CN109713682A - 一种基于124888编码的混合补偿方法及装置 - Google Patents

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闫少春
谢红福
刘成军
吴海峰
光魏娟
潘兵
余娟
陆文文
戴前婷
苏群
焦丙辰
程前
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Abstract

本发明公开了一种基于124888编码的混合补偿方法，包括以下步骤：控制器实时监测系统电压及无功功率的数据信息；将数据信息与设定的限值进行比对，确定当前线路运行区域；控制器通过采样算法计算出每相容量差值，并根据控制器已设回路对应的电容器容量，对每项容量进行分配。本发明还提出一种基于124888编码的混合补偿装置。本发明公开的补偿方式是使无功补偿装置共补与分相补偿相结合，可以对系统进行三相共补，补偿三相负载中相对稳定的对称分量，然后根据各相无功功率不平衡情况执行分相补偿，解决三相不平衡问题，提高补偿精度，使各相无功补偿达到最佳状态，并降低了成本。

Description

一种基于124888编码的混合补偿方法及装置
技术领域
本发明涉及涉及电力系统设备技术领域，具体涉及一种基于124888编码的混合补偿方法及装置，适用于低压电网区域无功补偿产品设计。
背景技术
随着中国经济的快速发展和人民生活水平的提高，单相负荷在低压供配电系统中大量增加，在公用负荷区域，特别是在市郊农网中，有许多公共配变存在着严重的三相负荷不平衡，在这种情况下，传统的共补无功补偿方式难以对系统的无功负荷进行有效地补偿。
为了在三相不平衡的情况下降低电网中的无功功率，提高功率因数，保证有功功率的充分利用，出现了对无功功率分相补偿的方式。分相补偿是对三相负荷的大小和功率因数分别进行连续的采样和判断，计算出每相所需的电容量并自动进行投切。这种分相补偿方式可以获得理想的补偿效果，但是实际应用中存在补偿精度和成本之间的矛盾，为获得更高的补偿精度，原则上需要把补偿电容器分成更多的回路，每回路的电容器容量尽可能小，以降低每次投切的电容量级差。
但是由于每组电容器的投切都需要一只开关器件控制，更多的分组意味着开关器件使用增加，这将引起成本的上升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提出了一种基于124888编码的混合补偿方法及装置。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种基于124888编码的混合补偿方法，包括以下步骤：
控制器实时监测系统电压及无功功率的数据信息；
将数据信息与设定的限值进行比对，确定当前线路运行区域；
控制器通过采样算法计算出每相容量差值，并根据控制器已设回路对应的电容器容量，对每项容量进行分配。
作为本发明的进一步的技术方案为：所述控制器实时监控系统电压及无功功率的数据信息，具体为：采用无功功率为主，电压为辅的控制方式，控制器实时监测系统电压及无功功率的变化并采集电压及无功功率的数据信息。
作为本发明的进一步的技术方案为：所述将数据信息与设定的限值进行比对，确定当前线路运行区域；具体为：
设定的限值包括电压上限值、电压下限值、无功功率下限，无功功率下限、电压调整系数，防抖延时定值，该设定的限值构成十七域，通过将采集的电压和无功功率的数据信息与设定的限值比较，确定当前的线路运行所处的区域。
作为本发明的进一步的技术方案为：所述控制器通过采样算法计算出每相容量差值，并根据控制器已设回路对应的电容器容量，对每项容量进行分配；具体包括：
控制器经过采样算法计算出每相所需无功容量，结合已投入的电容器组容量，计算容量差值；采用连接至每相线路的无功补偿装置，选择对每相所需补偿的容量差值切除或投入无功补偿装置中的电容器回路。
作为本发明的进一步的技术方案为：所述采用连接至每相线路的无功补偿装置，选择对每相所需补偿的容量差值切除或投入无功补偿装置中的电容器回路，具体包括：
无功补偿装置采用六条补偿回路构成，其中包括三条共补电容器回路和三条分补电容器回路，采用基于124888编码方式分配共补电容器回路与分补电容器回路容量，控制器结合十七域对补偿回路进行投切操作。
作为本发明的进一步的技术方案为：所述采用基于124888编码方式分配共补电容器回路与分补电容器回路容量，具体为：三条共补电容器和三条分补电容器对应的容量比为1:2:4:8:8:8。
作为本发明的进一步的技术方案为：所述十七域由无功功率值和电压值划分形成，其中电压值包括欠电压保护限值、电压下限值、电压上限值和过电压保护限值；无功功率值包括无功功率下限值和无功功率上限值；结合投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组的最大调整电压值及投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组容量的最大调整无功功率值，共同划分十七域。
一种基于124888编码的混合补偿装置，包括三相线路采集装置、六条补偿回路和控制器；所述三相线路采集装置设置在三相线路上用于对三相线路中每相电压和电流进行检测；所述六条补偿回路并联设置在三相线路上，所述六条补偿回路分别与控制器的输出端电连接，所述三相线路采集装置的输出端连接控制器；所述六条补偿回路包括三条共补电容器回路与三条分补电容器回路，采用基于124888编码方式分配共补电容器回路与分补电容器回路容量，控制器结合十七域对补偿回路进行投切操作。
作为本发明的进一步的技术方案为：所述124888编码方式的对应容量比为1:2:4:8:8:8，控制器对应每个回路电容器容量进行参数设置。
作为本发明的进一步的技术方案为：所述十七域由无功功率值和电压值划分形成，其中电压值包括欠电压保护限值、电压下限值、电压上限值和过电压保护限值；无功功率值包括无功功率下限值和无功功率上限值；结合投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组的最大调整电压值及投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组容量的最大调整无功功率值，共同划分十七域。
本发明有益效果是：
本发明公开的补偿方式是使无功补偿装置共补与分相补偿相结合，可以对系统进行三相共补，补偿三相负载中相对稳定的对称分量，然后根据各相无功功率不平衡情况执行分相补偿，补偿三相负载随机出现的不对称分量，解决三相不平衡问题；无功补偿装置中包括3条共补电容器回路与3条分补电容器回路，回路容量按124888编码方式分配，控制器结合十七域图原理对补偿回路进行投切操作的新型补偿方法。通过上述方式，无功补偿装置中电容器组合达到多级调节，提高补偿精度，来满足负荷对无功功率时刻变化的需求，同时发挥共补和分补的优点，达到理想的补偿效果，使各相无功补偿达到最佳状态，并降低了成本。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于124888编码的混合补偿方法流程图；
图2为本发明提出的一种基于124888编码的混合补偿装置电路结构图；
图3为本发明提出的一种基于124888编码的混合补偿方法控制策略图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
参见图1，为本发明提出的一种基于124888编码的混合补偿方法流程图；
如图1所示，一种基于124888编码的混合补偿方法，包括以下步骤：
步骤101，控制器实时监测系统电压及无功功率的数据信息；
步骤102，将数据信息与设定的限值进行比对，确定当前线路运行区域；
步骤103，控制器通过采样算法计算出每相容量差值，并根据控制器已设回路对应的电容器容量，对每项容量进行分配。
在上述步骤101中，控制器实时监控系统电压及无功功率的数据信息，具体为：采用无功功率为主，电压为辅的控制方式，控制器实时监测系统电压及无功功率的变化并采集电压及无功功率的数据信息。
在上述步骤102中，将数据信息与设定的限值进行比对，确定当前线路运行区域；具体为：
设定的限值包括电压上限值、电压下限值、无功功率下限，无功功率下限、电压调整系数，防抖延时定值，该设定的限值构成十七域，通过将采集的电压和无功功率的数据信息与设定的限值比较，确定当前的线路运行所处的区域。
在上述步骤103中，控制器通过采样算法计算出每相容量差值，并根据控制器已设回路对应的电容器容量，对每项容量进行分配；具体包括：控制器经过采样算法计算出每相所需无功容量，结合已投入的电容器组容量，计算容量差值；采用连接至每相线路的无功补偿装置，选择对每相所需补偿的容量差值切除或投入无功补偿装置中的电容器回路。
控制器经过采样算法计算出每相所需无功容量Q，结合已投入的电容器组容量Q1，计算出容量差值，并结合控制器已设置的回路对应的电容器容量，对容量进行最合理的分配，在已投入的电容器回路中选取对应的电容器回路进行切除或者投入相应的电容器回路。
参加图2，为本发明提出的一种基于124888编码的混合补偿装置电路结构图；
如图2所示，采用连接至每相线路的无功补偿装置，选择对每相所需补偿的容量差值切除或投入无功补偿装置中的电容器回路，具体包括：
无功补偿装置采用六条补偿回路构成，其中包括三条共补电容器回路和三条分补电容器回路，采用基于124888编码方式分配共补电容器回路与分补电容器回路容量，控制器结合十七域对补偿回路进行投切操作。在六条回路中的投切元件可以选用动补调节器和复合开关。
其中，采用基于124888编码方式分配共补电容器回路与分补电容器回路容量，具体为：三条共补电容器和三条分补电容器对应的容量比为1:2:4:8:8:8。
参见图3，为本发明提出的一种基于124888编码的混合补偿方法控制策略图。
如图3所示，十七域由无功功率值和电压值划分形成，其中电压值包括欠电压保护限值、电压下限值、电压上限值和过电压保护限值；无功功率值包括无功功率下限值和无功功率上限值；结合投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组的最大调整电压值△u及投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组容量的最大调整无功功率值△q，共同划分十七域。
其中十七域具体为：
1）区域1：当无功越下限，电压超上限时，无功型控制器经采样算法计算出A、B、C三相需要切除的无功容量为QA、QB、Qc，比较三者的大小，选择其最小值QMIN，需要切除的共补容量为QMIN*3，在已投入的共补电容器回路选择投入，实际切除的共补电容器回路总容量Q共，对应A、B、C三相每相需要切除的无功容量为QA-Q共/3，QB-Q共/3， QC-Q共/3，对应计算出的数值选择分补电容器回路进行切除。
2）区域2、3、4；当无功正常，电压超上限时，无功型控制器经采样算法计算出A、B、C三相需要切除的无功容量为QA、QB、Qc，比较三者的大小，选择其最小值QMIN，需要切除的共补容量为 QMIN*3，在已投入的共补电容器回路选择投入，实际切除的共补电容器回路总容量Q共，对应A、B、C三相每相需要切除的无功容量为QA-Q共/3，QB-Q共/3， QC-Q共/3，对应计算出的数值选择分补电容器回路进行切除。
3）区域5；当无功超上限，电压超上限时，无功型控制器经采样算法计算出A、B、C三相需要投入的无功容量为QA、QB、Qc，比较三者的大小，选择其最小值QMIN，所需共补容量为QMIN*3，在未投入的共补电容器回路选择投入，实际投入的共补电容器回路总容量Q共，对应A、B、C三相每相需要投入的无功容量为QA-Q共/3，QB-Q共/3， QC-Q共/3，对应计算出的数值选择分补电容器回路进行投入。
4）区域6；当无功正常，电压超上限时，无功型控制器经采样算法计算出A、B、C三相需要切除的无功容量为QA、QB、Qc，比较三者的大小，选择其最小值QMIN，需要切除的共补容量为 QMIN*3，在已投入的共补电容器回路选择投入，实际切除的共补电容器回路总容量Q共，对应A、B、C三相每相需要切除的无功容量为QA-Q共/3，QB-Q共/3， QC-Q共/3，对应计算出的数值选择分补电容器回路进行切除。
5）区域7；当无功超上限，电压接近上限时，无功型控制器经采样算法计算出A、B、C三相需要投入的无功容量为QA、QB、Qc，比较三者的大小，选择其最小值QMIN，所需共补容量为QMIN*3，在未投入的共补电容器回路选择投入，实际投入的共补电容器回路总容量Q共，对应A、B、C三相每相需要投入的无功容量为QA-Q共/3，QB-Q共/3， QC-Q共/3，对应计算出的数值选择分补电容器回路进行投入。
6）区域8；当无功越下限，电压正常时，无功型控制器经采样算法计算出A、B、C三相需要切除的无功容量为QA、QB、Qc，比较三者的大小，选择其最小值QMIN，需要切除的共补容量为 QMIN*3，在已投入的共补电容器回路选择投入，实际切除的共补电容器回路总容量Q共，对应A、B、C三相每相需要切除的无功容量为QA-Q共/3，QB-Q共/3， QC-Q共/3，对应计算出的数值选择分补电容器回路进行切除。
7）区域9；无功正常，电压正常，电容器不动作，该区域为正常工作区域。
8）区域10；当无功超上限，电压正常时，无功型控制器经采样算法计算出A、B、C三相需要投入的无功容量为QA、QB、Qc，比较三者的大小，选择其最小值QMIN，所需共补容量为QMIN*3，在未投入的共补电容器回路选择投入，实际投入的共补电容器回路总容量Q共，对应A、B、C三相每相需要投入的无功容量为QA-Q共/3，QB-Q共/3， QC-Q共/3，对应计算出的数值选择分补电容器回路进行投入。
9）区域11；当无功越下限，电压接近下限时，无功型控制器经采样算法计算出A、B、C三相需要切除的无功容量为QA、QB、Qc，比较三者的大小，选择其最小值QMIN，需要切除的共补容量为 QMIN*3，在已投入的共补电容器回路选择投入，实际切除的共补电容器回路总容量Q共，对应A、B、C三相每相需要切除的无功容量为QA-Q共/3，QB-Q共/3， QC-Q共/3，对应计算出的数值选择分补电容器回路进行切除。
10）区域12；当无功超上限，电压接近下限时，无功型控制器经采样算法计算出A、B、C三相需要投入的无功容量为QA、QB、Qc，比较三者的大小，选择其最小值QMIN，所需共补容量为 QMIN*3，在未投入的共补电容器回路选择投入，实际投入的共补电容器回路总容量Q共，对应A、B、C三相每相需要投入的无功容量为QA-Q共/3，QB-Q共/3， QC-Q共/3，对应计算出的数值选择分补电容器回路进行投入。
11）区域13；当无功超下限，电压超下限时，无功型控制器经采样算法计算出A、B、C三相需要切除的无功容量为QA、QB、Qc，比较三者的大小，选择其最小值QMIN，需要切除的共补容量为 QMIN*3，在已投入的共补电容器回路选择投入，实际切除的共补电容器回路总容量Q共，对应A、B、C三相每相需要切除的无功容量为QA-Q共/3，QB-Q共/3， QC-Q共/3，对应计算出的数值选择分补电容器回路进行切除。
12）区域14、15、16；当无功正常，电压超下限时，无功型控制器经采样算法计算出A、B、C三相需要投入的无功容量为QA、QB、Qc，比较三者的大小，选择其最小值QMIN，所需共补容量为 QMIN*3，在未投入的共补电容器回路选择投入，实际投入的共补电容器回路总容量Q共，对应A、B、C三相每相需要投入的无功容量为QA-Q共/3，QB-Q共/3， QC-Q共/3，对应计算出的数值选择分补电容器回路进行投入。
13）区域17；当无功超上限，电压超下限时，无功型控制器经采样算法计算出A、B、C三相需要投入的无功容量为QA、QB、Qc，比较三者的大小，选择其最小值QMIN，所需共补容量为QMIN*3，在未投入的共补电容器回路选择投入，实际投入的共补电容器回路总容量Q共，对应A、B、C三相每相需要投入的无功容量为QA-Q共/3，QB-Q共/3， QC-Q共/3，对应计算出的数值选择分补电容器回路进行投入。
本发明还提供一种设计低压无功补偿装置，其特征在于：包括三相线路采集装置、六条补偿回路和控制器；所述三相线路采集装置设置在三相线路上用于对三相线路中每相电压和电流进行检测；所述六条补偿回路并联设置在三相线路上，所述六条补偿回路分别与控制器的输出端电连接，所述三相线路采集装置的输出端连接控制器；所述六条补偿回路包括三条共补电容器回路与三条分补电容器回路，采用基于124888编码方式分配共补电容器回路与分补电容器回路容量，控制器结合十七域对补偿回路进行投切操作。
其中124888编码方式的对应容量比为1:2:4:8:8:8，控制器对应每个回路电容器容量进行参数设置。十七域由无功功率值和电压值划分形成，其中电压值包括欠电压保护限值、电压下限值、电压上限值和过电压保护限值；无功功率值包括无功功率下限值和无功功率上限值；结合投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组的最大调整电压值及投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组容量的最大调整无功功率值，共同划分十七域。
本装置采用无功功率为主，电压为辅的控制方式，控制器实时监测系统电压及无功功率的变化，结合设定的电压上限值、电压下限值、无功功率下限，电压调整系数，防抖延时定值，对应十七域图划分的区域，确认当前线路运行所处区域，对应十七域图划分的区域，进行对应操作，实现多级快速投切，提高补偿精度，并在保证补偿效果的前提下减少电容器组回路投切次数。
本发明实施例中，可以对系统进行三相共补，补偿三相负载中相对稳定的对称分量，然后根据各相无功功率不平衡情况执行分相补偿，补偿三相负载随机出现的不对称分量，解决三相不平衡问题，与此同时，降低成本。
无功补偿装置分6条补偿回路，第1、2、3回路为分补电容器回路，第4、5、6回路为共补电容器回路，通过投入分补电容器回路实现分相补偿，对A、B、C三相进行单独补偿；通过投入共补电容器回路实现对系统的三相共补，补偿三相负载中相对稳定的对称分量，在需要三相无功时，快速进行补偿。第1、2、3、4、5、6回路电容器容量以124888编码方式分配，对应容量比为1:2:4:8:8:8，控制器根据现场负荷容量智能匹配。装置通过独立分相交流采样方法采集线路的每一相电压、电流等电气量，输出各路电压、电流以及三个线电压的有效值，并计算出有功功率、无功功率、功率因数等参数，控制器实时监测系统电压及无功功率的变化，通过独立分相交流采样方法采集线路的三相电压、三相电流电气量，利用傅里叶算法对电网中的电参数进行实时测量，进行A/D转换后得到的数据存放在数据存储器中，通过这些数据计算出电压、电流以及三个线电压的有效值，并计算出有功功率、无功功率、功率因数等参数，再结合设定的电压上限值、电压下限值、无功功率下限，电压调整系数，防抖延时定值，确定当前线路运行所处区域，对应十七域图划分的区域，选取对应电容器回路进行投切操作，实现多级快速投切，提高补偿精度，并在保证补偿效果的前提下减少电容器组回路投切次数。
本发明实施例中，基于124888编码方式对共补电容器与分补电容器回路容量进行分配，可以使电容器组合达到多级调节，提高补偿精度。同时发挥共补和分补的优点，满足负荷对无功功率时刻变化的需求，达到理想的补偿效果，使各相无功补偿达到最佳状态；降低成本。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种基于124888编码的混合补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制器实时监测系统电压及无功功率的数据信息；
将数据信息与设定的限值进行比对，确定当前线路运行区域；
控制器通过采样算法计算出每相容量差值，并根据控制器已设回路对应的电容器容量，对每项容量进行分配。
2.根据权利要求1所述的一种基于124888编码的混合补偿方法，其特征在于，所述控制器实时监控系统电压及无功功率的数据信息，具体为：采用无功功率为主，电压为辅的控制方式，控制器实时监测系统电压及无功功率的变化并采集电压及无功功率的数据信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于124888编码的混合补偿方法，其特征在于，所述将数据信息与设定的限值进行比对，确定当前线路运行区域；具体为：
设定的限值包括电压上限值、电压下限值、无功功率下限，无功功率下限、电压调整系数，防抖延时定值，该设定的限值构成十七域，通过将采集的电压和无功功率的数据信息与设定的限值比较，确定当前的线路运行所处的区域。
4.根据权利要求1所述的一种基于124888编码的混合补偿方法，其特征在于，所述控制器通过采样算法计算出每相容量差值，并根据控制器已设回路对应的电容器容量，对每项容量进行分配；具体包括：
控制器经过采样算法计算出每相所需无功容量，结合已投入的电容器组容量，计算容量差值；采用连接至每相线路的无功补偿装置，选择对每相所需补偿的容量差值切除或投入无功补偿装置中的电容器回路。
5.根据权利要求4所述的一种基于124888编码的混合补偿方法，其特征在于，所述采用连接至每相线路的无功补偿装置，选择对每相所需补偿的容量差值切除或投入无功补偿装置中的电容器回路，具体包括：
无功补偿装置采用六条补偿回路构成，其中包括三条共补电容器回路和三条分补电容器回路，采用基于124888编码方式分配共补电容器回路与分补电容器回路容量，控制器结合十七域对补偿回路进行投切操作。
6.根据权利要求5所述的一种基于124888编码的混合补偿方法，其特征在于，所述采用基于124888编码方式分配共补电容器回路与分补电容器回路容量，具体为：三条共补电容器和三条分补电容器对应的容量比为1:2:4:8:8:8。
7.根据权利要求5所述的一种基于124888编码的混合补偿方法，其特征在于，所述十七域由无功功率值和电压值划分形成，其中电压值包括欠电压保护限值、电压下限值、电压上限值和过电压保护限值；无功功率值包括无功功率下限值和无功功率上限值；结合投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组的最大调整电压值及投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组容量的最大调整无功功率值，共同划分十七域。
8.一种基于124888编码的混合补偿装置，其特征在于：包括三相线路采集装置、六条补偿回路和控制器；
所述三相线路采集装置设置在三相线路上用于对三相线路中每相电压和电流进行检测；所述六条补偿回路并联设置在三相线路上，所述六条补偿回路分别与控制器的输出端电连接，所述三相线路采集装置的输出端连接控制器；所述六条补偿回路包括三条共补电容器回路与三条分补电容器回路，采用基于124888编码方式分配共补电容器回路与分补电容器回路容量，控制器结合十七域对补偿回路进行投切操作。
9.根据权利要求8所述的一种基于124888编码的混合补偿装置，其特征在于，所述124888编码方式的对应容量比为1:2:4:8:8:8，控制器对应每个回路电容器容量进行参数设置。
10.根据权利要求8所述的一种基于124888编码的混合补偿装置，其特征在于，所述十七域由无功功率值和电压值划分形成，其中电压值包括欠电压保护限值、电压下限值、电压上限值和过电压保护限值；无功功率值包括无功功率下限值和无功功率上限值；结合投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组的最大调整电压值及投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组容量的最大调整无功功率值，共同划分十七域。
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