[發明專利]帶諧振檢測及諧波過流保護的無功補償方法及其裝置

有效

• 申請號: 201110282196.4
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN102347616A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 尹春杰;王芳芳;張承慧;孔凡華;王鑫;尹俐;賀鵬
• 申請（專利權）人: 山東大學;山東星銳電力科技有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 濰坊正信專利事務所 37216
• 代理人: 石譽虎

技術領域

本發明涉及配電網絡技術領域，尤其涉及一種帶諧振檢測及諧波過流保護的無功補償方法及其裝置。

背景技術

電網中的電力負荷大部分屬于感性負荷，如電動機、變壓器等，在運行過程中需向這些設備提供相應的無功功率。在電網中安裝并聯電容器等無功補償設備以后，可以提供感性負載所消耗的無功功率，減少了電網電源向感性負荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網中的流動，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗。目前所使用的無功補償裝置的不足之處是：1、核心部分用8或16位單片機，響應速度慢，精度低，數據處理能力差。2、選用cosφ為檢測量，然而cosφ并不能準確地反映電網中無功分量大小。在重載時，雖然無功分量大，但由于在總負荷中占比重小，cosφ也較大，甚至高于系統補償的整定值，使裝置作出不補償的決定；在輕載時，無功分量不大，但功率因數有可能也小，使裝置作出補償的決定，投入后造成過補，又要切除電容造成投切振蕩。同時一般裝置的補償盲區也會導致投切震蕩。3、裝置的投切電容器方式一般分為循環投切和編碼投切。理論上說，編碼投切電容的方式，可以最大限度的利用電容柜的空間和元件，使同樣的電容柜，具有更細的補償級數或更大的補償范圍。比如，同樣是4組電容器，循環投切，只有0--4個單位電容的4個補償級數，如果用編碼投切，則可以完成0--15個單位電容的16個補償級數。但是編碼方式，要求知道柜子內部電容的情況，新的用戶使用好辦，老用戶自己改造，設定各種參數有些麻煩。4、市面上無功補償裝置的種類很多，有些只能進行一般的控制，不能存儲數據和通信，從而不能很好地了解裝置的投運情況，如投入裝置以后系統平均功率因數達到多少等，裝置也沒有自檢功能，有可能因為裝置本身的缺陷造成事故的發生。

發明內容

本發明目的是針對以上不足之處，借助高速數字信號處理技術提出一種帶諧振檢測及諧波過流保護的無功補償方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：帶諧振檢測及諧波過流保護的無功補償方法，包括步驟1)、采集電網的低壓側電壓、母線側電流和電容器側電流數據；2)、利用快速傅立葉變換對步驟1)所采集的電量參數進行計算；3)、進行系統故障自檢，如系統故障則進行告警，如系統無故障則進行步驟4)；4)、進行電壓判斷，如電壓超范圍進行告警并進行步驟5)，如未超范圍直接進行步驟5)；5)、對當前電壓下的電容器容量進行校準；6)、采用自組織控制策略確定電容器投切的最佳組合；7)、根據當前電網條件判斷是否滿足電容器的投切條件；8)、進行諧振檢測及諧振干擾控制；9)、根據步驟6)判斷出的電容器投切最佳組合進行電容器的投切控制。

作為進一步的改進，還包括在進行步驟4)之前計算電能和頻率的步驟。

作為進一步的改進，步驟3)所述的系統故障自檢方法是如果系統檢測到Q2N＜Q1N/2，則說明系統有故障。

作為進一步的改進，步驟5)所述對當前電壓下的電容器容量進行校準是根據電容器的額定容量及額定電壓校準當前電壓下的電容器容量QN1，QN1＝(UN1*UN1)/[(U_N*U_N)/QN]。

作為進一步的改進，步驟6)所述自組織控制策略包括以下步驟：a、將N組電容器的容量根據實際情況排列；b、排列好之后將容量的二次值以定值的形式存儲到裝置的EEPROM中；c、用0代表電容器切，用1代表電容器投，N組電容器則對應N位二進制數，所以共有2^N種組合；d、根據檢測到的所缺的無功量從所述256種組合中查找電容器投切的最佳組合。步驟d中所述的電容器投切的最佳組合的電容器容量之和應小于所缺的無功量。

作為進一步的改進，步驟7)包括e、過電壓檢測，如果母線側電壓大于αU_N，并且計算時間大于延時時間定值之后則投入的電容器全切，如果不大于αU_N，則進行步驟f；f、欠電壓檢測，如果母線側電壓小于αU_N，并且計算時間大于延時時間定值之后則投入的電容器全切，如果不小于αU_N，則進行步驟g；g、諧波過電流檢測，如果電容器側電流大于βI_N，并且計算時間大于延時時間定值之后則投入的電容器全切，如果不大于βI_N，則進行步驟8)。

作為進一步的改進，步驟8)所述的諧振檢測及諧振干擾控制是當監測到設備已進入或鄰近串、并聯諧振狀態，將實施諧振干擾控制，拉動設備偏離諧振狀態。