專利名稱：電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種電力設(shè)備及其使用方法，特別涉及一種對(duì)電網(wǎng)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置及方法。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用在配電線路上的無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置工作過程為控制器不間斷的通過電壓/電流互感器(PT/CT)采集電網(wǎng)線路某一點(diǎn)的電壓和電流，運(yùn)算分析無功功率或功率因數(shù)的大小及電壓高低，當(dāng)各參數(shù)符合投入設(shè)定的值時(shí)，控制器發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)投切開關(guān)合閘，使補(bǔ)償電容器投入運(yùn)行；當(dāng)控制器判斷電網(wǎng)參數(shù)達(dá)到切除的設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)投切開關(guān)分閘，使補(bǔ)償電容器退出運(yùn)行。其不足是1、由于無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置的測量點(diǎn)與補(bǔ)償點(diǎn)為同一點(diǎn)，通常為自送電端起線路長度的2/3處，而這個(gè)點(diǎn)不能反映電網(wǎng)線路全局的負(fù)荷情況，也就不能正確分析無功需量，不能正確提供投切補(bǔ)償電容器的條件，這限制了補(bǔ)償效果的進(jìn)一步提高。
2、由于控制器無法測量到測量點(diǎn)前端線路中的無功量及變化，這勢必造成部分無功功率朝著電源端返送，不僅加大線損，而且可能造成電壓過高，導(dǎo)致補(bǔ)償電容器及其他設(shè)備很快損壞。
3、當(dāng)測量點(diǎn)后端的負(fù)荷無功量小于補(bǔ)償電容器容量時(shí)，無功潮流會(huì)向電源端流動(dòng)，這時(shí)控制器會(huì)認(rèn)為是“過補(bǔ)”而切除補(bǔ)償電容器；當(dāng)切除后，無功潮流變化，又需要投入補(bǔ)償電容，因此容易產(chǎn)生投切振蕩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無功補(bǔ)償效果更好，同時(shí)更為安全和經(jīng)濟(jì)的無功補(bǔ)償裝置及方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置，包括一個(gè)測量控制單元、一個(gè)或多個(gè)投切和無功補(bǔ)償單元，所述測量控制單元、所述投切和無功補(bǔ)償單元均帶有一個(gè)無線數(shù)傳單元，所述測量控制單元以測得的電網(wǎng)線路電壓電流值計(jì)算出無功功率或電壓作為控制依據(jù)，通過所述無線數(shù)傳單元發(fā)出控制指令，所述投切和無功補(bǔ)償單元通過所述無線數(shù)傳單元接受所述控制指令并執(zhí)行。所述測量控制單元設(shè)置于配電線路首端，所述投切和無功補(bǔ)償單元設(shè)置于配電線路中的一個(gè)或多個(gè)供電負(fù)荷中心。
本發(fā)明把無功補(bǔ)償裝置的測量控制單元與投切和無功補(bǔ)償單元長距離(農(nóng)網(wǎng)線路長度一般在10km以上)分開，根據(jù)電網(wǎng)線路全局的負(fù)荷情況決定補(bǔ)償策略，因而可以取得更佳的補(bǔ)償效果，同時(shí)避免發(fā)生投切振蕩和電壓過高危害，由于多個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)安裝無功補(bǔ)償單元只需配套一個(gè)測量控制單元，所以節(jié)約設(shè)備投資，經(jīng)濟(jì)效益顯著。


附圖1為本發(fā)明中電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)框圖；附圖2為本發(fā)明中無功補(bǔ)償方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1參見附圖1，一種電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置，包括一個(gè)測量控制單元1、一個(gè)或多個(gè)投切和無功補(bǔ)償單元2，所述測量控制單元1、所述投切和無功補(bǔ)償單元2均帶有一個(gè)無線數(shù)傳單元13、21，所述測量控制單元1以測得的電網(wǎng)線路電壓電流值計(jì)算出無功功率或電壓作為控制依據(jù)，通過所述無線數(shù)傳單元13發(fā)出控制指令，所述投切和無功補(bǔ)償單元2通過所述無線數(shù)傳單元21接受所述控制指令并執(zhí)行。
實(shí)施例2參見附圖1，在實(shí)施例1所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置中，所述無線數(shù)傳單元13、21采用時(shí)分跳頻技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)；所述測量控制單元1的控制器12為DSP240單片機(jī)，程序存儲(chǔ)器采用2764芯片；輸入信號(hào)采用交流采樣11，三相電壓經(jīng)PT變換，三相電流經(jīng)CT變換，并在標(biāo)準(zhǔn)電阻上變?yōu)殡妷盒盘?hào)，再經(jīng)RC平滑濾波送到多路開關(guān)，經(jīng)增益放大送到DSP240單片機(jī)的A/D口；采樣頻率為每周期128點(diǎn)，由DSP240單片機(jī)的I/O輸出控制指令；所述投切和無功補(bǔ)償單元2的補(bǔ)償電容器組22按2∶1的比例分組，用兩組自動(dòng)開關(guān)23實(shí)現(xiàn)三級(jí)投切補(bǔ)償。
實(shí)施例3參見附圖1，在實(shí)施例1或2所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置中，所述測量控制單元1還包括一個(gè)參數(shù)設(shè)定模塊14，以動(dòng)態(tài)跟蹤自動(dòng)設(shè)定和人工設(shè)定不同的無功功率、電壓、功率因數(shù)、時(shí)間等控制參數(shù)；一個(gè)統(tǒng)計(jì)模塊15，以統(tǒng)計(jì)總投運(yùn)時(shí)間、電容器組投入時(shí)間、電容器組投運(yùn)次數(shù)或投運(yùn)率等；一個(gè)顯示模塊16，以顯示運(yùn)行參數(shù)、工作狀態(tài)、保護(hù)狀態(tài)等；
一個(gè)通訊模塊17，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)行數(shù)據(jù)抄錄和監(jiān)控。
實(shí)施例4參見附圖1，在實(shí)施例3所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置中，它還包括一個(gè)或多個(gè)不參與動(dòng)態(tài)投切的固定無功補(bǔ)償單元3，所述固定無功補(bǔ)償單元3也帶有一個(gè)無線數(shù)傳單元31，所述測量控制單元1通過所述無線數(shù)傳單元13、31監(jiān)視所述固定無功補(bǔ)償單元3的運(yùn)行狀態(tài)。
實(shí)施例5參見附圖2，一種電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，它使用如實(shí)施例1、2、3或4所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置，所述測量控制單元1設(shè)置于配電線路首端，所述投切和無功補(bǔ)償單元2、所述固定無功補(bǔ)償單元3設(shè)置于配電線路中的一個(gè)或多個(gè)供電負(fù)荷中心。
實(shí)施例6參見附圖2，如實(shí)施例5所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，應(yīng)用于負(fù)荷變化有規(guī)律的配電線路中，所述測量控制單元1可以按照預(yù)定的優(yōu)先順序，對(duì)所述多個(gè)投切和無功補(bǔ)償單元2進(jìn)行投切控制。
實(shí)施例7參見附圖2，如實(shí)施例5所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，應(yīng)用于各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)負(fù)荷變化隨機(jī)性大的配電線路中，所述測量控制單元1在控制所述多個(gè)投切和無功補(bǔ)償單元2投入時(shí)，優(yōu)先投入出現(xiàn)最大供電負(fù)荷量處的所述投切和無功補(bǔ)償單元2；在控制所述多個(gè)投切和無功補(bǔ)償單元2切除時(shí)，優(yōu)先切除出現(xiàn)最小供電負(fù)荷量處的所述投切和無功補(bǔ)償單元2。
實(shí)施例8參見附圖2，如實(shí)施例5所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，應(yīng)用于情況更復(fù)雜的配電線路中，所述測量控制單元1儲(chǔ)存有各所述投切和無功補(bǔ)償單元2負(fù)荷電流和時(shí)間對(duì)應(yīng)的投切關(guān)系表及各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)負(fù)荷電流及無功功率上、下限范圍，所述測量控制單元1在監(jiān)測到電網(wǎng)線路數(shù)據(jù)后，與各所述投切和無功補(bǔ)償單元2負(fù)荷電流和時(shí)間對(duì)應(yīng)的投切關(guān)系表及各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)負(fù)荷電流及無功功率上、下限范圍進(jìn)行比較，決定是否向各所述投切和無功補(bǔ)償單元2發(fā)出投切指令。
權(quán)利要求
1.一種電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置，包括一個(gè)測量控制單元[1]、一個(gè)或多個(gè)投切和無功補(bǔ)償單元[2]，其特征是所述測量控制單元[1]所述投切和無功補(bǔ)償單元[2]均帶有一個(gè)無線數(shù)傳單元[13、21]，所述測量控制單元[1]以測得的電網(wǎng)線路電壓電流值計(jì)算出無功功率或電壓作為控制依據(jù)，通過所述無線數(shù)傳單元[13]發(fā)出控制指令，所述投切和無功補(bǔ)償單元[2]通過所述無線數(shù)傳單元[21]接受所述控制指令并執(zhí)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置，其特征是所述無線數(shù)傳單元[13、21]采用時(shí)分跳頻技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)；所述測量控制單元[1]的控制器[12]為DSP240單片機(jī)，程序存儲(chǔ)器采用2764芯片；輸入信號(hào)采用交流采樣[11]，三相電壓經(jīng)PT變換，三相電流經(jīng)CT變換，并在標(biāo)準(zhǔn)電阻上變?yōu)殡妷盒盘?hào)，再經(jīng)RC平滑濾波送到多路開關(guān)，經(jīng)增益放大送到DSP240單片機(jī)的A/D口；采樣頻率為每周期128點(diǎn)，由所述DSP240單片機(jī)的I/O輸出控制指令；所述投切和無功補(bǔ)償單元[2]的補(bǔ)償電容器組[22]按2∶1的比例分組，用兩組自動(dòng)開關(guān)[23]實(shí)現(xiàn)三級(jí)投切補(bǔ)償。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置，其特征是所述測量控制單元[1]還包括一個(gè)參數(shù)設(shè)定模塊[14]，以動(dòng)態(tài)跟蹤自動(dòng)設(shè)定和人工設(shè)定不同的無功功率、電壓、功率因數(shù)、時(shí)間等控制參數(shù)；一個(gè)統(tǒng)計(jì)模塊[15]，以統(tǒng)計(jì)總投運(yùn)時(shí)間、電容器組投入時(shí)間、電容器組投運(yùn)次數(shù)或投運(yùn)率等；一個(gè)顯示模塊[16]，以顯示運(yùn)行參數(shù)、工作狀態(tài)、保護(hù)狀態(tài)等；一個(gè)通訊模塊[17]，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)行數(shù)據(jù)抄錄和監(jiān)控。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置，其特征是它還包括一個(gè)或多個(gè)不參與動(dòng)態(tài)投切的固定無功補(bǔ)償單元[3]，所述固定無功補(bǔ)償單元[3]也帶有一個(gè)無線數(shù)傳單元[31]，所述測量控制單元[1]通過所述無線數(shù)傳單元[13、31]監(jiān)視所述固定無功補(bǔ)償單元[3]的運(yùn)行狀態(tài)。
5.一種電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，其特征是它使用如權(quán)利要求1、2、3或4所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置，所述測量控制單元[1]設(shè)置于配電線路首端，所述投切和無功補(bǔ)償單元[2]、所述固定無功補(bǔ)償單元[3]設(shè)置于配電線路中的一個(gè)或多個(gè)供電負(fù)荷中心。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，其特征是所述測量控制單元[1]按照預(yù)定的優(yōu)先順序，對(duì)所述多個(gè)投切和無功補(bǔ)償單元[2]進(jìn)行投切控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，其特征是所述測量控制單元[1]在控制所述多個(gè)投切和無功補(bǔ)償單元[2]投入時(shí)，優(yōu)先投入出現(xiàn)最大供電負(fù)荷量處的所述投切和無功補(bǔ)償單元[2]；在控制所述多個(gè)投切和無功補(bǔ)償單元[2]切除時(shí)，優(yōu)先切除出現(xiàn)最小供電負(fù)荷量處的所述投切和無功補(bǔ)償單元[2]。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，其特征是所述測量控制單元[1]儲(chǔ)存有各所述投切和無功補(bǔ)償單元[2]負(fù)荷電流和時(shí)間對(duì)應(yīng)的投切關(guān)系表及各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)負(fù)荷電流及無功功率上、下限范圍，所述測量控制單元[1]在監(jiān)測到電網(wǎng)線路數(shù)據(jù)后，與各所述投切和無功補(bǔ)償單元[2]負(fù)荷電流和時(shí)間對(duì)應(yīng)的投切關(guān)系表及各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)負(fù)荷電流及無功功率上、下限范圍進(jìn)行比較，決定是否向各所述投切和無功補(bǔ)償單元[2]發(fā)出投切指令。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)電網(wǎng)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置及方法。其技術(shù)方案是電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置包括一個(gè)測量控制單元[1]、一個(gè)或多個(gè)投切和無功補(bǔ)償單元[2]，它們均帶有一個(gè)無線數(shù)傳單元[13、21]，測量控制單元[1]設(shè)置于配電線路首端，投切和無功補(bǔ)償單元[2]設(shè)置于配電線路中的一個(gè)或多個(gè)供電負(fù)荷中心。本發(fā)明把無功補(bǔ)償裝置的測量控制單元與投切和無功補(bǔ)償單元長距離分開，根據(jù)電網(wǎng)線路全局的負(fù)荷情況決定補(bǔ)償策略，因而可以取得更佳的補(bǔ)償效果，同時(shí)避免發(fā)生投切振蕩和電壓過高危害，由于多個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)安裝無功補(bǔ)償單元只需配套一個(gè)測量控制單元，所以節(jié)約設(shè)備投資，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)H02J3/18GK1835324SQ20061005795
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者王南寧, 楊建超 申請(qǐng)人:王南寧, 楊建超