[發明專利]一種主從控制的配電臺區混合補償系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201710240396.0
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106887854A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 魏劍嘯;柳大海;楊勇;粟忠來;王振岳;薛廷超;孫虎云;王紀斌;宋曉楠;郭維雅;魏中偉;成靜紅
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 吳敏

技術領域

本發明屬于電力系統無功補償技術領域，具體涉及一種主從控制的配電臺區混合補償系統及其控制方法。

背景技術

隨著生活水平的不斷提高，工業以及居民的用電設備的數量和種類都不斷增加，這造成了配電臺區的電能出現功率因數低、低電壓、過電壓、諧波含量高、三相不平衡等問題，嚴重影響工業和居民用電的質量。

解決上述問題的方法，是對配電臺區的電力系統進行無功補償。目前，配電臺區主要采用的無功補償裝置包括有源補償裝置和電容器組補償裝置，其中有源補償裝置用于為電力系統提供有源的無功補償(也叫動態補償裝置)，包括靜止同步無功補償器和有源電力濾波器；電容器組補償裝置用于為電力系統提供無源的無功補償(也叫靜態補償裝置)，包括相間補償電容器組和分相補償電容器組，相間電容器組是指在任意兩相之間的電容器組成的電容器組，用于為電力系統提供相間補償；分相補償電容器組是指在各相與零線之間設置的電容器組成的電容器組，用于為三相交流電提供分補，即各相單獨進行補償。

有源補償裝置和電容器組補償裝置的優缺點有：

(1)電容器組補償裝置價格便宜、結構簡單、損耗極小，但是缺點明顯，主要體現在投切周期長，容易存在較長時間的欠補償和過補償；對三相不平衡治理能力有限，尤其是不平衡度＞35％時，治理效果不明顯，同時無法治理諧波電流、過電壓等問題；

(2)有源補償裝置優點明顯，主要有響應速度快、補償精度高、可同時治理無功功率、低電壓、過電壓、諧波電流、三相不平衡等多種電能質量問題，但是整機運行要求較高(散熱量大、防潮、防塵燈)，噪聲大、成本較高，尤其是整機運行損耗大，通常為整機容量的2％～3％，不利于配電臺區經濟高效運行。

授權公告號為CN205565735U的專利文件公開了一種配變無功補償裝置，在交流母線上同時連接有源補償裝置和電容器組補償裝置，既能夠進行有源無功補償，也能夠進行無源無功補償。

但是上述專利所公開的內容中，在三相交流母線中僅設有一個有源補償模塊，能夠提供的無功補償量有限，可調性和適用性都比較差。并且有源補償模塊只有一個控制器，如果該控制器出現故障，則整個補償裝置都無法正常工作，因此這種補償裝置的可靠性較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種主從控制的配電臺區混合補償系統及其控制方法，用于解決在對電力系統進行電能質量問題補償治理時可靠性較差的問題。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種主從控制的配電臺區混合補償系統，包括用于連接三相交流母線的有源補償裝置和無源補償裝置；所述有源補償裝置中設有至少兩個用于提供有源無功補償的有源補償模塊；所述無源補償裝置包括綜合控制器，綜合控制器控制連接有用于提供無源無功補償的無源補償設備；綜合控制器與各有源模塊之間通過總線通訊連接，各有源模塊之間通訊連接；

其中一個有源補償模塊作為主機，其他有源模塊和綜合控制器作為從機；

所述主機用于根據采集到的系統狀態信息，計算出系統需求的補償量，然后計算出有源補償裝置和無源補償裝置分別需要提供的補償量，并將無源補償裝置需要提供的無功補償量發送給綜合控制器，各有源模塊需要提供的補償量發送給對應的有源補償模塊；綜合控制器控制無源補償設備提供相應的無源無功補償量，各有源提供相應的有源補償量。

進一步的，當各有源模塊的通訊出現異常時，各有源模塊和綜合控制器采集系統的狀態信息，并根據采集到的信息計算出自身所需提供的無功補償量，然后有源模塊提供相應的有源補償量，綜合控制器控制無源補償設備提供相應的無功補償量。

進一步的，當各有源模塊的控制出現異常時，綜合控制器采集系統的狀態信息，并根據采集到的信息計算出系統所需的無功補償量，控制無功補償裝置提供相應的無功補償量。

進一步的，所述有源補償模塊包括靜止同步無功補償器和/或有源電力濾波器。

進一步的，所述無源補償設備包括相間電容器組和/或分相電容器組。

進一步的，還包括用于連接三相交流母線的加熱器，用于為系統加熱。

進一步的，還包括用于連接三相交流母線的浪涌保護器，浪涌保護器用于防止三相交流母線中出現浪涌電流。

一種主從控制的配電臺區混合補償系統的控制方法，包括如下步驟：

(1)選取其中一個沒有故障的有源補償模塊作為主機，其他有源模塊和綜合控制器作為從機；

(2)主機根據采集到的系統狀態信息，計算出系統需求的補償量；