CN102664400A - 一种电能质量的监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电能质量的监控方法，涉及在线负荷调相、有载调容、无功补偿、有载调压四项功能，判断与执行先后顺序严格按照在线负荷调相——有载调容——无功补偿——有载调压。本发明通过对配电变压器各运行参数和状态信息的实时监测与采集，综合判断电能质量问题原因，实现自动控制配变三相负荷尽可能平衡、降低配变空载损耗、提升功率因数、改善电压质量，使配电台区始终保持在经济运行状态，从而实现了广义的对电能质量的监控，并且改善了供电质量。

Description

一种电能质量的监控方法
技术领域
本发明涉及电能质量领域，具体涉及一种电能质量的监控方法。
背景技术
随着大功率家用电器普及应用，各地区用电量逐年增长，因此对电能质量提出了更高的要求。在以农业生产和居民生活用电为主的农村地区，用电负荷的季节性特征突出，主要集中在夏秋农忙季节，以及春节期间大量打工者返乡，农村抗旱、排涝、农产品加工以及春节大功率电器集中使用用电大约占到全年用电量的80％以上。由于农村非线性负荷比重增加，无功负荷需求加大，农村配电台区自然功率因数偏低；日负荷和季节性负荷波动较大，高峰负荷时段功率损耗和电压损耗大，供电电压偏低；低谷负荷期功率损耗和电压损耗小，电压偏高；另外由于农村配电台区主要是单相负荷，用户用电的随机性较强，三相负荷不平衡现象普遍。为了应对用电负荷的两级分布，部分农村配电台区选用子母变压器、姊妹变压器或额定容量接近3:1的调容变压器，根据负荷情况，投运不同容量的变压器；目前农村配电台区选择100kVA及以上容量配电变压器安装无功补偿来提高配变功率因数，对无载调压配电变压器进行季节性分接头调整，实现调压。配电台区三相负荷不平衡治理目前主要依靠管理手段，通过加强低压单相用户报装容量的台账管理，尽可能实现装接负荷均衡分配于各相，但实时性和准确性不足。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种电能质量的监控方法，对电能质量综合控制，解决农村配电台区配变空载损耗大、自动无功补偿、自动调压和三相负荷不平衡等问题，提升农村低压配电网经济运行水平，提高管理效率，改善农村供电质量。
本发明提供的一种电能质量的监控方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：
(1)采集配电台区运行参数和状态信息；
(2)读取配电变压器三相负荷不平衡度数据；
(3)判断三相负荷不平衡度，并确定是否需要负荷调相；
(4)读取配电变压器三相负荷数据及变压器容量档位状态；
(5)判断是否需要调容；
(6)读取配电变压器功率因数数据和无功投切开关状态；
(7)判断是否需要补偿无功功率；
(8)读取配电变压器电压数据和分接头档位状态；
(9)判断电压是否越限，并确定是否需要有载调压。
其中，步骤(5)需要进行调容时，进行有载调容步骤；所述有载调容步骤包括：
判断配电变压器容量档位是否可调，是则进入有载调容单元进行调容后返回步骤(1)，否则进入异常报警单元进行报警后返回步骤(1)。
其中，步骤(7)功率因数小于设定值II时，进行补偿无功功率；所述补偿无功功率包括：
判断是否存在无功投切余度，是则进入无功补偿单元进行无功补偿后返回步骤(1)，否则进入异常报警单元进行报警后返回步骤(1)。
其中，步骤(9)判断出电压越限后，进行有载调压步骤；所述有载调压步骤包括：
判断配电变压器分接头档位是否可调，是则进入有载调压单元进行调压后返回步骤(1)，否则进入异常报警单元进行报警后返回步骤(1)。
其中，当三相负荷不平衡度大于设定值I时，进入负荷调相单元，进行在线负荷调相，完成在线负荷调相后，返回步骤(1)。
其中，所述设定值I是根据行业标准SD 292《架空配电线路及设备运行规程》的负荷管理对变压器三相负荷不平衡度要求而设定，其设定值为15％。
其中，所述设定值II是根据国网企业标准Q/GDW_435《农村电网无功优化补偿技术导则》中规定设置，设定值为0.9。
其中，所述采集配电台区运行参数和状态信息包括：三相电压运行参数、三相电流运行参数、功率因数运行参数、电压谐波总畸变率运行参数、电流谐波总畸变率运行参数、三相不平衡度运行参数、调容开关档位状态信息、变压器分接头档位状态信息、无功补偿开关投切状态信息。
与现有技术比，本发明的有益效果为：
本发明通过对配变各运行参数和状态信息的实时监测与采集，综合判断电能质量问题原因，实现自动控制配变三相负荷尽可能平衡、降低配变空载损耗、提升功率因数、改善电压质量，使配电台区始终保持在经济运行状态，从而实现了广义的对电能质量的监控。
本发明可以综合解决农村配电台区配变空载损耗大、自动无功补偿、自动调压和三相负荷不平衡等问题，提升农村低压配电网经济运行水平，提高管理效率，改善农村供电质量。
本发明提供对配变各运行参数和状态信息的实时监测与存储，并综合判断电能质量存在问题，依据问题原因形成控制策略，分别实现在线负荷调相、有载调容、、无功补偿、有载调压等功能，当控制执行其中一个功能模块时，其他功能模块自行处于闭锁状态，保证有序执行控制策略和控制操作。
附图说明
图1为本发明提供的电能质量监控功能实现框图。
图2为本发明提供的电能质量监控流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本实施例要实现对电能质量的监控功能如图1所示。如图1所示，主要由配电台区数据信息检测、配电台区数据信息存储、电能质量综合智能判断以及自动控制输出等功能模块组成。配电台区数据信息检测功能模块主要实现对配电台区A、B、C三相电压、电流、功率因数、电压谐波总畸变率、电流谐波总畸变率和三相不平衡度等运行参数以及调容开关档位、变压器分接头档位、无功补偿开关投切等状态信息和异常报警信息的检测与采集；配电台区数据信息存储功能模块主要实现对配电台区检测的数据信息进行保存；电能质量综合智能判断功能模块主要通过对检测数据信息的判断分析，实时形成控制策略；自动控制输出功能模块接受电能质量综合智能判断功能模块的控制命令，按要求具体执行在线负荷调相、有载调容、无功补偿和有载调压等操作。
图2为电能质量监控流程图。本发明所涉及的在线负荷调相、有载调容、无功补偿、有载调压四项功能，判断与执行先后顺序严格按照在线负荷调相——有载调容——无功补偿——有载调压。如图2所示，首先对配电台区运行参数与状态参数进行采集，读取配变三相负荷不平衡度数据，判断配变三相负荷不平衡度是否大于设定值I，设定值I是根据行业标准SD 292《架空配电线路及设备运行规程》中的负荷管理对变压器三相负荷不平衡度要求而设定，其设定值为15％，如果大于15％，则自动执行在线调相单元，执行完成后继续采集读取配电台区运行参数与状态参数。如果配变三相负荷不平衡度符合要求，则读取配变的负荷数据和变压器容量档位状态，根据负荷情况判断是否需要调节容量档位，如需要调档，则根据目前所处的容量档位判断是否存在可调档位，如果存在可调档位，则自动执行有载调容单元；如不存在可调档位，则进行异常报警；执行完成后继续采集读取配电台区运行参数与状态参数。如果容量档位不需要调节，则读取配变功率因数数据和无功投切开关状态，判断功率因数是否小于设定值II，设定值II是根据所述设定值II是根据国网企业标准Q/GDW_435《农村电网无功优化补偿技术导则》中，100kVA及以上10kV公用配电变压器低压侧功率因数应不低于0.9，其他公用配电变压器低压侧功率因数宜达到0.9，如果小于0.9，则判断无功是否存在投切余度，如果存在投切余度，则自动执行无功补偿单元；如果不存在投切余度，则进行异常报警；执行完成后继续采集读取配电台区运行参数与状态参数。如果功率因数不小于0.9，则读取配变电压数据和分接头档位状态，判断电压是否越限，如果越限，则判断是否存在可调档位，如存在可调档位，则自动执行有载调压单元；如不存在可调档位，则进行异常报警；执行完成后继续采集读取配电台区运行参数与状态参数。依次循环判断控制，实现对配电台区电能质量实时监控，保证对电能质量治理的及时性和准确性，提升配变经济运行水平，有效提高对用户的供电可靠性。
本发明主要结合目前农村配电台区电能质量难以掌控的问题现状，集成应用在线负荷调相、有载调容、无功补偿、有载调压等各项技术，通过对配变各运行参数和状态信息的实时监测与采集，综合判断电能质量问题原因，实现自动控制配变三相负荷尽可能平衡、降低配变空载损耗、提升功率因数、改善电压质量，使配电台区始终保持在经济运行状态，从而实现了一种广义电能质量监控方法。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种电能质量的监控方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)采集配电台区运行参数和状态信息；
(2)读取配电变压器三相负荷不平衡度数据；
(3)判断三相负荷不平衡度，并确定是否需要负荷调相；
(4)读取配电变压器三相负荷数据及变压器容量档位状态；
(5)判断是否需要调容；
(6)读取配电变压器功率因数数据和无功投切开关状态；
(7)判断是否需要补偿无功功率；
(8)读取配电变压器电压数据和分接头档位状态；
(9)判断电压是否越限，并确定是否需要有载调压。
2.如权利要求1所述的监控方法，其特征在于，步骤(5)需要进行调容时，进行有载调容步骤；所述有载调容步骤包括：
判断配电变压器容量档位是否可调，是则进入有载调容单元进行调容后返回步骤(1)，否则进入异常报警单元进行报警后返回步骤(1)。
3.如权利要求1所述的监控方法，其特征在于，步骤(7)功率因数小于设定值II时，进行补偿无功功率；所述补偿无功功率包括：
判断是否存在无功投切余度，是则进入无功补偿单元进行无功补偿后返回步骤(1)，否则进入异常报警单元进行报警后返回步骤(1)。
4.如权利要求1所述的监控方法，其特征在于，步骤(9)判断出电压越限后，进行有载调压步骤；所述有载调压步骤包括：
判断配电变压器分接头档位是否可调，是则进入有载调压单元进行调压后返回步骤(1)，否则进入异常报警单元进行报警后返回步骤(1)。
5.如权利要求1所述的监控方法，其特征在于，当三相负荷不平衡度大于设定值I时，进入负荷调相单元，进行在线负荷调相，完成在线负荷调相后，返回步骤(1)。
6.如权利要求5所述的监控方法，其特征在于，所述设定值I是根据行业标准SD 292《架空配电线路及设备运行规程》的负荷管理对变压器三相负荷不平衡度要求而设定，其设定值为15％。
7.如权利要求3所述的监控方法，其特征在于，所述设定值II是根据国网企业标准Q/GDW_435《农村电网无功优化补偿技术导则》中规定设置，设定值为0.9。
8.如权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述采集配电台区运行参数和状态信息包括：三相电压运行参数、三相电流运行参数、功率因数运行参数、电压谐波总畸变率运行参数、电流谐波总畸变率运行参数、三相不平衡度运行参数、调容开关档位状态信息、变压器分接头档位状态信息、无功补偿开关投切状态信息。
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