灯光站是机场的重要助航设施,与航空器的安全起飞、着陆和滑行密切相关,其主要用电设备为恒流调光器,由于采用线电压供电为不对称负荷,加上其中各种非线性元件的作用,极易导致配电网三相负荷不平衡的发生,从而影响供电质量和助航灯光的不正常运行,除可能给灯光站和飞机起降带来安全隐患外,三相不平衡导致额外产生的线损也会增加能耗从而给机场带来经济上的损失。通过调光器光级调整优化策略和智能算法优化负荷的相序调整策略、并据此设计三相不平衡治理系统,可实现光级或相序的高效、便捷调整,改善灯光站供配电三相不平衡问题,具有较高的实用价值。针对机场灯光站三相不平衡及其治理问题,在充分总结、评述国内外相关研究进展的基础上,本文主要开展了如下研究工作:(1)首先对民用机场助航灯光控制系统的供电结构及工作原理进行了简要分析,阐述了灯光站低压配电网三相不平衡的产生机理、评估方法及线损计算方法,对三相不平衡过程进行了仿真分析;继而规划了三相不平衡治理系统的总体架构与功能,提出了光级调整优先、优化换相保底的策略来治理三相不平衡的设计原则和思路。(2)针对光级调整治理策略,分析了光级调整与电流变化及三相不平衡之间的关系,提出了灯光站三相不平衡的光级调整优化治理方法和操控程序,并应用某机场灯光站的电流检测数据对该方法的可行性和应用效果进行了检验,结果表明,所提出的以调增为主、调降为辅的光级调整思路与拟订的操作流程可有效用于制定不平衡治理方案,且具有简便易行的特点。(3)针对优化换相策略,以三相不平衡度最小和换相开关总动作次数最少为目标,建立了三相不平衡模型并提出了相应的智能优化算法,与其他算法的算例对比和某机场灯光站的实例分析结果表明,结合本文所建模型的精英自适应混合遗传算法确实具有较强的搜索能力与较快的收敛速度,且换相次数更少,可有效用于机场灯光站三相不平衡换相控制策略的优化。(4)最后基于以上两种治理方法及相关的程序、模型和算法,对机场灯光站三相不平衡治理系统的硬件进行了整体设计,包括主控芯片选型、各硬件电路、换相开关的设计及器件的选型。研究结果可为提高机场灯光站的供电质量、保障机场安全、降低其能耗和运行成本提供科学依据与技术支持。