的制作方法
【專利摘要】一種基于貪心算法的實時分配配網三相負荷平衡的調度策略。提供了一種實時分配配網三相負荷平衡的調度策略，為步驟：(1)、建立一個長度等于配網中從機切換裝置個數的數組Z；(2)、實時在線檢測每相總電流Ia_ph、Ib_ph、Ic_ph的大小和從機切換裝置下各個用戶負荷的電流大?。?3)、判斷ε的大小；(4)、以單調遞增的方式將分別接在A,B,C三相的用戶負荷進行排序并分別存入到鏈表a,b,c中，等。與傳統(tǒng)的算法相比，使用貪心算法可以更快的找到相應的調度方案，并能在線同時控制多臺從機，使配網三相不平衡度在短時間內迅速下降，以此來應對配網用電負荷的時變性。
【專利說明】
-種基于貪心算法的實時分配配網H相負荷平衡的調度策略
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及一種實時分配配網=相負荷平衡的調度策略，是一種治理配網=相不 平衡的調度策略。
【背景技術】
[0002] 配電網中存在大量的單相負荷，由于單相負荷分布的不均衡和投入不同時性，使 得=相負荷不平衡成為低壓電網運行維護中一個比較突出的問題。=相負荷不平衡將增加 電網損耗，使配電網中重載相的供電電壓質量大大下降，造成配網變壓器的出力降低，電能 轉化效率下降。
[0003] 配電網的=相負荷平衡工作已經受到了電力部口越來越多的關注和重視，但受到 現有技術水平和測量儀器的限制，低壓=相負荷的平衡工作仍然只停留在定期測試和根據 經驗通過人工離線調整負荷相序調整負荷，調整效果不佳而且需要停電影響用戶供電的可 靠性。相比之下=相無損耗平衡負荷裝置（如專利名稱相平衡自動調節(jié)裝置"申請?zhí)?"201510513019.0"的中國專利，利用機械原理和電量的測量自動控制原理，設計了一種= 相平衡自動調節(jié)裝置，通過本發(fā)明裝置可W方便的進行負荷的自動調整和手動調整，）擁有 在線實時調節(jié)的優(yōu)勢，增強了供電可靠性和大大降低配變、低壓線路損耗，提高供電質量及 設備利用率，減少電網建設投資，值得未來在配網中大力推廣。
[0004] 然而目前=相無損耗平衡負荷裝置主機調度部分和從機切換部分的調度算法依 然發(fā)展緩慢，無法同時其切換多臺從機，由于配電臺區(qū)用電負荷具有時變性特點，目前的調 度算法無法實現在=相負荷不平衡度超限的情況下對用電負荷相序進行及時的調整，存在 調度周期過長的問題。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明針對W上問題，提供了一種實時分配配網=相負荷平衡的調度策略，使用 貪屯、算法快速的找到相應的調度方案，同時控制多臺從機，使配網=相不平衡度迅速下降， 達到降低線損，提高經濟效益的作用。
[0006] 本發(fā)明的技術方案是:包括如下步驟：
[0007] (1)、建立一個長度等于配網中從機切換裝置個數的數組Z，數組Z中每一個值記錄 對應的從機切換裝置是否在本次切換中命令動作，將數組的值初始化為0,當命令動作時數 組中相應的值置為1;并且創(chuàng)建一個空字典actions,用來存放每次切換過程所要動作的從 機編號;最后創(chuàng)建整數n，初始化賦值0，用W記錄切換次數；
[000引（2)、實時在線檢測每相總電流Ia_ph、Ib_ph、Ic_ph的大小和從機切換裝置下各個用戶 負荷的電流大小，通過檢測每相總電流的值計算得到=相平衡時各相電流的平均值

并W此計算此時的不平衡度 ，
[0009] 其中I a_ph、I b_ph、IC Jh分別是A、B、C各相的總電流，
[0010] lav是各相電流的平均值，
[00川 Imax是二相電路中最大的電流值；
[0012] (3)、判斷e的大小:如果e>15%，進入步驟(4)，如果e《15%，返回步驟(2);
[0013] (4)、W單調遞增的方式將分別接在A，B，CS相的用戶負荷進行排序并分別存入到 鏈表a，b，c中；
[0014] (5)、選擇當前電流最大相中的用戶負荷；
[0015] (6)、如果沒有滿足步驟巧）的用戶負荷，主機調度部分向字典actions中已經保存 的用戶負荷對應的從機發(fā)出切換動作命令，并跳轉至步驟(11)，如果找到滿足步驟(5)的用 戶負荷，則進入步驟(7);
[0016] (7)、數組Z中將滿足步驟(5)的用戶負荷對應從機切換裝置相應的數值置1，整數n 自增1，最后將該從機編號加入字典actions中，并將其對應的鍵值賦值為當前最小電流相；
[0017] (8 )、將所選用戶負荷從對應電流相的用戶負荷鏈表中刪除，添加到電流最小相的 用戶負荷鏈表中，更新全線S相負荷平衡用戶相別聯(lián)系關系圖，并更新各相電流的大小W 及 Imax，Imin的值；
[0018] (9)、判斷所選用戶負荷添加到電流最小相后S相不平衡度6'大小，如果e'> 15%，則循環(huán)W上步驟(3)至步驟(8)的操作流程，如果e'《15%，則主機調度部分向字典 actions中的用戶負荷對應的從機發(fā)出切換動作命令；
[0019] (10)、將數組Z中的各項數值重新置0,記錄切換次數的整數n重新賦值0,將字典 actions 清空；
[0020] (11)、間隔1~5分鐘后，從步驟(2)重新開始下一輪操作。
[0021] 所述步驟(5)中選擇電流最大相中的用戶負荷滿足W下條件:①負荷電流最接近
②用戶負荷在數組Z中相應數值為0,③該用戶負荷電流與=相最小電流Imin之和 '， 小于S相最大電流Imax與該用戶負荷電流之差。
[0022] 所述步驟(5)中通過for語句從最大電流相的鏈表的尾部循環(huán)遍歷最大電流相用 戶負荷，最終選擇出符合條件的用戶負荷。
[0023] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種實時分配配網=相負荷平衡的調度策 略，為=相無損耗平衡負荷裝置中主機調度部分和從機切換部分完成主從控制提供了實現 方案。與傳統(tǒng)的算法相比，使用貪屯、算法可W更快的找到相應的調度方案，并能在線同時控 制多臺從機，使配網=相不平衡度在短時間內迅速下降，W此來應對配網用電負荷的時變 性。同時該調度策略每次切換過程單臺從機裝置只能切換一次，防止了從機裝置頻繁切換， 保證了切換過程的安全性，為供電可靠性提供了保障，最終實現了降低線損，提高經濟效益 的作用。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明實施例中用戶相別初始連接關系圖，
[0025] 圖2是本發(fā)明實施例中各相用戶負荷電流值列表圖，
[0026] 圖3是本發(fā)明實施例中用戶相別更新后的連接關系圖，
[0027] 圖4是本發(fā)明實施例中用戶相別最終切換后的連接關系圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作具體說明。
[0029] 本發(fā)明是一種基于貪屯、算法的實時分配配網=相負荷平衡的調度策略，將計算機 科學領域的貪屯、算法應用到電力配網=相負荷平衡的調度策略中，借鑒貪屯、算法的思想， 把降低配網=相負荷不平衡度的問題分解成求在=相無損耗平衡負荷裝置從機切換部分 只動作一次的前提下，如何能得到最小=相負荷不平衡度的子問題，通過求該子問題的最 優(yōu)解，一步步逼近求得全系統(tǒng)配網=相負荷平衡的整體調度策略。主要包括W下步驟：
[0030] (1)、建立一個長度等于配網中從機切換裝置個數的數組Z，數組Z中每一個值記錄 對應的從機切換裝置是否在本次切換中命令動作，將數組的值初始化為0,當命令動作時數 組中相應的值置為1;并且創(chuàng)建一個空字典actions,用來存放每次切換過程所要動作的從 機編號;最后創(chuàng)建整數n，初始化賦值0，用W記錄切換次數；
[0031] (2)、實時在線檢測每相總電流13_。4，1^4，1。_。4的大小和從機切換裝置下各個用戶 負荷的電流大小，=相總電流通過安裝在變壓器二次側出口側的電流互感器檢測，電流模 擬信號傳遞給主機調度部分的控制板的轉化成電流數字信號給主機，各個用戶的負荷電流 是通過串聯(lián)在線路中的電流霍爾傳感器獲得，從機通過電力載波模塊傳遞給主機，主機的 電流采樣周期僅為100ms，從而實現實時檢測。
[0032] 通過檢測每相總電流的值計算得到=相平衡時各相電流的平均值

并W此計算此時的不平衡度
[003；3] 其中Ia_ph、Ib_ph、Icjh分別是A、B、C各相的總電流，
[0034] Iav是各相電流的平均值，即平衡時各相的總電流，
[0035] Imax是S相電路中最大的電流值；
[0036] (3)、判斷e的大小:如果e>15%，進入步驟(4)，如果e《15%，返回步驟(2);
[0037] (4)、W單調遞增的方式將分別接在A，B，CS相的用戶負荷進行排序并分別存入到 鏈表a，b，c中；
[0038] (5)、通過for語句循環(huán)遍歷選擇符合W下條件的當前電流最大相中的用戶負荷：
負荷電流最接K 用戶負荷在數組Z中相應數值為0,同時還要滿足該用戶負荷電 流與=相最小電流Imin之和小于=相最大電流Imax與該用戶負荷電流之差，W上=個條件可 W在=相無損耗平衡負荷裝置從機切換部分只動作一次的前提下，使得=相負荷不平衡度 的最小，體現了貪屯、算法局部最優(yōu)的思想，并且防止多次切換從機裝置，保證了供電的可靠 性和安全性；
[0039] (6)、如果沒有滿足步驟巧）中的用戶負荷，主機調度部分向字典actions中已經保 存的用戶負荷對應的從機發(fā)出切換動作命令，并跳轉至步驟(11)，如果找到滿足步驟(5)中 的用戶負荷，則進入步驟(7)，由于負荷電流是在鏈表中升序排列，最先找到滿足條件的用 戶負荷就是當前的最優(yōu)解，W防同一臺從機裝置在一次切換工程中來回切換；
[0040] (7)、數組Z中將該用戶負荷對應從機切換裝置相應的數值置1，整數n自增1，最后 將該從機編號加入字典actions中，并將其對應的鍵值賦值為當前最小電流相；
[0041] (8)、將所選用戶負荷從對應電流相的用戶負荷鏈表中刪除，添加到電流最小相的 用戶負荷鏈表中（即該用戶負荷將切換至電流最小相），更新全線S相負荷平衡用戶相別聯(lián) 系關系圖，并更新各相電流的大小W及Imax, Imin的值，在沒有真正切換的情況下，預測切換 后各相電流的大小，W此更新此時的Imax, Imin的值，W此更新此時的Imax, Imin的值，為找下一 個從機切換對象提供依據；
[0042] (9)、判斷預切換后S相不平衡度e大小，如果e>15%，則循環(huán)W上步驟(3)至步驟 (8)的操作流程，如果e《15%，則主機調度部分向字典actions中的用戶負荷對應的從機發(fā) 出切換動作命令；
[0043] (10)、將數組Z中的各項數值重新置0,記錄切換次數的整數n重新賦值0,將字典 actions 清空。
[0044] (11)、間隔1~5分鐘后，從步驟(2)重新開始下一輪操作。
[0045] 實施例
[0046] W圖1的用戶相別連接關系和各用戶負荷的電流(如圖2所示)舉例，
[0047] (1)、創(chuàng)建長度為7的數組A(對應7臺從機），數組A中每一個值記錄對應的從機切換 裝置是否在本次切換中命令動作，將數組的值初始化為0,當命令動作時數組中相應的值置 為1，此時數組A為[0,0,0,0,0,0,0]。并且創(chuàng)建一個空字典3(3^〇113，用來存放每次切換過程 所要動作的從機編號，此時鏈表actions為{}。
[004引（2)、測得的S相總電流分別為，Ia_ph = 8+4+2 = 14A，Ib_ph = 2+3 = 5A，Ic_ph =化 1 = 3 A，通巧毎巧總由流的估計尊得到=相平衡時各相電流的平均值
tA相電流最大Imax=HA, W此可計算此時的不平衡
[0049] (3)、此時的e>15%，進入步驟(4);
[0050] (4)、W單調遞增的方式將分別接在A，B，CS相的用戶負荷進行排序并分別存入到 鏈表a,b，c中，通過數據結構將用戶相別聯(lián)系關系圖數據化。在此時中鏈表a儲存的是:7,6， 1。鏈表b儲存的是:5，2。鏈表C儲存的是:4，3。
[0051] (5)、此時最大電流相是A相，從鏈表a尾部遍歷，用戶負荷6的負荷電流4最接近
且該用戶負荷在數組Z中相應數值為0,4+3<14-4,所W選擇用戶負荷 6作為切換對象。
[0052] (6)、將用戶負荷6加入字典actions,當前最小電流相為C相，所要此時actions為 {(6: C) }，數組Z中將該用戶負荷對應從機切換裝置相應的數值置1，整數n自增1，此時數組Z 為[0,0,0,0,0，1，0]
[0053] (7)、更新鏈表a，b，C存儲的用戶負荷編號，鏈表a更新為:7，1。鏈表b更新為:5，2。 鏈表C更新為:6,3,4。更新全線=相負荷平衡用戶相別聯(lián)系關系圖，如圖3所示，此時最大電 流相依然為A相，其值更新為Imax =IOA,最小電流相變?yōu)锽相，其值更新為Imin =化3 = 5A,
[0054] (8)、此時的不平衡度為
需要循環(huán)W上步驟。
[0055] (9)鏈表 a 為:7，1。鏈表 b 為:5,2。鏈表 C 為:6,3,4。
[0056]選擇條件不變。
[0化7] 此時最大電流相是A相，從鏈表a尾部遍歷，A相用戶負巧
用戶 負荷7，1同時滿足，可是用戶負荷1不滿足"該用戶負荷電流與S相最小電流Imin之和小于S 相最大電流Imax與該用戶負荷電流之差"5+8>10-8,所W選擇用戶負荷7作為切換對象，加 入字典actions,當前最小電流相為B相，所要此時actions為{(6:C)，（7:B)},數組A中將該 用戶負荷對應從機切換裝置相應的數值置1，整數n自增1，此時數組A為[0,0,0,0,0，1，1] [005引更新鏈表a，b，C存儲的用戶負荷編號，鏈表a更新為：1。鏈表b更新為:5，2，7。鏈表C 更新為:6，3，4。此時最大電流相依然為A相，其值更新為Imax = SA，最小電流相變?yōu)锽相，其值 更新為Imin二化3+2二7A ,
[0059] 此時的不平衡度為
^￡機調度部分向字典 actions中的用戶負荷6和用戶負荷7對應的從機6和7發(fā)出各自相應的切換動作命令（即用 戶負荷6從A相切至C相，用戶負荷7從A相切至B相），切換后S相用戶相別聯(lián)系關系如圖4所 /J、- O
[0060] (10)、將數組A里的各項數值重新置0,記錄切換次數的整數n重新賦值0,將字典 actions 清空。
[0061] (11)、間隔1~5分鐘后，從步驟(2)重新開始下一輪切換操作。W此實現實時控制 配網=相負荷平衡，達到減小線損，提高經濟效益的目的。
【主權項】
1. 一種基于貪心算法的實時分配配網三相負荷平衡的調度策略，其特征在于，包括如 下步驟： (1) 、建立一個長度等于配網中從機切換裝置個數的數組Z，數組Z中每一個值記錄對應 的從機切換裝置是否在本次切換中命令動作，將數組的值初始化為0,當命令動作時數組中 相應的值置為1;并且創(chuàng)建一個空字典actions，用來存放每次切換過程所要動作的從機編 號;最后創(chuàng)建整數η，初始化賦值0，用以記錄切換次數； (2) 、實時在線檢測每相總電流^-^^、〖。^的大小和從機切換裝置下各個用戶負荷 的電流大小，通過檢測每相總電流的值計算得到三相平衡時各相電流的平均值 片 丁丄 a-ph、丄 b_ph、丄 c-phyj 刀 1J/un、JJ、/「口 口 U /S、， 1^是各相電流的平均值， Imax是二相電路中最大的電流值； ⑶、判斷ε的大小:如果ε>15%，進入步驟(4)，如果<15%，返回步驟(2); (4) 、以單調遞增的方式將分別接在A，B，C三相的用戶負荷進行排序并分別存入到鏈表 a，b，c中； (5) 、選擇當前電流最大相中的用戶負荷； (6) 、如果沒有滿足步驟(5)的用戶負荷，主機調度部分向字典actions中已經保存的用 戶負荷對應的從機發(fā)出切換動作命令，并跳轉至步驟(11)，如果找到滿足步驟(5)的用戶負 荷，則進入步驟(7); (7) 、數組Z中將滿足步驟(5)的用戶負荷對應從機切換裝置相應的數值置1，整數η自增 1，最后將該從機編號加入字典actions中，并將其對應的鍵值賦值為當前最小電流相； (8) 、將所選用戶負荷從對應電流相的用戶負荷鏈表中刪除，添加到電流最小相的用戶 負荷鏈表中，更新全線三相負荷平衡用戶相別聯(lián)系關系圖，并更新各相電流的大小以及 Imax，Imin的值； (9) 、判斷所選用戶負荷添加到電流最小相后三相不平衡度ε'大小，如果ε'>15%，則 循環(huán)以上步驟(3)至步驟(8)的操作流程，如果ε'<15%，則主機調度部分向字典actions中 的用戶負荷對應的從機發(fā)出切換動作命令； (10) 、將數組Z中的各項數值重新置0,記錄切換次數的整數η重新賦值0,將字典 actions 清空； (11) 、間隔1~5分鐘后，從步驟(2)重新開始下一輪操作。2. 根據權利要求1所述的一種基于貪心算法的實時分配配網三相負荷平衡的調度策 略，其特征在于，所述步驟(5)中選擇電流最大相中的用戶負荷滿足以下條件:①負荷電流 最接近②用戶負荷在數組Z中相應數值為0，③該用戶負荷電流與三相最小電流 Imin之和小于三相最大電流Imax與該用戶負荷電流之差。3. 根據權利要求1所述的一種基于貪心算法的實時分配配網三相負荷平衡的調度策 略，其特征在于，所述步驟(5)中通過for語句從最大電流相的鏈表的尾部循環(huán)遍歷最大電 流相用戶負荷，最終選擇出符合條件的用戶負荷。
【文檔編號】H02J3/14GK106022973SQ201610520205
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】陸惠斌, 徐勇, 沈飛, 車凱, 薛軍, 趙季平, 劉恒門, 高曉寧, 陳吉洋, 楊川, 黃冠靈
【申請人】國網江蘇省電力公司揚州供電公司, 國家電網公司, 揚州廣源集團有限公司