CN103401255B - 高低压配电网自动无功补偿系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高低压配电网自动无功补偿系统，包括：SVG模块，运行数据监测模块，温度检测模块，SVG控制模块，通信总线。所述运行数据监测模块实时将配电网的运行参数通过该通信总线传输给该SVG控制模块，该SVG控制模块根据传输过来的运行参数确定无功补偿量ΔP，并根据该ΔP控制SVG模块的投切单元将适量电容器投切到配电网中，以实现无功补偿；该温度检测模块实时将检测到SVG模块中各部件的实时温度值通过通信总线3传输给该SVG控制模块，该SVG控制模块将该各部件的实时温度值与设定值进行比较，如果发现某部件或某些部件的温度值高出设定值一定的阈值，则启动SVG模块中冷却单元对SVG模块的相关部件进行冷却，以保障无功补偿系统的安全运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种高低压配电网自动无功补偿系统。
背景技术
高低压配电系统中广泛存在的问题是供电可靠性、电能质量问题以及传输效率问题。其中的传输效率是指配电系统输送至用户的电能，与从输电网络中获得的电能的比值。输送效率与多种因素相关，其中一个重要问题就是无功补偿问题。交流电在通过实际负载时，由于其不可能是纯容性或纯感性的原因，使得有相当部分电能不做功而被消耗，成为无功功率，因此需要对线路中的无功功率进行补偿，这便是无功补偿需要完成的任务。
目前的无功补偿设备主要有同步调相机、开关投切固定电容、静止无功发生器（SVG）和智能无功补偿检测装置这四类。其中，同步调相机的响应速度慢，噪音大，损耗大，技术陈旧，属于淘汰技术；开关投切固定电容的响应补偿方式慢，连续可控能力差；SVG目前虽然有技术上的局限性，属于少数示范工程阶段，但SVG是一种更为先进的新型静止型无功补偿装置，是灵活柔性交流输电系统（FACTS）技术和定制电力（CP）技术的重要组成部分，代表了现代无功功率补偿装置的发展方向。
在现有技术中，在国内外区域电网中，都有智能无功优化与控制系统在应。但是10kV及以下配电网的无功补偿发展相对落后，不仅由于配电网具有负荷随季节波动较大，供电半径较长，线路末端电压较低等特点，而且配电网无功补偿的分析方法与补偿方式的也具有其特殊性。SVC型补偿装置采用功率因数进行比较和投切，均为围绕安装点的参数进行控制，无法考虑整个配电线路的状况最优控制。
此外，由于SVG设备的外壳是封闭结构，设备内部热量的散发非常困难，势必造成电容器、无功补偿控制器等电气元件在高温环境下工作，如果设备长期在高温下运行，将严重缩短电气元件的使用寿命，影响设备的安全运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高低压配电网自动无功补偿系统，该无功补偿系统，可以实时的监测高低压配电网的运行状态，自动、精准地为配电网提供无功补偿，并保证安全可靠地运行。
为了实现上述目的，本发明提供的一种高低压配电网自动无功补偿系统，包括：
SVG模块，用于为配电网提供无功功率补偿，其包括电容器组、电容器组投切单元以及冷却单元；
运行数据监测模块，用于实时监测配电网的运行参数，该运行参数包括电压、电流及频率；
温度检测模块，用于实时检测SVG模块中各部件的温度值；
SVG控制模块，用于控制SVG模块对配电网进行无功补偿；
通信总线，用于为无功补偿系统中的各个模块提供实时通信；
其特征在于：
所述运行数据监测模块实时将配电网的运行参数通过该通信总线传输给该SVG控制模块，该SVG控制模块根据传输过来的运行参数确定无功补偿量ΔP，并根据该ΔP控制SVG模块的投切单元将适量电容器投切到配电网中，以实现无功补偿；
该温度检测模块实时将检测到SVG模块中各部件的实时温度值通过通信总线传输给该SVG控制模块，该SVG控制模块将该各部件的实时温度值与设定值进行比较，如果发现某部件或某些部件的温度值高出设定值一定的阈值，则启动SVG模块中冷却单元对SVG模块的相关部件进行冷却，以保障无功补偿系统的安全运行。
为实现上述目的，进一步地，所述冷却单元由风冷设备组成。
为实现上述目的，进一步地，所述SVG控制模块包括可控硅驱动单元，用于驱动上述可控硅构成的晶体管投切单元。
为实现上述目的，进一步的，所述温度检测模块包括红外温度检测设备。
为实现上述目的，进一步的，如果启动冷却装置后，依然检测到某部件或某些部件的温度值高出设定值一定的阈值，则由SVG控制模块中断该部件的运行。
为实现上述目的，进一步的，运行数据监测模块包括分布于多点的检测单元，用于检测配电网的多点的运行参数，以更全面准确的反映配电网的运行状态。
本发明提供的无功补偿系统，将传统的单一电容器组分成四个不同电容等级电容器组，以实现大范围、多级无功功率补偿，并且极大的提高了静态无功补偿的精度；将传统的单点运行参数检测扩展为多点运行参数检测，提高了检测的精度，进而提高了无功补偿的控制精度；此外，实时检测SVG各部件的温度值，以便及时冷却温度过高部件或中断温度过高部件的运行，从而保证了整个系统的运行安全，延长了整个系统的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的高低压配电网自动无功补偿系统与配电网的连接示意图；
图2为本发明的高低压配电网自动无功补偿系统的结构框图；
图3示出了图2中系统中的SVG模块的具体组成。
具体实施方式
参见图1，本发明的高低压配电网自动无功补偿系统100是用于高低压配电网络中的无功补偿系统，在典型的高低压配电网中，包括高压配电线300，高低压配电变压器400，低压配电线200，其中高压配电线300位于高低压配电变压器400的高压侧，低压配电线300位于高低压配电变压器400的低压侧，低压配电线200上连接有多个负载1-n，典型地这些负载为阻性负载和感性负载。本发明的自动无功补偿装置100的作用是，用于补偿感性负载所消耗的无功功率，提高功率因素，并维持配电网络的电压稳定。
参见图2-3，本发明的高低压配电网自动无功补偿系统包括：SVG模块2，用于为配电网提供无功功率补偿，其包括：电容器组21、23、25、27，电容器组投切单元22、24、26、28以及冷却单元29；运行数据监测模块5，用于实时监测配电网的运行参数，该运行参数包括低压配电线路上的电压、电流及频率；温度检测模块4，用于实时检测SVG模块2中各部件的温度值；SVG控制模块1，用于控制SVG模块2对配电网进行无功补偿；通信总线3，用于为无功补偿系统中的各个模块提供实时通信。
所述运行数据监测模块4实时将配电网的运行参数，如低压配电线路的电压、电流和频率等，通过该通信总线3传输给该SVG控制模块2，该SVG控制2模块根据传输过来的运行参数确定无功补偿量ΔP，并根据该ΔP控制SVG模块2的投切单元将适量电容器投切到配电网中，以实现无功补偿。其中ΔP的计算方法可以采用现有的任何无功功率计算方法得到，典型地可以利用电压幅值、电流幅值和电压电流相位差来计算无功补偿量ΔP。
该温度检测模块4实时将检测到SVG模块1中各部件的实时温度值通过通信总线3传输给该SVG控制模块1，该SVG控制模块1将该各部件的实时温度值与设定值进行比较，如果发现某部件或某些部件的温度值高出设定值一定的阈值，则启动SVG模块1中冷却单元29对SVG模块2的相关部件进行冷却，以保障无功补偿系统的安全运行。典型地，所述冷却单元29由风冷设备组成，比如由风扇组和通风管道组成，使得通风口遍及SVG模块的所有部件。在风道设计是，可以将通风口设定成可由SVG控制模块控制打开和闭合。这样可以有针对性的对某些过热部件进行冷却，提高冷却效率并减少能耗。如果启动冷却装置后，依然检测到某部件或某些部件的温度值高出设定值一定的阈值，则由SVG控制模块中断该部件的运行。比如在第一电容器组21和第二电容器组23一通运行时，检测到第二电容器组23的温度值高于设定的温度值，则由SVG控制模块1启动冷却单元29，例如启动风扇组，并打开第二电容器组23的通风口，对第二电容器组23进行冷却，如果经过一段时间后，第二电容器组23的温度依然高于设定值，则由SVG控制模块1发出控制信号，中断第二电容器组23的运行。
为获得较大的无功补偿范围以及较好的补偿精度，将所述SVG模块2的电容器组设置成包括第一电力电容器组21、第二电力电容器组23、第三电力电容器组25及第四电力电容器组27，该第一至第四电容器组，分别具有10000μf、1000μf、100μf，10μf的电容等级，该第一至第四电容器组分别由第一至第四电容器组投切单元22、24、26、28进行投切，以使得该SVG模块具有较大的无功功率补偿范围。
所述第一至第四电容器组投切单元22、24、26、28均为可控硅构成的晶体管投切单元，这样可以极大的提高电容器的投切速度。所述SVG控制模块包括可控硅驱动单元，用于驱动上述可控硅构成的晶体管投切单元。该驱动单元可以采用现有技术中的任意合适的驱动电路来实现。
所述温度检测模块5可包括多个红外温度检测设备，用于实时检测SVG模块中的各个部件的温度值，该各个部件包括第一至第四电容器组、第一至第四投切单元。
运行数据监测模块5包括分布于多点的检测单元，用于检测配电网的多点的运行参数，以更全面准确的反映配电网的运行状态。比如，可以在低压配电线路200的多个负载1-n的节点处设置多个检测单元，以更精确地测定低压配电线路200的运行参数，从而获得更加准确的无功补偿量ΔP。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种高低压配电网自动无功补偿系统，包括：
SVG模块，用于为配电网提供无功功率补偿，其包括电容器组、电容器组投切单元以及冷却单元；
运行数据监测模块，用于实时监测配电网的运行参数，该运行参数包括电压、电流及频率；
温度检测模块，用于实时检测SVG模块中的各部件的温度值；
SVG控制模块，用于控制SVG模块对配电网进行无功补偿；
通信总线，用于为无功补偿系统中的各个模块提供实时通信；
其特征在于：
所述运行数据监测模块实时将配电网的运行参数通过该通信总线传输给该SVG控制模块，该SVG控制模块根据传输过来的运行参数确定无功补偿量ΔP，并根据该ΔP控制SVG模块的投切单元将适量电容器投切到配电网中，以实现无功补偿，所述运行数据监测模块包括分布于多点的检测单元，用于检测配电网的多点的运行参数，以更全面准确的反映配电网的运行状态；
该温度检测模块实时将检测到SVG模块中各部件的实时温度值通过通信总线传输给该SVG控制模块，该SVG控制模块将该各部件的实时温度值与设定值进行比较，如果发现某部件或某些部件的温度值高出设定值一定的阈值，则启动SVG模块中冷却单元对SVG模块的相关部件进行冷却，以保障无功补偿系统的安全运行，如果启动冷却装置后，依然检测到某部件或某些部件的温度值高出设定值一定的阈值，则由SVG控制模块中断该部件的运行；
所述冷却单元由风冷设备组成；
所述SVG控制模块包括可控硅驱动单元，用于驱动上述可控硅构成的晶体管投切单元；
所述温度检测模块包括红外温度检测设备；
所述SVG模块的电容器组包括第一电力电容器组、第二电力电容器组、第三电力电容器组及第四电力电容器组，该第一至第四电容器组，分别具有10000μf、1000μf、100μf，10μf的电容等级，该第一至第四电容器组分别由第一至第四电容器组投切单元进行投切，以使得该SVG模块具有较大的无功功率补偿范围。
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