[實用新型]一種用于臺區無功、電能質量及能效綜合控制裝置

有效

• 申請號: 201420665478.1
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN204216589U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 胡嘉純;王安;馬鵬程
• 申請（專利權）人: 南京英納瑞電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01;H02J3/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及智能電網建設中配電網低壓側智能建設及改造的智能臺區控制設備技術領域，更具體的說，特別涉及一種用于臺區無功、電能質量及能效綜合控制裝置。

背景技術

目前，配電網低壓側存在供電能力不足、線路設備功能分散且可靠性差、負荷變化大、電壓波動大等問題。隨著分布式太陽能、風能等可再生能源接入電網，電力電子元器件以逆變方式接入配電網，造成了配電網電壓的波動、閃變、諧波量增加、功率因數下降等電能質量問題；隨著智能電網建設的進一步深入，加大了配電網智能建設的投資力度，引進了很多新技術用以解決配電網低壓側存在的問題，增加了很多新設備，又造成了設備數量眾多、設備功能單一或重疊，設備之間存在數據采集速率差異，通信規約不統一，信息交互能力差；無法對配電網低壓側電能質量進行有效的監測，且設備分布范圍廣，為設備的維護及檢修帶來了很大的困難；無功補償方式無法及時根據電網中的負荷的變化自動調整補償量，易造成欠補或過補情況，引發電壓波動，無法滿足實際需求；目前配電網普遍采用電容補償方式，會造成電網中諧波放大，無法同時解決治理諧波與三相不平衡等電能質量問題；且電容器單元壽命一般為2-3年，元器件需要頻繁更換。

無功發生器SVG產品隨著電力電子技術的發展日趨成熟，生產成本逐步降低，SVG產品將廣泛應用于臺區內無功補償設備的智能化改造；目前，國家電網公司頒布了新的企業標準，標準中對智能化臺區裝置的箱體大小做出了明確的規定，而采用SVG作為無功補償/諧波治理設備的智能化臺區一體裝置仍采用舊有的以電力電容器作為無功補償設備的設計思路進行設計。

如圖1所示，為現有采用SVG作為無功補償設備的智能臺區基本布置方式，主要包括斷路器1、塑殼開關2、測量用互感器3、互感器4、溫濕度采樣器5、箱內接地保護導體6、浪涌7、計量用互感器8、控制器9、熔斷器10、電阻11、延時繼電器12、電阻器13、接觸器14、同步變壓器15、接觸器16、電抗器17和一次電路與計量表、電表集抄器預留位置18。在該臺區裝置中，設備種類繁多，擠占箱體內空間，箱體內各種設備之間電磁干擾明顯，易對計量及測量數據的精準度造成影響；且目前一體化臺區裝置與后臺系統通訊主要依靠GPRS作為通訊的主要手段，設備種類繁多使得數據信息重疊，需要傳送的數據量龐大，容易發生數據丟失或傳輸通道擁堵等情況發生，導致臺區設備無法及時收發數據及控制信號；同時臺區裝置中一次電路與二次控制電路處于同一操作空間，沒有明顯的分界或隔斷，設備模塊需要維護或更換時，極易造成一次電路誤動作，給更換維護工作造成很大的生產安全隱患。

為此，研發出了一款采用TMS320F28335數字信號處理器(DSP)為核心器件的智能控制器，該控制器是利用電力電子技術、自動控制技術、數字信號處理技術，將配變監測、計量、集中抄表、電能質量監視、無功優化控制補償、電能質量調節/諧波治理等功能有機地融合在一起，形成資源共享、數據共享，實現電能質量實時監測，綜合治理，降低損耗等功能應用的綜合智能控制器。同時，裝置采用了數字信號處理器(DSP)為核心器件，實現三相電壓、電流的實時采樣，電能質量和諧波的實時分析，能耗的實時計算和分析，實施無功補償的動態補償控制；具有無線GPRS，以太網，RS485接口，可將實時數據及補償控制過程信息傳送到上級計算機，方便及時了解臺區的負荷運行工況；而智能控制器的主要功能包括：

1)實時采集系統端三相電流、三相電壓，負載端三相電流，以及儲能電容直流電壓數據。并可由操作人員設置和整定各通道轉換系數，進行實時數據矯正處理等。

2)實時進行系統端有功功率、無功功率、功率因數、三相電流、三相電壓，以及負載端的有功功率、無功功率、功率因數、三相電流等計算，并進行實時顯示。

3)可分別監測配電系統端和負載端的三相電流、三相電壓的實時波形曲線，并顯示正序、負序、零序分量，以及電壓和電流的不平衡度。

4)依據瞬時無功功率理論，采用d-q檢測方法，進行基波無功電流和諧波電流的檢測提取、處理、計算等，完成補償指令電流的計算、調制、輸出。