[發(fā)明專利]基于無線通信的無功功率補償系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310379125.5
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN104426151B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃正吉;黃文侃;張勵;王洪斌;柯華麗;任凱;孟宇暉;佘偉仁
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市華冠電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;G08C17/02
• 代理公司: 深圳市德力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所44265
• 代理人: 林才桂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力配電設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無線通信的無功功率補償系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電能質(zhì)量是評價電力系統(tǒng)運行優(yōu)劣的指標(biāo)，其中電壓的穩(wěn)定性尤為重要。電力系統(tǒng)運行中，必須確保各輸配電線路的母線電壓穩(wěn)定在允許的偏差范圍之內(nèi)，目前大多數(shù)國家規(guī)定的電壓允許變化范圍一般為+5%~-10%。

電壓穩(wěn)定與否主要取決于系統(tǒng)中無功功率的平衡。如果用電負荷的無功需求波動較大，如整流裝置、逆變器、變頻裝置、電子開關(guān)電源、電弧爐及大型電動機和大型泵站等，就會導(dǎo)致線路電壓超出允許極限范圍。因此，電力系統(tǒng)的無功補償和電壓調(diào)整是保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行的重要措施。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對電源質(zhì)量要求越來越高。并且，電力系統(tǒng)中的負載類型絕大部分屬于感性負載，如：工礦企業(yè)、廠房、學(xué)校、機關(guān)、碼頭、家庭等，再加上用電企業(yè)普遍廣泛地使用電力電子設(shè)備，使電網(wǎng)功率因數(shù)較低。較低的功率因數(shù)降低了設(shè)備利用率，增加了供電投資，損害了電壓質(zhì)量，降低了設(shè)備使用壽命，大大增加了線路損耗。為了改善電網(wǎng)功率因數(shù)低下帶來的能源浪費和這些不利供電生產(chǎn)的因素，必須使電網(wǎng)功率因數(shù)得到有效的提高。顯然這些無功功率如果都要由發(fā)電機提供并遠距離傳送是不合理的，通常也是不可能的。合理的辦法就是在需要無功功率的地方產(chǎn)生無功功率，即增加無功功率補償設(shè)備與裝置。

在電力系統(tǒng)中的變電所或直接在電能用戶變電所裝設(shè)無功功率電源，以改變電力系統(tǒng)中無功功率的流動，從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，減小網(wǎng)絡(luò)損耗和改善電力系統(tǒng)的動態(tài)性能，這種技術(shù)措施稱為無功功率補償。

近年來，應(yīng)用無功功率補償技術(shù)的無功功率補償柜的智能化也在不斷的在創(chuàng)新中。傳統(tǒng)的無功功率補償柜內(nèi)，一臺無功功率補償控制器不僅要與電腦終端通信，而且還要以一點對多點的方式與從機（指無功功率補償控制器輔機或者智能電容器）進行通信。那么以傳統(tǒng)的有線通信方式（RS232、RS485等通信方式）來接線，在無功功率補償柜有限的空間內(nèi)接線是非常繁瑣，而且抗干擾能力較差。通信線與電力線經(jīng)常被綁在一起，通信線容易受到電力線強電的電磁干擾，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)輸出控制器的誤操作，或者是信息通信不暢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于無線通信的無功功率補償系統(tǒng)，避免無功功率補償柜內(nèi)布線的繁瑣，且通信抗干擾能力強、通信效果好，避免了數(shù)據(jù)輸出控制器的誤操作。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于無線通信的無功功率補償系統(tǒng)，包括無功功率補償柜及與該無功功率補償柜無線通信的后臺監(jiān)控服務(wù)端，所述無功功率補償柜包括：柜體、及設(shè)于柜體內(nèi)的控制主機及控制裝置，所述控制主機及控制裝置包括：單片機控制主機、與所述單片機控制主機電性連接的數(shù)據(jù)采集輸入模塊、及與所述單片機控制主機通信連接的數(shù)據(jù)輸出控制器，所述單片機控制主機包括：與所述數(shù)據(jù)采集輸入模塊電性連接的第一處理單元、與所述第一處理單元電性連接的第一電源模塊、及與所述第一處理單元電性連接的第一無線通信模塊，所述數(shù)據(jù)輸出控制器包括：第二處理單元、與所述第二處理單元電性連接的第二無線通信模塊、與所述第二處理單元電性連接的第二電源模塊、與所述第二處理單元電性連接的第一電子開關(guān)、及與所述第一電子開關(guān)串聯(lián)連接的第一電力電容器，所述單片機控制主機通過第一、第二無線通信模塊與所述數(shù)據(jù)輸出控制器建立無線通信連接。

所述第一電源模塊分別與第一處理單元、第一無線通信模塊電性連接，進而提供工作電源；所述第二電源模塊分別與第二處理單元、第二無線通信模塊電性連接，進而提供工作電源。

所述數(shù)據(jù)采集輸入模塊采集配電系統(tǒng)的電流信號及電壓信號，并經(jīng)過初步處理后傳送至所述單片機控制主機，所述單片機控制主機將接收到的數(shù)據(jù)進一步經(jīng)過運算、比較、判斷處理后得到控制指令，并通過第一、第二無線通信模塊將所述控制指令傳送至第二處理單元，所述第二處理單元根據(jù)所述控制指令操縱第一電子開關(guān)從而控制第一電力電容器的投、切動作。

所述無功功率補償柜還包括一智能電容器，所述智能電容器包括：第三處理單元、與所述第三處理單元電性連接的第三無線通信模塊、分別電性連接至第三處理單元與第三無線通信模塊的第三電源模塊、與所述第三處理單元電性連接的第二電子開關(guān)、與所述第二電子開關(guān)電性連接的第二電力電容器。

所述后臺監(jiān)控服務(wù)端包括：第四處理單元、與第四處理單元電性連接的第四無線通信模塊、分別電性連接至第四處理單元與第四無線通信模塊的第四電源模塊，所述第一無線通信模塊與所述第四通信模塊建立無線通信連接，進而所述后臺監(jiān)控服務(wù)端可以讀取單片機控制主機的工作信息及向所述單片機控制主機發(fā)送控制指令。