[發(fā)明專利]一種電網(wǎng)無功補償裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410281160.8
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104022520A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏明磊;孫辰軍;樂捷;呂云飛;高冰
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河北省電力公司衡水供電分公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電網(wǎng)無功補償裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對電力的需求日益增長，同時對供電的可靠性和供電質(zhì)量提出了更高的要求。由于負荷的不斷增加，以及電源的大幅增加，不但改變了電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也改變了系統(tǒng)的電源分布，造成系統(tǒng)的無功分布不盡合理，甚至可能造成局部地區(qū)無功嚴重不足、電壓水平普遍較低的情況。

電壓質(zhì)量是電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的重要指標之一，它的好壞主要取決于電力系統(tǒng)無功補償是否合理。但由于電網(wǎng)系統(tǒng)龐大，無功功率的種類和分布極其復(fù)雜，這就給電網(wǎng)的無功補償提出了很大的難題。如何針對不同的情況快速做出不同的無功補償措施，一直是本領(lǐng)域研究的熱點和難點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電網(wǎng)無功補償裝置及方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對不同類型的無功功率，自動使用不同的策略進行無功補償，并通過數(shù)據(jù)反饋進行策略修正，提高了電網(wǎng)各個層級的無功補償效率，提升了功率因數(shù)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。

一種電網(wǎng)無功補償裝置，其結(jié)構(gòu)中包括分布在電網(wǎng)監(jiān)測點的電壓監(jiān)控器和電流監(jiān)控器、用于將電壓監(jiān)控器和電流監(jiān)控器采集的數(shù)據(jù)進行匯集綜合的運算模塊、用于將綜合后的無功數(shù)據(jù)進行分類和控制無功補償器工作的邏輯分析模塊、用于對補償后的電網(wǎng)功率因數(shù)進行閉環(huán)檢測的反饋模塊，以及與邏輯分析模塊連接的人機交互模塊，反饋模塊與運算模塊、邏輯分析模塊進行通訊連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述電壓監(jiān)控器、電流監(jiān)控器和運算模塊中設(shè)置有無線通訊機構(gòu)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述無線通訊機構(gòu)為遠距離無線網(wǎng)橋。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述無功補償器包括同步調(diào)相機、并聯(lián)電容器、串聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器、靜止補償器和有源濾波器。

利用上述裝置進行電網(wǎng)無功補償?shù)姆椒ǎ洳襟E包括：

A、電壓監(jiān)控器和電流監(jiān)控器實時收集各個電網(wǎng)監(jiān)測點的電壓值和電流值，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭\算模塊；

B、運算模塊將收到的電流電壓數(shù)據(jù)進行存儲，并將存儲的數(shù)據(jù)定時進行分析運算，形成平均功率因數(shù)數(shù)據(jù)；

C、邏輯分析模塊將步驟B中的平均功率因數(shù)進行綜合分類，并根據(jù)分類的結(jié)果分別啟動不同的無功補償器進行無功補償；

D、反饋模塊將無功補償后的平均功率因數(shù)與步驟C中邏輯分析模塊做出的無功補償前的平均功率因數(shù)進行分類結(jié)果進行比較，修正邏輯分析模塊的對無功補償器的控制策略；

E、人機交互模塊將步驟C與步驟D中邏輯分析模塊做出的分類結(jié)果和對無功補償器的控制策略進行顯示，如果監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)控制策略出現(xiàn)錯誤，通過人機交互模塊手動修正對無功補償器的控制策略。

作為上述電網(wǎng)無功補償方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，步驟B中，運算模塊每1分鐘對儲存的數(shù)據(jù)進行一次運算分析，得出一個平均功率因數(shù)數(shù)據(jù)。

作為上述電網(wǎng)無功補償方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，步驟C中，邏輯分析模塊對平均功率因數(shù)進行綜合分類包括以下步驟：

C-1、將來源于同一監(jiān)測點的平均功率因數(shù)定義為用戶終端級平均功率因數(shù)；

C-2、將每個用戶終端容量與其所在配電變壓器容量的比值定義為該用戶終端的加權(quán)因子，同一配電變壓器下所有的加權(quán)因子相加之和等于1，將來源于同一配電變壓器的用戶終端級平均功率因數(shù)乘以其加權(quán)因子之后的平均值定義為子網(wǎng)級平均功率因數(shù)；

C-3、將每個子網(wǎng)容量與全網(wǎng)容量的比值定義為該子網(wǎng)的加權(quán)因子，所有的子網(wǎng)加權(quán)因子相加之和等于1，將全網(wǎng)的子網(wǎng)級平均功率因數(shù)乘以其加權(quán)因子之后的平均值定義為全網(wǎng)級平均功率因數(shù)。

作為上述電網(wǎng)無功補償方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，針對用戶終端級的無功功率，啟動并聯(lián)電容器或串聯(lián)電容器或并聯(lián)電抗器進行無功補償，針對子網(wǎng)級的無功功率，啟動并聯(lián)電容器或串聯(lián)電容器或并聯(lián)電抗器或靜止補償器進行無功補償；針對全網(wǎng)級的無功功率，啟動同步調(diào)相機或靜止補償器或有源濾波器進行無功補償。

作為上述電網(wǎng)無功補償方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，步驟D中，反饋模塊采用PID算法修正邏輯分析模塊對無功補償器的控制策略。

采用上述技術(shù)方案所帶來的有益效果在于：通過使用本發(fā)明的電網(wǎng)無功補償裝置及其補償方法，可以對用戶終端級、子網(wǎng)級和全網(wǎng)級的三級無功功率進行分別控制補償，實現(xiàn)了電網(wǎng)各個層級的功率因數(shù)的提高，實驗數(shù)據(jù)見下表：

僅對用戶終端級無功功率進行補償