[實用新型]一種智能分散式無功補償裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020613659.1
• 申請日: 2010-11-18
• 公開（公告）號: CN201994671U
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐建源;王益濤;吳世寶
• 申請（專利權(quán)）人: 南京因泰萊配電自動化設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J13/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于配電自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種智能分散式無功補償裝置。

背景技術(shù)

我國城鄉(xiāng)10kV配電線路廣泛采用大樹干、多分支的單向輻射型供電方式。這些線路的特點是：負荷率低，負荷季節(jié)性波動大，配電變壓器的平均負荷率低，供電半徑長，無功消耗多，功率因數(shù)低，線路損耗大，末端電壓質(zhì)量差。

因此，在10kV配電線路上采用自動投切的無功補償裝置進行分散補償十分必要，投切并聯(lián)電容器對配電線路進行分散補償具有投資小，回收快，補償效率較高，便于管理和維護等優(yōu)點。目前，我國已有不少配電線路采用了自動控制投切的無功補償裝置進行分散補償，補償后能顯著改善配電線路的運行性能、降低電能損耗、提高電壓質(zhì)量，但傳統(tǒng)的無功自動補償裝置尤其是在10km以上遠距離配電線路上的無功自動補償裝置仍普遍存在一些不足之處：由于補償裝置是向安裝點線路兩端(電源端和負荷端)輸送無功功率，這勢必有一定量的無功功率朝著電源端反送，容易導(dǎo)致測量點電源側(cè)過補償，不僅加大線損，而且會使得電壓過高，導(dǎo)致補償電容器及其他設(shè)備損壞。另外，控制器通常不能很好的反映線路全局的負荷情況，并且由于每一組并聯(lián)電容都設(shè)有一套控制器，成本投入較大。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：傳統(tǒng)的無功自動補償裝置在長距離線路，尤其是在10km以上遠距離配電線路上的無功自動補償容易導(dǎo)致測量點電源側(cè)過補償，不僅加大線損，而且會使得電壓過高，導(dǎo)致補償電容器及其他設(shè)備損壞，另外各個補償裝置獨立，成本高，不能有效反應(yīng)線路全局狀況。

本實用新型的技術(shù)方案為：一種智能型分散式無功補償系統(tǒng)，包括獨立的測量控制單元和多個投切執(zhí)行單元，每個投切執(zhí)行單元對應(yīng)配有無功補償單元，無功補償系統(tǒng)設(shè)置在10km以上的長距離配電線路上，測量控制單元位于線路首端，各投切執(zhí)行單元及無功補償單元位于線路中的無功補償節(jié)點，測量控制單元與投切執(zhí)行單元均設(shè)有GPRS無線通訊模塊，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)連接。

進一步的，測量控制單元與投切執(zhí)行單元通過GPRS無線通訊模塊將線路的三相電壓，三相電流，功率因素，有功功率，無功功率信息傳輸給上位機。

本實用新型用測量控制單元與投切執(zhí)行單元遠距離分割開來避免過補償?shù)陌l(fā)生，由于傳統(tǒng)的無功補償裝置將測量控制單元與投切執(zhí)行單元連接在一起，而控制器所采集到的無功量就是該測量點上的，因而補償裝置只能滿足該點的無功功率達到預(yù)定要求；另外，傳統(tǒng)的無功補償裝置是向安裝點線路兩端：電源端和負荷端輸送無功功率，勢必有一定量的無功功率朝著電源端反送，容易導(dǎo)致測量點電源側(cè)過補償。本實用新型利用測量控制單元與投切執(zhí)行單元遠距離分割開來，測控點位于線路首端，補償點位于線路中的1個點或幾個點，因此，投切執(zhí)行單元的投切指令是根據(jù)線路首端的測量單元所測得無功量來決定的，就避免了傳統(tǒng)無功補償裝置容易導(dǎo)致測量點電源側(cè)過補償?shù)陌l(fā)生。另外，由于整條線路只需要一臺控制器，由一個測量控制單元控制多個投切執(zhí)行單元，不僅大大降低了成本，還有利于維護并且可以綜合全網(wǎng)使得無功潮流趨于經(jīng)濟合理。

附圖說明

圖1為本實用新型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1，本實用新型包括獨立的測量控制單元和多個投切執(zhí)行單元，每個投切執(zhí)行單元對應(yīng)配有無功補償單元，無功補償系統(tǒng)設(shè)置在10km以上的長距離配電線路上，測量控制單元位于線路首端，各投切執(zhí)行單元及無功補償單元位于線路中的無功補償節(jié)點，測量控制單元與投切執(zhí)行單元均設(shè)有GPRS無線通訊模塊，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)連接。

本實用新型在選定整條線路的分散的無功補償點時，引入了基于靈敏度的最佳位置選擇和基于遺傳算法的全局優(yōu)化控制算法，使配電線路上的無功潮流的分布更加合理更加經(jīng)濟：

1)基于靈敏度的補償位置確定：采用轉(zhuǎn)置雅可比矩陣法求出有功網(wǎng)損對節(jié)點注入無功的靈敏度，依此確定饋線上的最佳補償節(jié)點，設(shè)置投切執(zhí)行單元及無功補償單元；

2)基于遺傳算法的投切位置確定：測量控制單元通過遺傳算法，以有功網(wǎng)損最小為目標函數(shù)，計算投切位置以改變電網(wǎng)中無功流的分布來減小系統(tǒng)的有功網(wǎng)損；

3)投切控制：測量控制單元利用電壓、電流互感器從電網(wǎng)中檢測各種電能數(shù)據(jù)，經(jīng)?過信號轉(zhuǎn)換、運算、分析和控制決策，發(fā)出數(shù)字投切指令，投切指令信號通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給投切執(zhí)行單元，經(jīng)過信號轉(zhuǎn)化，將數(shù)字信號變成為電信號，驅(qū)動投切執(zhí)行單元進行無功補償動作。

上述基于靈敏度的最佳位置選擇和基于遺傳算法的全局優(yōu)化控制算法均為本技術(shù)領(lǐng)域在計算無功補償時的常用手段，不再詳述。