CN103972902A - 低压配网的无功补偿控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压配网的无功补偿控制方法和装置，所述方法包括：采集低压配网的实时电压、实时无功数据；获取所述低压配网的九区图；获取电容器投切配置表；将采集到的所述实时电压、实时无功数据分别和所述九区图中的电压上/下限值、无功上/下限值比较，确定当前系统运行点在所述九区图中对应的运行点坐标；匹配所述运行点坐标与所述电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的投切控制方法并执行。本发明通过增加防震荡区来防止无功补偿装置中电容器的投切震荡，减少无功补偿装置投入和切除电容的频繁切换，使无功补偿装置工作在正常状态下，延长其使用寿命降。

Description

低压配网的无功补偿控制方法及装置

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种低压配网的无功补偿控制方法及装置。

背景技术

现有配电系统中，低压配网（指400V网络）由于电压等级低，其损耗要远高于其他电压等级，而解决损耗问题最有效的办法就是进行无功补偿。目前在我国低压配网中使用电容器补偿方式进行无功补偿是应用最为广泛的方法。具体而言，电容器补偿是指控制电容器投入和切除（简称投切）来实现对配电网的无功补偿。目前，对于电容器投切的控制策略主要有基于电压控制和无功功率控制等。电压控制是以电压作为控制目标的控制方法，多用于集中负荷点的电压调整；无功功率控制是指以无功功率作为电容器投切判据的控制方法。

目前，实现对配电网的电压无功功率控制主要通过配电网中的变电站来实现。现有技术对变电站的电压无功功率控制采用的是九区图（如图1所示）控制方法，其控制策略是:首先，按照固定的电压和无功功率上下限将电压—无功平面划分为“井”字形的9个区域形成九区图；然后，结合自动电压控制（Automatic voltage control，AVC）系统实现对变电站的电压无功功率控制，该过程具体包括：由AVC系统采集实时电压、实时无功数据；将采集到的所述实时电压、实时无功数据分别和所述九区图的电压限值、无功限值比较，确定当前系统运行点在所述九区图中对应的坐标位置；根据所述坐标位置确定对应的控制方法，并依据该控制方法选择通过无功补偿装置或通过调节变压器档位对变电站做电压无功功率控制。

其中，无功补偿装置包括静态补偿装置和/或动态补偿装置等，使用无功补偿装置对变电站做电压和无功功率控制，具体而言，就是通过投切无功补偿装置中的电容器增加或减少变电站的电压和/或无功功率。

申请人在实施本发明时发现上述现有技术至少存在以下技术问题：

当基于上述现有技术利用九区图对变电站进行电压无功功率控制时，若AVC系统运行点处于应投入电容区域（1、2、3、8区）和应切除电容区域（4、5、6、7区）的边界处（例如4区和3区的边界处、7区和8区的边界处）附近且投切电容器造成的电压或无功改变量过大时，由于九区图中区与区之间的边界只是一条直线，所以容易出现：按照九区图对应的控制策略要求无功补偿装置投入电容器，而投入后出现过补偿又再次要求电容器切除的投切震荡现象；或按照九区图对应的控制策略要求无功补偿装置切除电容器，而切除后出现欠补偿又再次要求电容器投入的投切震荡现象，造成无功补偿装置投入和切除电容的频繁切换，降低无功补偿装置的运行能力，使无功补偿装置使用寿命降低。

例如，AVC系统按照九区图对应的控制策略要求无功补偿装置投入电容器，而投入后出现过补偿又再次要求电容器切除。参见图2所示，当AVC系统运行到A点位置（位于ΔU小区，ΔU为投入一组电容器所引起电压的最小变化量），该A点位置对应九区图的4区。根据4区对应的控制方案，无功补偿装置将投入一组电容器进行无功补偿；投入电容后，电压升高，而ΔU为投入一组电容器所引起电压的最小变化量，投入电容器后可能出现过补偿使AVC系统运行点进入3区；再根据3区的控制方案，下调分接头降压，若降压后电压没有回到正常状态，切除电容器，而切除电容器可能使运行点又回到ΔU小区，如此反复，从而产生无功补偿装置的投入和切除电容器的震荡动作，造成投切震荡。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种低压配网的无功补偿控制方法，所述方法包括：

采集低压配网的实时电压、实时无功数据；

获取所述低压配网的九区图；

获取电容器投切配置表；

将采集到的所述实时电压、实时无功数据分别和所述九区图中的电压上/下限值、无功上/下限值比较，确定当前系统运行点在所述九区图中对应的运行点坐标；

匹配所述运行点坐标与所述电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的投切控制方法并执行；

其中，所述九区图包括1、2、3、4、5、6、7、8、9区共九个控制区；所述九个控制区由电压上限（U_max）、电压下限（U_min）、标称电压（U_N）、无功上限（Q_max）和无功下限（Q_min）划分；所述电压上限（U_max）、标称电压（U_N）和电压下限（U_min）依次沿横轴平行分布；所述无功下限（Q_min）和无功上限（Q_max）依次沿纵轴平行分布；所述1区、2区、3区位于所述九区图的上部并且从左至右依次排列；所述4区、9区、5区位于所述九区图的中部并从左至右依次排列；所述6区、7区、8区位于所述9区图的底部并从左至右依次排列；所述9区位于所述2区和3区的下侧，以及6区和7区的上侧；

所述3区与5区之间设置有防震荡区(S₁)和/或所述4区与6区之间设置有防震荡区（S₂），所述9区包括所述防震荡区（S₁，S₂）。

优选地，所述九区图中的无功上限（Q_max）和无功下限（Q_min）将所述电压上限（U_max）按水平正方向依次分为三个区间（L1、L2、L3）；所述无功上限（Q_max）和无功下限（Q_min）将所述电压下限U_min按水平正方向依次分为三个区间（L4、L5、L6）；所述无功上限（Q_max）和无功下限（Q_min）将所述标称电压（U_N）按水平正方向依次分为三个区间（L7、L8、L9）；所述电压上限（U_max）、电压下限（U_min）和标称电压U_N将所述无功上限（Q_max）按垂直正方向依次分为四个区间（L10、区间L11、L12、L13）；所述电压上限（U_max）、电压下限（U_min）和标称电压（U_N）将所述无功下限（Q_min）按垂直正方向依次分为四个区间（L14、L15、L16、L17）；

所述区间L1和所述区间L17组成1区；

所述区间L17、区间L2和所述区间L13组成2区；

所述区间L13、区间L3组成3区；

所述区间L1、区间L16和区间L7组成4区；

所述区间L9、区间L11和所述区间L6组成5区；

所述区间L4和所述区间L14组成6区；

所述区间L5、区间L14和所述区间L10组成7区；

所述区间L10和所述区间L6组成8区；所述九区图中除1、2、3、4、5、6、7和8区之外的部分为9区；所述区间L3、区间L9、区间L12组成防震荡区（S₁）；所述区间L4、区间L7、区间L15组成防震荡区（S₂）。

优选地，所述九区图中的所述标称电压（U_N）与所述电压上限（U_max）的距离为D1；所述标称电压U_N与所述电压下限（U_min）的距离为D2；所述无功上限（Q_max）和所述无功下限（Q_min）的距离为D3；所述D1为所述防震荡区（S₁）的纵向距离；所述D2为所述防震荡区（S₂）的纵向距离；所述D3为所述2区的横向距离；

所述D1=K_U1×△U_max，D2=K_U2×△U_max，D3=K_Q×△Q_max，其中K_U1、K_U2、K_Q为防震荡系数，所述防震荡系数的值大于1.2；所述△U_max为投切最小单位电容器所引起的最大电压变化量；所述△Q_max为投切最小单位电容器所引起的最大无功变化量。

优选地，所述电容器投切配置表中还包括：与所述投切控制方法对应的延迟时间；

所述匹配运行点坐标与预置的电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的投切控制方法并执行，具体包括：

匹配所述运行点坐标与预置的电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的延迟时间和投切控制方法，在等待至所述延迟时间结束后执行所述对应的投切控制方法。

优选地，所述电容器投切配置表中的延迟时间具体包括：第一延迟时间、第二延迟时间；

所述匹配所述运行点坐标与预置的电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的延迟时间和投切控制方法并执行，具体包括：

匹配所述运行点坐标与所述电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的第一延迟时间和第一投切控制方法；

判断在所述第一延时时间内所述运行点坐标在所述九区图中的位置是否发生区域改变，若是，则按照当前运行点坐标确定对应的第二延迟时间和第二投切控制方法，在等待至所述第二延迟时间结束后执行所述第二投切控制方法；若否，则等待至所述第一延迟时间结束后执行所述第一投切控制方法。

本发明实施例所提供的低压配网的无功补偿控制方法，增加了防震荡区，防止AVC系统运行点处于应投入电容区域和应切除电容区域的边界处附近且投切电容器造成的电压或无功改变量过大而出现的投切震荡，减少无功补偿装置投入和切除电容的频繁切换，使无功补偿装置工作在正常状态下，延长其使用寿命降。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了传统变电站电压无功控制的九区图;

图2示出了系统运行至A点时的九区图;

图3示出了本发明实施例一中的九区图；

图4示出了本发明实施例一中防震荡区示意图；

图5示出了低压配网简化示意图；

图6示出了本发明实施例一所提供的一种低压配网的无功控制方法流程图；

图7示出了本发明实施例二所提供的一种低压配网的无功控制方法流程图；

图8示出了本发明实施例三所提供的一种低压配网的无功控制装置结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明实施例所提供的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明实施例中的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明实施例而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明实施例，并且能够将本发明实施例的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

S101，采集低压配网的实时电压、实时无功数据。

所述实时电压、实时无功数据是指具体时间点的电压、无功功率，例如8:00，电压220V，无功功率10W/s。

所述采集实时电压、实时无功数据可以通过运行在电网中的系统来实现，如AVC系统中的数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And DataAcquisition，SCADA)。

S102，获取所述低压配网的九区图。

参见图3所示，本发明实施例中所使用的九区图包括1、2、3、4、5、6、7、8、9区共九个控制区；所述九个控制区由电压上限U_max、电压下限U_min、标称电压U_N、无功上限Q_max和无功下限Q_min组成；所述电压上限U_max、标称电压U_N和电压下限U_min依次沿横轴平行分布；所述无功下限Q_min和无功上限Q_max依次沿纵轴平行分布；所述1区、2区、3区位于所述九区图的上部并且从左至右依次排列；所述4区、9区、5区位于所述九区图的中部并从左至右依次排列；所述6区、7区、8区位于所述9区图的底部并从左至右依次排列；所述9区位于所述2区和3区的下侧，以及6区和7区的上侧；

所述3区与5区之间设置有防震荡区S₁和/或所述4区与6区之间设置有防震荡区S₂,所述9区包括所述防震荡区S₁和/或防震荡区S₂。

进一步，所述九区图中的所述无功上限Q_max和无功下限Q_min所将述电压上限U_max按水平正方向依次分为区间L1、区间L2和区间L3；所述无功上限Q_max和无功下限Q_min将所述电压下限U_min按水平正方向依次分为区间L4、区间L5和区间L6；所述无功上限Q_max和无功下限Q_min将所述标称电压U_N按水平正方向依次分为区间L7、区间L8和区间L9；所述电压上限U_max、电压下限U_min和标称电压U_N将所述无功上限Q_max按垂直正方向依次分为区间L10、区间L11、区间L12和区间L13；所述电压上限U_max、电压下限U_min和标称电压U_N将所述无功下限Q_min按垂直正方向依次分为区间L14、区间L15、区间L16和区间L17；

所述区间L1和所述区间L17组成1区；

所述区间L17、区间L2和所述区间L13组成2区；

所述区间L13、区间L3组成3区；

所述区间L1、区间L16和区间L7组成4区；

所述区间L9、区间L11和所述L6组成5区；

所述区间L4和所述区间L14组成6区；

所述区间L5、区间L14和所述区间L10组成7区；

所述区间L10和所述区间L6组成8区；所述九区图中除1、2、3、4、5、6、7和8区之外的部分为9区；所述区间L3、区间L9、区间L12组成防震荡区S₁；所述区间L4、区间L7、区间L15组成防震荡区S₂。

S103，获取电容器投切配置表。

所述电容器投切配置表包括区域标识和对应的投切控制方法。

所述获取电容器投切配置表，具体包括：

子步骤S1，确定所述九区图中各区电容器对应的投切控制方法。

参照附图5是低压配网简化示意图，由配电变压器出线到线路末端沿途分布多处负荷，假定在线路中段装设补偿装置，图中Q_S表示补偿点前系统侧输送的无功功率，Q_C表示补偿装置补偿的无功功率，Q_L表示补偿点后负荷需求的无功功率，则满足式子Q_S+Q_C=Q_L。假定短时间内Q_L不变，则可通过调节Q_C来改变Q_S，即通过调节无功补偿装置（电容器）提供的无功补偿来改变系统侧输送的无功功率。

基于上述低压配网简化示意图分析，本发明实施例所提供的九区图与现有技术九区图相比，由于不存在调压与投切电容的先后问题，故动作方式仅为投入或者切除电容器，具体电容器的投切控制方法的策略示例如下：

1）当电压U越上限，一律切电容；

2）当电压U越下限，一律投电容；

3）当电压U在允许范围内，则考虑系统侧输送的无功功率Q_S。无功越上限时仅当电压在较低水平范围内（5区）才投入，即当电压能保持在较高水平时即使无功越上限也不必再投入电容。反之无功越下限时仅当电压在较高水平范围内（4区）才切除电容。

由以上分析可得所述九区图1、2、3、4区为切电容区，5、6、7、8区为投电容区，9区为不动作区。其中9区为配电网正常工作状态时，无功功率Q和补偿点电压U对应的所述九区图中所述运行点坐标所处的区域。

子步骤S2，生成电容器投切配置表，所述电容器投切配置表包括区域标识和对应投切控制方法。

所述电容器投切配置表内容示例如表1所示。

区域标识	投切控制方法
		1区	切除电容
2区	切除电容
		3区	切除电容
4区	切除电容
		5区	投入电容
6区	投入电容
		7区	投入电容
8区	投入电容
		9区	不动作

表1

S104，将采集到的所述实时电压、实时无功数据分别和所述九区图中的电压限值、无功限值比较，确定当前系统运行点在所述九区图中对应的运行点坐标。

也就是说按照所述实时电压和实时无功数据在所述九区图中确定对应的运行点坐标，然后依据所述运行点坐标确定该点属于所述九区图中的哪个区。

S105，匹配所述运行点坐标与所述电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的投切控制方法并执行。

匹配所述运行点坐标与所述电容器投切配置表中的区域标识，可以确定所述运行点坐标对应的投切控制方法，然后按照所述投切控制方法对电容器进行投切。

本实施例所述的九区图，在5区与3区之间和6区与4区之间都有一个缓冲区，该缓冲区为防震荡区，所述防震荡区都属于9区（不动作区）。若AVC系统运行点处于5区的上边界处或6区的上边界处且投切电容器造成的电压或无功改变量过大时，由于防震荡区的存在，可以有效地防止投入后出现过补偿又再次要求电容器切除的投切震荡现象，保证系统运行点进入九区。

现有技术利用九区图对变电站进行电压无功功率控制时，若AVC系统运行点处于某些边界处（例如4区到3区的边界处）且投切电容器造成的电压或无功改变量过大时，容易发生投切震荡现象。而本发明实施例在边界处（例如5区的上边界处）增加了防震荡区来防止投切震荡现象。因此，与现有技术相比，可以有效地防止投切震荡现象，减少无功补偿装置投入和切除电容的频繁切换，使无功补偿装置工作在正常状态下，延长其使用寿命降。

在本发明的另一优选实施例中，所提供的九区图如图4所示，所述九区图中的所述标称电压U_N与所述电压上限U_max的距离为D1；所述标称电压U_N与所述电压下限U_min的距离为D2；所述无功上限Q_max和所述无功下限Q_min的距离为D3；所述D1为所述防震荡区S₁的纵向距离；所述D2为所述防震荡区S₂的纵向距离；所述D3为所述2区的横向距离；

所述D1=K_U1×△U_max，D2=K_U2×△U_max，D3=K_Q×△Q_max，其中K_U1、K_U2、K_Q为防震荡系数，所述防震荡系数的值大于1.2；所述△U_max为投切最小单位电容器所引起的最大电压变化量；所述△Q_max为投切最小单位电容器所引起的最大无功变化量，图中虚线形成的区间表示从边界处投切最小单位电容器，电压和无功功率所能跨越的极限距离。

若当前系统运行点对应的运行点坐标处在某些边界处，例如5区的上边界处，电压在最高界限的情况下投入了一组最小单位容量的电容器且该最小单位电容器引起了最大电压变化量△U_max，那么，如果没有对防震荡区的大小做一定的限定，有可能出现运行点直接进入3区而又需要切除电容器的情况，即该防震荡区并不一定能够防止投切震荡。

本实施例引入防震荡系数，形成了可调的防震荡区。防震荡区的长度表示的是：在对应的所述极限距离的基础上乘以大于1.2的防震荡系数所形成的距离。因此，即使当前系统运行点处在某些边界处，例如5区到3区的边界处投入了一组最小单位容量的电容器，其引起的最大电压变化量仅为所述极限距离，而防震荡区的长度是在极限距离的基础上乘以大于1.2的防震荡系数所形成的距离，可以确保运行点进入9区（允许运行状态），防止了投切震荡现象。

与现有技术相比，本实施例引入了防震荡系数，增加了可调的防震荡区，可以防止投切震荡现象，使无功补偿装置工作在正常状态下，延长其使用寿命降，并且引入的震荡系数是可调的，可以根据变电站的实际情况，确定震荡系数的大小，从而实现对投切震荡现象防止的灵活控制。

下面以实例进行说明：1）假定当前系统运行点在5区，处于无功越上限，电压正常偏低的状态，根据5区的投切控制方法需要投入一组电容器，即使位于5区的电压在最高界限的情况下投入了一组最小单位容量的电容器，由于投入最小单位电容器引起的最大电压变化量仅为△U_max，小于3区下边界（即标称电压值）和电压下限之间的防震荡区长度K_U1×△U_max（K_U1>1.2），所以可以确保运行点进入9区（允许运行状态），而不至于过补偿进入2区或者3区，导致需要切除电容器造成投切震荡现象。2）同理，假定当前运行点在4区，处于无功越下限而电压偏高的情况，根据4区的投切控制方法需要切除一组电容器，由于投入最小单位电容器引起的最大无功变化量仅为△Q_max，小于5区左边界（即无功上限）和4区右边界（即无功下限）之间的防震荡区长度K_Q×△Q_max（K_Q>1.2），所以可以确保运行点进入9区（允许运行状态），而不至于欠补偿进入5区，导致需要再次投入电容器而造成投切震荡现象。

实施例二

S201，采集低压配网的实时电压、实时无功数据。S202，获取所述低压配网的九区图。

S203，获取电容器投切配置表。

S204，将采集到的所述实时电压、实时无功数据分别和所述九区图的电压限值、无功限值比较，确定当前系统运行点在所述九区图中对应的运行点坐标。

S205，匹配所述运行点坐标与所述电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的延迟时间和投切控制方法，在等待至所述延迟时间结束后执行所述对应的投切控制方法。

依据投切电容的紧迫程度，确定所述九区图各区的延时时间。实施例一对如何确定所述九区图中各区的电容器投切控制方法已经做了详细说明，在这里不再解释。由电容器的投切控制方法的策略可以得出，所述九区图1、2、3、4区为切电容区，5、6、7、8区为投电容区，9区为不动作区。

对于切除电容区，各区系统运行状态示例如表2所示

表2

因此，切除电容的紧迫程度为1区>2区>3区>4区，设置各区延时时间依次序增大，依次分别为T_d、2T_d、3T_d、4T_d（其中T_d为延时因子）。所述延时因子T_d是由电压波动或短时间扰动的时间确定，其中电压波动是指电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变的现象，其变化周期大于工频周期（20ms）；电压短时间扰动是指在短时间内交流工频电压的频率、幅值、波形偏离正常状况的电气现象。

对于投入电容区，各区系统运行状态如表3所示

表3

因此，投入电容的紧迫程度为8区>7区>6区>5区，设置各区延时时间依次序增大，依次分别为T_d、2T_d、3T_d、4T_d。

由得到的投入电容区和切除电容区的延时时间确定的投切控制方法以及电容器投切配置表示例如表4所示。依据所述投切控制方法，在等待至所述延迟时间结束后，执行对应的投切动作。

区域标识	投切控制方法
		1区	经Td后切除电容
2区	经2Td后切除电容
		3区	经3Td后切除电容
4区	经4Td后切除电容
		5区	经4Td后投入电容

6区	经3Td后投入电容
		7区	经2Td后投入电容
8区	经Td后投入电容
		9区	不动作

表4

现有技术利用九区图对变电站进行电压无功功率控制时，若出现电压波动或者短时扰动，运行点坐标在短时间内会发生大的改变，如果还是按照通常的投切控制方法进行电容器的投切控制，就容易造成无功补偿装置的误动作或者电容器的投切震荡。

因此本实施例引入延时因子T_d，依据投切电容的紧迫程度确定各区的延时时间，所述延时因子T_d是由电压波动或短时间扰动的时间确定，一般情况延时时间大于电压波动或短时间扰动的时间。若发生电压波动或短时间扰动，由于延时时间大于电压波动或短时间扰动的时间，确定的投切控制方法更加准确。因此，与现有技术相比，本发明实施例可以有效的减少由于电压波动或者短时扰动而造成的误操作或投切震荡，延长了无功补偿装置的使用寿命。

进一步的，所述电容器投切配置表中的延迟时间包括：第一延迟时间、第二延迟时间；

所述步骤S205，具体包括：

子步骤A1，匹配所述运行点坐标与所述电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的第一延迟时间和第一投切控制方法；

确定所述第一延迟时间和第一投切控制方法的方法，实施例二已经详述。得到的所述第一延迟时间和对应的投切控制方法示例如表4所示。

子步骤A2，判断在所述第一延时时间内所述运行点坐标在所述九区图中的位置是否发生区域改变，若是，则按照当前运行点坐标确定对应的第二延迟时间和第二投切控制方法方法，在等待至所述第二延迟时间结束后执行所述第二投切控制方法；若否，则等待至所述第一延迟时间结束后执行所述第一投切控制方法。

判断在所述第一延时时间内所述运行点坐标在所述九区图中的位置是否发生区域改变，若是，则需要重新确定发生区域改变后系统运行点在所述九区图中对应的运行点坐标；匹配所述运行点坐标与预置的电容器投切配置表，确定对应的第二延迟时间和第二投切控制方法，在等待至所述第二延迟时间结束后，执行所述第二投切控制方法，若否，则等待至所述第一延迟时间结束后执行所述第一投切控制方法。对于确定对应的第二延迟时间和第二投切控制方法，其确定的具体方法可参照上述实施例一和实施例二对应的内容。

当前系统运行点在所述第一延时时间内发生所处区域改变的情况，所述延时时间进行如下判定：

判断当前系统运行点处于不动作区，则不执行任何投切动作；若处于投切动作区则先进入预动作状态，依据所处区域的延时时间开始计时，同时判断延时期间运行点在九区图中位置的改变情况；

在所处区域的延时期间内，若进入不动作区，则停止计时，退出预动作状态，不执行任何投切电容器的操作；若由不动作区进入投切电容区，进入预动作状态，依据所处区域的延时时间开始计时，同时判断延时期间运行点在九区图中位置的改变情况；若进入同类型动作区，则需要考虑两区的延时时间长短，从短延时区进入长延时区，则以长延时区的延时时间来作为本次延时的基准时间用以判断延时是否结束；若从长延时区进入短延时区，则以短延时区的延时时间作为判断是否已达到该短延时区的延时时间，若达到后即可动作；每次投切动作结束后将计时清零。

对于在所述第一延时时间内所述运行点坐标在所述九区图中的位置发生区域改变的情况，若还是以所述第一延时时间结束后，执行所述第一投切控制方法进行对应的电容器投切，那么在第一延时时间内，系统运行点对应九区图中的运行点坐标可能会由投切电容区进入9区（不动作区）或者由投（切）电容区进入切（投）电容区，而实际上还是按照投切电容区的投切控制方法进行了电容器的投切，从而造成误动作，增加投切电容的动作次数。

例如，系统运行点在延时时间内由5区进入6区，按照所述延时投切规则表中的投切控制方法，5区的控制方法是经4T_d后投入电容，而6区的控制方法是经3T_d后投入电容。这样在4T_d的延时时间内，系统运行点可能由5区进入6区，而后又由6区进入了9区（不动作区），但按照5区的控制方法是经4T_d后投入电容，从而增加了误动作和投切电容的动作次数。

本实施例对所述运行点坐标在所述第一延时时间内发生所处区域改变的情况，按当前系统运行点重新确定对应的第二延迟时间和第二投切控制方法，在等待至所述第二延迟时间结束后，执行第二投切控制方法。因此，与上述实施例内容相比，本实施例对所述延时时间做了更精确的判定，有效地减少了误操作，从而降低了投切电容的动作次数，延长了无功补偿装置的使用寿命。

实施例三

本实施例提供了一种低压配网的无功补偿控制装置，参见图8，该装置包括：

数据采集模块310，用于采集实时电压、实时无功数据；

九区图获取模块320，用于获取九区图；

配置表获取模块330，用于获取电容器投切配置表；

运行点坐标获取模块340，用于将所述数据采集模块310所采集到的实时电压、实时无功数据分别和所述九区图获取模块320所获取的九区图中的电压上/下限值、无功上/下限值比较，确定当前系统运行点在所述九区图中对应的运行点坐标；

投切控制方法执行模块350，用于匹配所述运行点坐标获取模块340所确定的运行点坐标与预置的电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的投切控制方法并执行；

其中，所述九区图包括1、2、3、4、5、6、7、8、9区共九个控制区；所述控制区由电压上限U_max、电压下限U_min、标称电压U_N、无功上限Q_max和无功下限Q_min组成；所述电压上限U_max、标称电压U_N和电压下限U_min依次沿横轴平行分布；所述无功下限Q_min和无功上限Q_max依次沿纵轴平行分布；所述3区与5区之间设置有防震荡区S₁和/或所述4区与6区之间设置有防震荡区S₂。

进一步的，所述九区图中的所述无功上限Q_max和无功下限Q_min将所述电压上限U_max按水平正方向依次分为区间L1、L2和L3；所述无功上限Q_max和无功下限Q_min所将述电压下限U_min按水平正方向依次分为L4、L5和L6；所述无功上限Q_max和无功下限Q_min将所述标称电压U_N按水平正方向依次分为L7、L8和L9；所述电压上限U_max、电压下限U_min和标称电压U_N将所述无功上限Q_max按垂直正方向依次分为区间L10、区间L11、区间L12和区间L13；所述电压上限U_max、电压下限U_min和标称电压U_N将所述无功下限Q_min按垂直正方向依次分为区间L14、区间L15、区间L16和区间L17；

所述区间L1和所述区间L17组成1区；

所述区间L17、L2和所述区间L13组成2区；

所述区间L13、L3组成3区；

所述区间L1、区间L16和L7组成4区；

所述L9、区间L11和所述L6组成5区；

所述L4和所述区间L14组成6区；

所述L5、区间L14和所述区间L10组成7区；

所述区间L10和所述L6组成8区；所述九区图中除1、2、3、4、5、6、7和8区之外的部分为9区；所述L3、L9、区间L12组成防震荡区S₁；所述L4、L7、区间L15组成防震荡区S₂；所述9区包括防震荡区S₁和/或S₂。

进一步的，所述九区图中的所述标称电压U_N与所述电压上限U_max的距离为D1；所述标称电压U_N与所述电压下限U_min的距离为D2；所述无功上限Q_max和所述无功下限Q_min的距离为D3；所述无功上限（Q_max）和所述无功下限（Q_min）的距离为D3；所述D1为所述防震荡区（S₁）的纵向距离；所述D2为所述防震荡区（S₂）的纵向距离；所述D3为所述2区的横向距离；

所述D1=K_U1×ΔU_max，D2=K_U2×ΔU_max，D3=K_Q×ΔQ_max，其中K_U1、K_U2、K_Q为防震荡系数，所述防震荡系数的值大于1.2，所述△U_max为投切最小单位电容器所引起的最大电压变化量；所述△Q_max为投切最小单位电容器所引起的最大无功变化量。

进一步的，所述电容器投切配置表中还包括：与所述投切控制方法对应的延迟时间；

所述投切控制方法执行模块350，具体用于：

匹配所述运行点坐标获取模块340所确定的所述运行点坐标与所述配置表获取模块所获取的的电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的延迟时间和投切控制方法，在等待至所述延迟时间结束后执行所述对应的投切控制方法。

进一步的，所述电容器投切配置表中的延迟时间具体包括：第一延迟时间、第二延迟时间；

所述投切控制方法执行模块350，具体用于：

匹配所述运行点坐标获取模块340所确定的运行点坐标与配置表获取模块330所获取的电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的第一延迟时间和第一投切控制方法；

判断在所述第一延时时间内所述运行点坐标在所述九区图中的位置是否发生区域改变，若是，则按照当前运行点坐标确定对应的第二延迟时间和第二投切控制方法，在等待至所述第二延迟时间结束后执行所述第二投切控制方法；若否，则等待至所述第一延迟时间结束后执行所述第一投切控制方法。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明实施例并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.一种低压配网的无功补偿控制方法，包括：

采集低压配网的实时电压、实时无功数据；

获取所述低压配网的九区图；

获取电容器投切配置表；

将采集到的所述实时电压、实时无功数据分别和所述九区图中的电压上/下限值、无功上/下限值比较，确定当前系统运行点在所述九区图中对应的运行点坐标；

匹配所述运行点坐标与所述电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的投切控制方法并执行；

其中，所述九区图包括1、2、3、4、5、6、7、8、9区共九个控制区；所述九个控制区由电压上限（U_max）、电压下限（U_min）、标称电压（U_N）、无功上限（Q_max）和无功下限（Q_min）划分；所述电压上限（U_max）、标称电压（U_N）和电压下限（U_min）依次沿横轴平行分布；所述无功下限（Q_min）和无功上限（Q_max）依次沿纵轴平行分布；所述1区、2区、3区位于所述九区图的上部并且从左至右依次排列；所述4区、9区、5区位于所述九区图的中部并从左至右依次排列；所述6区、7区、8区位于所述9区图的底部并从左至右依次排列；所述9区位于所述2区和3区的下侧，以及6区和7区的上侧；

所述3区与5区之间设置有防震荡区(S₁)和/或所述4区与6区之间设置有防震荡区（S₂），所述9区包括所述防震荡区（S₁，S₂）。

2.如权利要求1所述的低压配网的无功补偿控制方法，其特征在于，

所述九区图中的无功上限（Q_max）和无功下限（Q_min）将所述电压上限（U_max）按水平正方向依次分为三个区间（L1、L2、L3）；所述无功上限（Q_max）和无功下限（Q_min）将所述电压下限U_min按水平正方向依次分为三个区间（L4、L5、L6）；所述无功上限（Q_max）和无功下限（Q_min）将所述标称电压（U_N）按水平正方向依次分为三个区间（L7、L8、L9）；所述电压上限（U_max）、电压下限（U_min）和标称电压U_N将所述无功上限（Q_max）按垂直正方向依次分为四个区间（L10、区间L11、L12、L13）；所述电压上限（U_max）、电压下限（U_min）和标称电压（U_N）将所述无功下限（Q_min）按垂直正方向依次分为四个区间（L14、L15、L16、L17）；

所述区间L1和所述区间L17组成1区；

所述区间L17、区间L2和所述区间L13组成2区；

所述区间L13、区间L3组成3区；

所述区间L1、区间L16和区间L7组成4区；

所述区间L9、区间L11和所述区间L6组成5区；

所述区间L4和所述区间L14组成6区；

所述区间L5、区间L14和所述区间L10组成7区；

所述区间L10和所述区间L6组成8区；所述九区图中除1、2、3、4、5、6、7和8区之外的部分为9区；所述区间L3、区间L9、区间L12组成防震荡区（S₁）；所述区间L4、区间L7、区间L15组成防震荡区（S₂）。

3.如权利要求1所述的低压配网的无功补偿控制方法，其特征在于，

所述九区图中的所述标称电压（U_N）与所述电压上限（U_max）的距离为D1；所述标称电压U_N与所述电压下限（U_min）的距离为D2；所述无功上限（Q_max）和所述无功下限（Q_min）的距离为D3；所述D1为所述防震荡区（S₁）的纵向距离；所述D2为所述防震荡区（S₂）的纵向距离；所述D3为所述2区的横向距离；

所述D1=K_U1×△U_max，D2=K_U2×△U_max，D3=K_Q×△Q_max，其中K_U1、K_U2、K_Q为防震荡系数，所述防震荡系数的值大于1.2；所述△U_max为投切最小单位电容器所引起的最大电压变化量；所述△Q_max为投切最小单位电容器所引起的最大无功变化量。

4.如权利要求1所述的低压配网的无功补偿控制方法，其特征在于，所述电容器投切配置表中还包括：与所述投切控制方法对应的延迟时间；

所述匹配运行点坐标与预置的电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的投切控制方法并执行，具体包括：

匹配所述运行点坐标与预置的电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的延迟时间和投切控制方法，在等待至所述延迟时间结束后执行所述对应的投切控制方法。

5.如权利要求4所述的低压配网的无功补偿控制方法，其特征在于，所述电容器投切配置表中的延迟时间具体包括：第一延迟时间、第二延迟时间；

所述匹配所述运行点坐标与预置的电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的延迟时间和投切控制方法并执行，具体包括：

匹配所述运行点坐标与所述电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的第一延迟时间和第一投切控制方法；

判断在所述第一延时时间内所述运行点坐标在所述九区图中的位置是否发生区域改变，若是，则按照当前运行点坐标确定对应的第二延迟时间和第二投切控制方法，在等待至所述第二延迟时间结束后执行所述第二投切控制方法；若否，则等待至所述第一延迟时间结束后执行所述第一投切控制方法。

6.一种低压配网的无功补偿控制装置，包括：

数据采集模块，用于采集低压配网的实时电压、实时无功数据；

九区图获取模块，用于获取低压配网的九区图；

配置表获取模块，用于获取电容器投切配置表；

运行点坐标获取模块，用于将所述数据采集模块所采集到的实时电压、实时无功数据分别和所述九区图获取模块所获取的九区图中的电压上/下限值、无功上/下限值比较，确定当前系统运行点在所述九区图中对应的运行点坐标；

投切控制方法执行模块，用于匹配所述运行点坐标获取模块所确定的运行点坐标与所述配置表获取模块所获取的电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的投切控制方法并执行；

其中，所述九区图包括1、2、3、4、5、6、7、8、9区共九个控制区；所述九个控制区由电压上限（U_max）、电压下限（U_min）、标称电压（U_N）、无功上限（Q_max）和无功下限（Q_min）划分；所述电压上限（U_max）、标称电压（U_N）和电压下限（U_min）依次沿横轴平行分布；所述无功下限（Q_min）和无功上限（Q_max）依次沿纵轴平行分布；所述1区、2区、3区位于所述九区图的上部并且从左至右依次排列；所述4区、9区、5区位于所述九区图的中部并从左至右依次排列；所述6区、7区、8区位于所述9区图的底部并从左至右依次排列；所述9区位于所述2区和3区的下侧，以及6区和7区的上侧；

所述3区与5区之间设置有防震荡区(S₁)和/或所述4区与6区之间设置有防震荡区（S₂），所述9区包括所述防震荡区（S₁，S₂）。

7.如权利要求6所述的低压配网的无功补偿控制装置，其特征在于，所述九区图中的所述无功上限（Q_max）和无功下限（Q_min）将所述电压上限（U_max）按水平正方向依次分为三个区间（L1、L2、L3）；所述无功上限（Q_max）和无功下限（Q_min）所将述电压下限U_min按水平正方向依次分为三个区间（L4、L5、L6）；所述无功上限（Q_max）和无功下限（Q_min）将所述标称电压（U_N）按水平正方向依次分为三个区间（L7、L8、L9）；所述电压上限（U_max）、电压下限（U_min）和标称电压（U_N）将所述无功上限（Q_max）按垂直正方向依次分为四个区间（L10、L11、L12、L13）；所述电压上限（U_max）、电压下限（U_min）和标称电压U_N将所述无功下限（Q_min）按垂直正方向依次分为四个区间（L14、L15、L16、L17）；

所述区间L1和所述区间L17组成1区；

所述区间L17、区间L2和所述区间L13组成2区；

所述区间L13、区间L3组成3区；

所述区间L1、区间L16和区间L7组成4区；

所述区间L9、区间L11和所述区间L6组成5区；

所述区间L4和所述区间L14组成6区；

所述区间L5、区间L14和所述区间L10组成7区；

所述区间L10和所述区间L6组成8区；所述九区图中除1、2、3、4、5、6、7和8区之外的部分为9区；所述区间L3、区间L9、区间L12组成防震荡区（S₁）；所述区间L4、区间L7、区间L15组成防震荡区（S₂）。

8.如权利要求6所述的低压配网的无功补偿控制装置，其特征在于，

所述九区图中的所述标称电压（U_N）与所述电压上限（U_max）的距离为D1；所述标称电压U_N与所述电压下限（U_min）的距离为D2；所述无功上限（Q_max）和所述无功下限（Q_min）的距离为D3；所述D1为所述防震荡区（S₁）的纵向距离；所述D2为所述防震荡区（S₂）的纵向距离；所述D3为所述2区的横向距离；

所述D1=K_U1×ΔU_max，D2=K_U2×ΔU_max，D3=K_Q×ΔQ_max，其中K_U1、K_U2、K_Q为防震荡系数，所述防震荡系数的值大于1.2；所述△U_max为投切最小单位电容器所引起的最大电压变化量；所述△Q_max为投切最小单位电容器所引起的最大无功变化量。

9.如权利要求6所述的低压配网的无功补偿控制装置，其特征在于，

所述电容器投切配置表中还包括：与所述投切控制方法对应的延迟时间；

所述投切控制方法执行模块，具体用于：

匹配所述运行点坐标获取模块所确定的所述运行点坐标与所述配置表获取模块所获取的的电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的延迟时间和投切控制方法，在等待至所述延迟时间结束后执行所述对应的投切控制方法。

10.如权利要求9所述的低压配网的无功补偿控制装置，其特征在于，

所述电容器投切配置表中的延迟时间具体包括：第一延迟时间、第二延迟时间；

所述投切控制方法执行模块，具体用于：

匹配所述运行点坐标获取模块所确定的运行点坐标与配置表获取模块所获取的电容器投切配置表中的区域标识，确定对应的第一延迟时间和第一投切控制方法；

判断在所述第一延时时间内所述运行点坐标在所述九区图中的位置是否发生区域改变，若是，则按照当前运行点坐标确定对应的第二延迟时间和第二投切控制方法，在等待至所述第二延迟时间结束后执行所述第二投切控制方法；若否，则等待至所述第一延迟时间结束后执行所述第一投切控制方法。