CN104022520B - 一种电网无功补偿装置及方法 - Google Patents
一种电网无功补偿装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104022520B CN104022520B CN201410281160.8A CN201410281160A CN104022520B CN 104022520 B CN104022520 B CN 104022520B CN 201410281160 A CN201410281160 A CN 201410281160A CN 104022520 B CN104022520 B CN 104022520B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reactive
- power factor
- module
- network
- average power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Abstract
本发明公开了一种电网无功补偿装置，结构中包括电压监控器、电流监控器、运算模块、逻辑分析模块、人机交互模块、无功补偿器和反馈模块。利用上述装置进行电网无功补偿的步骤包括：A、电压、电流监控器收集各个电网监测点的电压电流值；B、运算模块将收到的电流电压数据进行存储，并运算出平均功率因数；C、逻辑分析模块将平均功率因数进行综合分类，启动不同的无功补偿器进行无功补偿；D、反馈模块修正逻辑分析模块的对无功补偿器的控制策略；E、人机交互模块将分类结果和控制策略进行显示，监控人员可通过人机交互模块修正控制策略。本发明能够提高电网各个层级的无功补偿效率，有效提升功率因数。
Description
技术领域
本发明涉及电网节能技术领域，尤其是一种电网无功补偿装置及方法。
背景技术
随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长，同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。由于负荷的不断增加，以及电源的大幅增加，不但改变了电力系统的网络结构，也改变了系统的电源分布，造成系统的无功分布不尽合理，甚至可能造成局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。
电压质量是电力系统电能质量的重要指标之一，它的好坏主要取决于电力系统无功补偿是否合理。但由于电网系统庞大，无功功率的种类和分布极其复杂，这就给电网的无功补偿提出了很大的难题。如何针对不同的情况快速做出不同的无功补偿措施，一直是本领域研究的热点和难点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电网无功补偿装置及方法，能够解决现有技术的不足，针对不同类型的无功功率，自动使用不同的策略进行无功补偿，并通过数据反馈进行策略修正，提高了电网各个层级的无功补偿效率，提升了功率因数。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种电网无功补偿装置，其结构中包括分布在电网监测点的电压监控器和电流监控器、用于将电压监控器和电流监控器采集的数据进行汇集综合的运算模块、用于将综合后的无功数据进行分类和控制无功补偿器工作的逻辑分析模块、用于对补偿后的电网功率因数进行闭环检测的反馈模块，以及与逻辑分析模块连接的人机交互模块，反馈模块与运算模块、逻辑分析模块进行通讯连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电压监控器、电流监控器和运算模块中设置有无线通讯机构。
作为本发明的一种优选技术方案，所述无线通讯机构为远距离无线网桥。
作为本发明的一种优选技术方案，所述无功补偿器包括同步调相机、并联电容器、串联电容器、并联电抗器、静止补偿器和有源滤波器。
利用上述装置进行电网无功补偿的方法，其步骤包括：
A、电压监控器和电流监控器实时收集各个电网监测点的电压值和电流值，并将采集到的数据传输到运算模块；
B、运算模块将收到的电流电压数据进行存储，并将存储的数据定时进行分析运算，形成平均功率因数数据；
C、逻辑分析模块将步骤B中的平均功率因数进行综合分类，并根据分类的结果分别启动不同的无功补偿器进行无功补偿；
D、反馈模块将无功补偿后的平均功率因数与步骤C中逻辑分析模块做出的无功补偿前的平均功率因数进行分类结果进行比较，修正逻辑分析模块的对无功补偿器的控制策略；
E、人机交互模块将步骤C与步骤D中逻辑分析模块做出的分类结果和对无功补偿器的控制策略进行显示，如果监控人员发现控制策略出现错误，通过人机交互模块手动修正对无功补偿器的控制策略。
作为上述电网无功补偿方法的一种优选技术方案，步骤B中，运算模块每1分钟对储存的数据进行一次运算分析，得出一个平均功率因数数据。
作为上述电网无功补偿方法的一种优选技术方案，步骤C中，逻辑分析模块对平均功率因数进行综合分类包括以下步骤：
C-1、将来源于同一监测点的平均功率因数定义为用户终端级平均功率因数；
C-2、将每个用户终端容量与其所在配电变压器容量的比值定义为该用户终端的加权因子，同一配电变压器下所有的加权因子相加之和等于1，将来源于同一配电变压器的用户终端级平均功率因数乘以其加权因子之后的平均值定义为子网级平均功率因数；
C-3、将每个子网容量与全网容量的比值定义为该子网的加权因子，所有的子网加权因子相加之和等于1，将全网的子网级平均功率因数乘以其加权因子之后的平均值定义为全网级平均功率因数。
作为上述电网无功补偿方法的一种优选技术方案，针对用户终端级的无功功率，启动并联电容器或串联电容器或并联电抗器进行无功补偿，针对子网级的无功功率，启动并联电容器或串联电容器或并联电抗器或静止补偿器进行无功补偿；针对全网级的无功功率，启动同步调相机或静止补偿器或有源滤波器进行无功补偿。
作为上述电网无功补偿方法的一种优选技术方案，步骤D中，反馈模块采用PID算法修正逻辑分析模块对无功补偿器的控制策略。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：通过使用本发明的电网无功补偿装置及其补偿方法，可以对用户终端级、子网级和全网级的三级无功功率进行分别控制补偿，实现了电网各个层级的功率因数的提高，实验数据见下表：
仅对用户终端级无功功率进行补偿
| 用户终端功率因数 | 子网功率因数 | 全网功率因数 |
| 0.97 | 0.94 | 0.9 |
仅对子网级无功功率进行补偿
| 用户终端功率因数 | 子网功率因数 | 全网功率因数 |
| 0.95 | 0.96 | 0.93 |
仅对全网级无功功率进行补偿
| 用户终端功率因数 | 子网功率因数 | 全网功率因数 |
| 0.94 | 0.95 | 0.96 |
对用户终端级、子网级和全网级的三级无功功率进行分别补偿
| 用户终端功率因数 | 子网功率因数 | 全网功率因数 |
| 0.96 | 0.97 | 0.98 |
由上述实验数据可以看出，进行用户终端级、子网级和全网级的三级无功功率进行分别补偿后，电网各个层级的功率因数都有了显著的提高。
此外，本发明将取样时间优选为1分钟，既兼顾了取样的时效性，又避免了无功补偿器频繁启停，延长了无功补偿器的使用寿命。反馈模块采用PID算法，使系统每次的调整时间缩短了1倍。根据电网不同层级的无功功率的特点，选取不同的无功补偿器，降低了设备资金的投入量。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的原理图。
具体实施方式
参看附图，一种电网无功补偿装置，结构中包括若干个分布在电网监测点的电压监控器和电流监控器，用于将电压监控器和电流监控器采集的数据进行汇集综合的运算模块，用于将综合后的无功数据进行分类和控制无功补偿器工作的逻辑分析模块，用于对补偿后的电网功率因数进行闭环检测的反馈模块，反馈模块与运算模块和逻辑分析模块进行通讯连接，以及与逻辑分析模块连接的人机交互模块。所述电压监控器、电流监控器和运算模块中设置有无线通讯机构。所述无线通讯机构为远距离无线网桥。所述无功补偿器包括同步调相机、并联电容器、串联电容器、并联电抗器、静止补偿器和有源滤波器。
采用上述电网无功补偿装置进行电网无功补偿的方法步骤如下：
A、电压监控器和电流监控器实时收集各个电网监测点的电压值和电流值，并将采集到的数据传输到运算模块；
B、运算模块将收到的电流电压数据进行存储，并将存储的数据定时进行分析运算，形成平均功率因数数据；
C、逻辑分析模块将步骤B中的平均功率因数进行综合分类，并根据分类的结果分别启动不同的无功补偿器进行无功补偿；
D、反馈模块将无功补偿后的平均功率因数与步骤C中逻辑分析模块做出的无功补偿前的平均功率因数进行分类结果进行比较，修正逻辑分析模块的对无功补偿器的控制策略；
E、人机交互模块将步骤C与步骤D中逻辑分析模块做出的分类结果和对无功补偿器的控制策略进行显示，如果监控人员发现控制策略出现错误，通过人机交互模块手动修正对无功补偿器的控制策略。
步骤B中，运算模块每1分钟对储存的数据进行一次运算分析，得出一个平均功率因数数据。
步骤C中，逻辑分析模块对平均功率因数进行综合分类包括以下步骤：
C-1、将来源于同一监测点的平均功率因数定义为用户终端级平均功率因数；
C-2、将每个用户终端容量与其所在配电变压器容量的比值定义为该用户终端的加权因子，同一配电变压器下所有的加权因子相加之和等于1，将来源于同一配电变压器的用户终端级平均功率因数乘以其加权因子之后的平均值定义为子网级平均功率因数；
C-3、将每个子网容量与全网容量的比值定义为该子网的加权因子，所有的子网加权因子相加之和等于1，将全网的子网级平均功率因数乘以其加权因子之后的平均值定义为全网级平均功率因数。
针对用户终端级的无功功率，启动并联电容器或串联电容器或并联电抗器进行无功补偿，针对子网级的无功功率，启动并联电容器或串联电容器或并联电抗器或静止补偿器进行无功补偿；针对全网级的无功功率，启动同步调相机或静止补偿器或有源滤波器进行无功补偿。
步骤D中，反馈模块采用PID算法修正逻辑分析模块的对无功补偿器的控制策略。
参看附图，本发明的工作原理在于：通过使用本发明的电网无功补偿装置及其补偿方法，可以对用户终端级、子网级和全网级的三级无功功率进行分别控制补偿，实现了电网各个层级的功率因数的提高，实验数据见下表：
仅对用户终端级无功功率进行补偿
| 用户终端功率因数 | 子网功率因数 | 全网功率因数 |
| 0.97 | 0.94 | 0.9 |
仅对子网级无功功率进行补偿
| 用户终端功率因数 | 子网功率因数 | 全网功率因数 |
| 0.95 | 0.96 | 0.93 |
仅对全网级无功功率进行补偿
| 用户终端功率因数 | 子网功率因数 | 全网功率因数 |
| 0.94 | 0.95 | 0.96 |
对用户终端级、子网级和全网级的三级无功功率进行分别补偿
| 用户终端功率因数 | 子网功率因数 | 全网功率因数 |
| 0.96 | 0.97 | 0.98 |
由上述实验数据可以看出，进行用户终端级、子网级和全网级的三级无功功率进行分别补偿后，电网各个层级的功率因数都有了显著的提高。
此外，本发明将取样时间优选为1分钟，既兼顾了取样的时效性，又避免了无功补偿器频繁启停，延长了无功补偿器的使用寿命。反馈模块采用PID算法，使系统每次的调整时间缩短了1倍。根据电网不同层级的无功功率的特点，选取不同的无功补偿器，降低了设备资金的投入量。
上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。
Claims (4)
1.一种电网无功补偿的方法，所采用的电网无功补偿装置的结构中包括分布在电网监测点的电压监控器和电流监控器、用于将电压监控器和电流监控器采集的数据进行汇集综合的运算模块、用于将综合后的无功数据进行分类和控制无功补偿器工作的逻辑分析模块、用于对补偿后的电网功率因数进行闭环检测的反馈模块，以及与逻辑分析模块连接的人机交互模块，反馈模块与运算模块、逻辑分析模块进行通讯连接；其特征在于，该方法包括如下步骤：
A、电压监控器和电流监控器实时收集各个电网监测点的电压值和电流值，并将采集到的数据传输到运算模块；
B、运算模块将收到的电流电压数据进行存储，并将存储的数据定时进行分析运算，形成平均功率因数数据；
C、逻辑分析模块将步骤B中的平均功率因数进行综合分类，并根据分类的结果分别启动不同的无功补偿器进行无功补偿；
D、反馈模块将无功补偿后的平均功率因数与步骤C中逻辑分析模块做出的无功补偿前的平均功率因数进行比较，修正逻辑分析模块对无功补偿器的控制策略；
E、人机交互模块将步骤C与步骤D中逻辑分析模块做出的分类结果和对无功补偿器的控制策略进行显示，如果监控人员发现控制策略出现错误，通过人机交互模块手动修正对无功补偿器的控制策略；
其中，步骤C中，逻辑分析模块对平均功率因数进行综合分类包括以下步骤：
C-1、将来源于同一监测点的平均功率因数定义为用户终端级平均功率因数；
C-2、将每个用户终端容量与其所在配电变压器容量的比值定义为该用户终端的加权因子，同一配电变压器下所有的加权因子相加之和等于1，将来源于同一配电变压器的用户终端级平均功率因数乘以其加权因子之后的平均值定义为子网级平均功率因数；
C-3、将每个子网容量与全网容量的比值定义为该子网的加权因子，所有的子网加权因子相加之和等于1，将全网的子网级平均功率因数乘以其加权因子之后的平均值定义为全网级平均功率因数。
2.根据权利要求1所述的电网无功补偿的方法，其特征在于：步骤B中，运算模块每1分钟对储存的数据进行一次运算分析，得出一个平均功率因数数据。
3.根据权利要求1所述的电网无功补偿的方法，其特征在于：针对用户终端级的无功功率，启动并联电容器或串联电容器或并联电抗器进行无功补偿，针对子网级的无功功率，启动并联电容器或串联电容器或并联电抗器或静止补偿器进行无功补偿；针对全网级的无功功率，启动同步调相机或静止补偿器或有源滤波器进行无功补偿。
4.根据权利要求1所述的电网无功补偿的方法，其特征在于：步骤D中，反馈模块采用PID算法修正逻辑分析模块对无功补偿器的控制策略。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410281160.8A CN104022520B (zh) | 2014-06-20 | 2014-06-20 | 一种电网无功补偿装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410281160.8A CN104022520B (zh) | 2014-06-20 | 2014-06-20 | 一种电网无功补偿装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104022520A CN104022520A (zh) | 2014-09-03 |
| CN104022520B true CN104022520B (zh) | 2016-01-20 |
Family
ID=51439149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410281160.8A Active CN104022520B (zh) | 2014-06-20 | 2014-06-20 | 一种电网无功补偿装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104022520B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104979836A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-10-14 | 国家电网公司 | 一种电网无功补偿方法及系统 |
| CN108832715A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-11-16 | 张作夷 | 基于电流波形实时监测的电力系统 |
| CN108964075B (zh) * | 2018-07-02 | 2020-04-03 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种特高压直流换流站电压无功协调控制方法及系统 |
| CN111668854A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-09-15 | 安徽徽电科技股份有限公司 | 一种用于中高压电网的补偿系统 |
| CN112886605A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-01 | 广州安能特电气设备有限公司 | 一种无功补偿方法及装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2884647Y (zh) * | 2006-03-02 | 2007-03-28 | 王南宁 | 电网无功补偿装置 |
| CN102709918B (zh) * | 2012-05-21 | 2014-09-10 | 广东省电力调度中心 | 基于avc系统的电网关口无功功率控制方法 |
| CN102820661B (zh) * | 2012-08-17 | 2015-01-21 | 中国电力科学研究院 | 一种面向多级目标的配网全局电压无功协调控制方法 |
| CN103475005A (zh) * | 2013-09-10 | 2013-12-25 | 四川华威科技有限公司 | 组合型静止无功补偿装置及其无功补偿方法 |
| CN103647291A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-03-19 | 国家电网公司 | 配电网无功补偿的控制方法及装置 |
-
2014
- 2014-06-20 CN CN201410281160.8A patent/CN104022520B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104022520A (zh) | 2014-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104022520B (zh) | 一种电网无功补偿装置及方法 | |
| CN104821607B (zh) | 一种基于三端协同控制的光伏微电网功率均衡控制方法 | |
| CN104979836A (zh) | 一种电网无功补偿方法及系统 | |
| CN104810842B (zh) | 基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方法 | |
| CN107579698A (zh) | 一种光伏电站储能方法 | |
| CN106786694A (zh) | 一种双极性直流微电网混合储能系统协调控制方法 | |
| CN106602576B (zh) | 基于静态无功电压补偿的电压无功控制系统及控制方法 | |
| CN103501018B (zh) | 基于模糊算法和dsp的混合储能系统及功率平滑方法 | |
| CN206790103U (zh) | 一种电压暂降／暂升治理装置 | |
| CN105429462B (zh) | 一种双级多功能并网变换器的控制系统及其方法 | |
| CN104659778A (zh) | 考虑优先级的变流变压器电能质量与噪声综合评估方法 | |
| CN103606924A (zh) | 一种动态电压补偿装置和方法 | |
| CN103346571B (zh) | 一种适应电网需求的微网控制方法及装置 | |
| CN211018279U (zh) | 一种低压配电网电能质量综合优化控制装置 | |
| CN105186562B (zh) | 一种大规模分布式电源的微网群及其控制方法 | |
| CN105490274B (zh) | 地铁供电系统电能质量控制系统及方法 | |
| CN202678975U (zh) | 动态电压补偿器 | |
| CN110994609A (zh) | 交直流负载供电系统 | |
| CN204144950U (zh) | 一种补偿式程控线路有载调压系统 | |
| CN114336658B (zh) | 一种含分布式光伏及无功调节设备的配网无功控制方法 | |
| CN103178547B (zh) | 一种带双向逆变器的微网系统及其工作方法 | |
| CN104882885A (zh) | 一种有源电力滤波器多机并联优化运行控制方法 | |
| CN205195289U (zh) | 分布式无功补偿控制系统 | |
| CN204928326U (zh) | 蓄电池变电流充电装置 | |
| CN207947608U (zh) | 一种电压补偿装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |