国内低压配电网均采用三相四线制,且以单相用电负荷居多,这些负荷的特点是波动性和不规律性均较大。通常,当一相或者两相负荷出现较大波动将导致低压电网三相不平衡度上升,造成低压配电网长期存在着三相不平衡问题,严重影响着电网的安全可靠运行。本文首先介绍了改善三相不平衡国内外研究现状、三相不平衡基本原理和各种三相不平衡度计算方法,并提出了改善三相不平衡的换相系统总体方案及其配置原则。建立了基于小生境改进遗传算法的多目标优化函数和约束条件,进而提出了基于换相系统的三相负荷不平衡治理的优化策略,即在换相控制系统自检正常后,读入每个执行终端传送的各负荷用电数据,在本控制周期内换相次数未超标情况下,以三相电流不平度和换相经济成本为综合考虑目标,采用改进遗传算法,得到最佳换相方案。然后,按照模块化思想对换相系统进行了软硬件设计,换相控制系统包括DSP微处理器、信号调理模块、交直流转换模块、模数转换模块、电源模块、存储模块、通信模块以及人机交互模块等功能模块,换相执行终端重点介绍了过零检测模块和切换动作单元等功能模块。此外,本文通过三相不平衡实例仿真分析,在MATLAB平台对一个带有15个负荷区的低压台区进行试验仿真,验证换相系统的可行性和有效性。对一套换相系统进行了挂网实验,测试换相系统对配电网三相不平衡问题的治理效果。本文主要研究的是基于换相系统解决低压配电网三相不平衡问题,换相系统是一种用于改善低压配电网三相负荷不平衡的自动换相装置,主要由换相控制系统和换相执行终端两部分组成,其功能是在不中断用户供电的情况下,通过对用户侧接入相序进行调整,把用电负荷均匀分配在各相中,达到三相平衡的目的。