CN103414200A

CN103414200A - 高低压配电网自动无功补偿系统监测及控制方法

Info

Publication number: CN103414200A
Application number: CN2013103591047A
Authority: CN
Inventors: 张德胜
Original assignee: SICHUAN JIUCHENG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SICHUAN CHENLONG SPACFLIGHT ELECTRICAL EQUIPMENT CO., LTD.
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2033-08-16
Also published as: CN103414200B

Abstract

本发明涉及一种高低压配电网自动无功补偿系统监测及控制方法，该方法包括如下步骤：（1）使用电网运行数据监测模块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，根据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；（2）在开始无功补偿后，同时执行如下步骤：（21）实时检测SVG模块中各部件的实时温度值，并通过该通信总线传输给该SVG控制模块；（22）实时检测处于运行状态的电容器组的端电压值、电流值，并将该电压值和电流值通过该总线发送给该SVG控制模块；（23）实时检测该投切开关的通断情况，并将该通断情况通过总线发送给该SVG控制模块。

Description

高低压配电网自动无功补偿系统监测及控制方法

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监测及控制方法。

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。配电网无功功率补偿是改善电压质量和降损节能的有效手段之一。配电网无功规划的任务就是在已确定的网架基础上，根据配电网中无功负荷的分布情况，确定进行无功补偿的方式，选择合适的无功补偿装置，合理地确定无功补偿点位置、无功补偿容量和组数等相关信息，保证配电网能安全、优质、经济地向用户供电。

SVG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。SVG无功补偿系统缺少对配电网以及电容器运行状态的实时监测，导致系统的运行效率以及安全性能不高。目前的SVG自动补偿方式均针对采样点数据进行计算，因为控制器之间缺乏交流，采用的算法落后，控制器不能综合全网运行情况是无功潮流的分布趋于最合理，经济效益达到最佳。

采用合理方式对用电设备进行无功功率的补偿有以下效果：向电力系统提供或从系统中吸收无功功率，稳定受电端及电网的电压；改善输电系统的稳定性，提高输电能力；提高发电机的有功输出能力；降低各种设备发热，提高设备利用率等。

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监测及控制方法，该方法可以实时的监测高低压配电网的运行状态以及SVG装置的运行状态，并能够智能地精准地为配电网提供无功补偿，并保证无功补偿系统高效、可靠地运行。

为了实现上述目的，本发明提供一种高低压配电网自动无功补偿系统监测及控制方法，其中该自动无功补偿系统具有SVG模块、用于控制该SVG模块的SVG控制模块、通信总线和监测装置，其中该监测装置包括电网运行数据监测模块和SVG模块运行数据监测模块，该方法包括如下步骤：

（1）使用电网运行数据监测模块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；

将该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；

（2）在开始无功补偿后，同时执行如下步骤：

（21）使用SVG模块运行数据监测模块的温度检测单元实时检测SVG模块中各部件的实时温度值，并通过该通信总线传输给该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；

（22）使用SVG模块运行数据监测模块的投切电容器组运行参数监测单元，实时检测处于运行状态的电容器组的端电压值、电流值，并将该电压值和电流值通过该总线发送给该SVG控制模块，用于判断电容器组是否运行在正常工作区间内，如果某电容器组处于非正常工作区间，则切断该电容器组；

（23）使用SVG模块运行数据监测模块的电容器组投切开关监测单元，实时检测该投切开关的通断情况，并将该通断情况通过总线发送给该SVG控制模块，用于判断投切开关是否按照SVG控制模块发出的投切信号在正常工作，如果某投切开关处于非正常工作状态，则由SVG控制模块停止向该投切开关发出开关驱动信号。

为实现上述目的，进一步的，在上述步骤（1）中，利用多个节点电压幅值、电流幅值和电压电流相位差来计算来计算多个节点的多个无功补偿量，根据该多个无功补偿量来确定所述ΔP。

为实现上述目的，进一步地，所述步骤（22）中，判断的方式可以是：将检测到的端电压值和电流值与设定值进行比较，若差值超过一定阈值，则判断该电容器组处于非正常工作状态。

本发明提供的自动无功补偿系统的监测和控制方法，将传统的单点配电网运行参数检测扩展为多点运行参数检测，进而提高了对配电网实时运行参数监测精度和全面性，有利于提高无功补偿的精度和效率；此外，通过实时检测SVG各部件的温度、投切电容器的运行参数以及投切开关的运行参数，并根据检测值采取相应的措施，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示意图；

图3为本发明的高低压配电网自动无功补偿系统的局部细节结构框图；

图4为本发明方法的流程框图。

具体实施方式

参见图1，高低压配电网自动无功补偿系统监测及控制方法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2-3，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；监测装置4，用于实时监测配电网以及SVG模块2的运行参数；通信总线3，用于无功补偿系统的内部数据通信。

监测装置4包括：电网运行数据监测模块41，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；SVG模块运行数据监测模块42，用于实时检测SVG模块2中各部件的运行参数，所述SVG模块运行数据监测模块42包括温度检测单元、投切电容器组运行参数监测单元和电容器组投切开关监测单元。

该电网运行数据监测模块41实时将配电网的运行参数通过该通信总线3传输给该SVG控制模块1，该SVG控制模块1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SVG模块运行数据监测模块42的温度检测单元实时将检测到SVG模块2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2中冷却单元29对SVG模块1的相关部件进行冷却，以保障无功补偿系统的安全运行。所述温度检测单元包括红外温度检测设备。

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。

该SVG模块运行数据监测模块42的投切电容器组运行参数监测单元具有四个监测子单元，分别用于实时检测处于运行状态的第一电容器组21、第二电容器组23、第三电容器组25和第四电容器组27的端电压值、电流值，并将该电压值和电流值通过该通信总线3发送给该SVG控制模块1，用于判断电容器组是否运行在正常工作区间内。判断的方式可以是：将检测到的端电压值和电流值和设定值进行比较，若差值超过一定阈值，则判断该电容器组处于非正常工作状态。其中该第一电力电容器组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SVG模块运行数据监测模块42的电容器组投切开关监测单元具有四个监测子单元，分别用于实时检测该第一电容器组投切开关22、第二电容器组投切开关24、第三电容器组投切开关26和第四电容器组投切开关28的通断情况，并将该通断情况通过总线发送给该SVG控制模块1，用于判断投切开关是否按照SVG控制模块发出的投切信号在正常工作。所述电容器组投切开关监测单元具有可控硅驱动电压和电流检测子单元，用于检测由可控硅构成的晶体管投切单元的驱动是否正常。判断的方式可以是：将检测到的可控硅驱动电压值和电流值和设定值进行比较，若差值超过一定阈值，则判断该电容器组投切开关处于非正常工作状态。

该运行数据监测模块41包括多点检测单元，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，其中该多点检测单元至少包括分布于配电线路的首端负载1和末端负载n节点处的检测单元。该多点检测单元可以包括电压检测设备、电流检测设备和相位检测设备。

结合图1-4，本发明的具体监测及控制方法为：

S1：使用电网运行数据监测模块41实时监测配电线路200的运行参数，该运行参数包括电压、电流及频率；

将该配电线路200的运行参数通过该通信总线传输给该SVG控制模块1，该SVG控制1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。运行数据监测模块使用多个检测单元，用于检测配电网的多个节点的运行参数，以更全面准确的反映配电网的运行状态，其中该多个检测单元至少包括分布于配电线路的首端负载1和末端负载n节点处的检测单元。

利用多个节点电压幅值、电流幅值和电压电流相位差来计算来计算多个节点的多个无功补偿量，根据该多个无功补偿量来确定所述ΔP。

S2：在开始无功补偿后，同时执行如下步骤：

S21：使用SVG模块运行数据监测模块42的温度检测单元实时检测SVG模块2中各部件的实时温度值，并通过该通信总线传输给该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中的冷却单元29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。

S22：使用SVG模块运行数据监测模块42的投切电容器组运行参数监测单元，实时检测处于运行状态的电容器组的端电压值、电流值，并将该电压值和电流值通过该总线发送给该SVG控制模块1，用于判断电容器组21、23、25、27是否运行在正常工作区间内，如果某电容器组处于非正常工作区间，则切断该电容器组。判断的方式可以是：将检测到的端电压值和电流值与设定值进行比较，若差值超过一定阈值，则判断该电容器组处于非正常工作状态。

S23：使用SVG模块运行数据监测模块42的电容器组投切开关监测单元，实时检测该投切开关的通断情况，并将该通断情况通过总线发送给该SVG控制模块1，用于判断投切开关是否按照SVG控制模块1发出的投切信号在正常工作，如果某投切开关处于非正常工作状态，则由SVG控制模块1停止向该投切开关发出开关驱动信号。通过检测电容器组投切开关22、24、26、28的可控硅驱动电压和电流，来判断投切单元的驱动是否正常，判断的方式可以是：将检测到的驱动电压值和电流值与设定值进行比较，若差值超过一定阈值，则判断该电容器组处于非正常工作状态。

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

1.一种高低压配电网自动无功补偿系统监测及控制方法，其中该自动无功补偿系统具有SVG模块、用于控制该SVG模块的SVG控制模块、通信总线和监测装置，其中该监测装置包括电网运行数据监测模块和SVG模块运行数据监测模块，该方法包括如下步骤：

（2）在开始无功补偿后，同时执行如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在上述步骤（1）中，利用多个节点电压幅值、电流幅值和电压电流相位差来计算来计算多个节点的多个无功补偿量，根据该多个无功补偿量来确定所述ΔP。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤（22）中，判断的方式可以是：将检测到的端电压值和电流值与设定值进行比较，若差值超过一定阈值，则判断该电容器组处于非正常工作状态。