[發明專利]一種采用無功補償的配電網能效優化裝置及方法

有效

• 申請號: 201810583749.1
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108879710B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 朱勇;李澤群;陶用偉;王常沛;蔣宏榮;石祖昌;蔣友權;黃瓊;楊鍵;肖浩宇;鄭華;張韻;徐坤;吳才遠;龍世剛;張林蔓;鄧欽;劉岑俐;李明宏;肖彬;劉瓊;時敏;張旭;楊瓊;潘光俐;彭海娟;姚璐;馬春生;王朝明
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/26
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 王海權

1.一種采用無功補償的配電網能效優化裝置，其特征在于，包括：智能測控單元、控制器、智能開關、保護單元和無功補償單元，

所述智能測控單元與所述控制器相連，用以在線實時監測配電網節點運行情況，測量得到三相電流以及輸出電壓，求出功率因數；

所述控制器與所述智能開關相連，用以根據優化算法，對測量得到的數據進行判斷分析，從而得到最有利的無功補償方案，并對智能開關發出動作信號；

所述保護單元與所述控制器相連，用以將檢測到情況通過傳輸通道傳輸到控制器中，由控制器判斷作出決策，發出相應的保護指令；

所述智能開關與所述無功補償單元相連，用以根據控制器的指令來控制智能開關發生動作，來控制無功補償單元的投切與否以及相應的投切總量；

所述無功補償單元，用以實現電能優化，所述無功補償單元包括三相無功補償裝置，所述三相無功補償裝置的工作包括如下步驟：

(1)根據已有的配電網各節點的負荷數據，判斷出每個節點上功率因數較小的節點，并且記錄下選中的節點及其功率因數；

(2)檢測裝置分別實時監測跟蹤選中節點的功率因數，需要實時檢測到節點的功率因數以及該節點上總體的無用功率損耗，判斷三相輸出電壓是否處于波動狀態；

(3)根據檢測到的數據傳輸到控制器中，先判斷保護裝置是否出現異樣，若發生不正常工作，就要先解決問題待正常工作時再進行無功補償投切動作，若未發生異樣情況，先穩定三相電壓的基礎之上，還要滿足功率因數和無用功率的均衡，并且在這之上必須要滿足約束條件：

其中，QC為無功補償設備的投切量，QCmin、QCmax分別為電容器投切量的上限和下限；

目標函數為：

其中，α，β分別為有功功率損失和功率因數的折中系數；

(4)根據上面的算法，要求目標函數達到最小，并且要滿足各項約束條件的情況下，分析選擇出合適的無功投切方案，這個過程是多次循環過程，結合優化以及進化算法，以其特有的記憶能力和可動態跟蹤搜索情況的能力來尋優，并且由控制器發出相對應的信號給智能開關，來控制無功補償裝置的投切動作以及投切量。

2.根據權利要求1所述的一種采用無功補償的配電網能效優化裝置，其特征在于，所述保護單元包括溫度檢測模塊和斷相檢測模塊。

3.根據權利要求1所述的一種采用無功補償的配電網能效優化裝置，其特征在于，所述無功補償單元還包括單相無功補償裝置，所述單相無功補償裝置用以平衡三相電流和功率因數。

4.根據權利要求3所述的一種采用無功補償的配電網能效優化裝置，其特征在于，所述單相無功補償裝置的工作包括以下步驟：

(1)根據已有的配電網各節點的三相電流數據，判斷出每個節點上三相電流的情況，并且記錄下出現有某相電流相較于其他兩相較大情況的節點以及該節點的功率因數；

(2)在選中的節點上安裝單相無功補償裝置，根據測得的節點三相電流的數據，根據控制中心，進行判斷搜索出最優的補償方式，要求達到三相電流達到均衡的程度，并且在這種情況下判斷功率因數是否出現下降的趨勢，要是出現下降的趨勢就要修改補償方案，就安裝上三相補償裝置，對該節點進行三相電流補償的同時，進行三相補償，不但抑制三相不平衡情況同時提高功率因數。

5.一種如權利要求1所述的一種采用無功補償的配電網能效優化裝置進行的優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)通過智能測控單元在線實時監測配電網節點運行情況，測量得到三相電流以及輸出電壓，并求出功率因數；

(2)通過保護單元將檢測到情況通過傳輸通道傳輸到控制器中；

(3)通過控制器對測量得到的數據進行判斷分析，從而得到最有利的無功補償方案，并對智能開關發出動作信號；以及由控制器根據保護單元檢測的情況判斷作出決策，發出相應的保護指令；

(4)通過智能開關執行控制器的指令來控制無功補償單元的投切動作與投切量。

6.根據權利要求5所述的一種采用無功補償的配電網能效優化裝置進行的優化方法，其特征在于，所述保護單元包括溫度檢測模塊和斷相檢測模塊。

7.根據權利要求5所述的一種采用無功補償的配電網能效優化裝置進行的優化方法，其特征在于，所述無功補償單元包括單相無功補償裝置和三相無功補償裝置，所述單相無功補償裝置用以平衡三相電流和功率因數，所述三相無功補償裝置用以提高功率因數。