CN112054517A - 一种中压配电网电能质量控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中压配电网电能质量控制系统及控制方法，该控制系统包括系统控制器、变电站调控单元、中压线路调控单元、中压终端调控单元、电流采样单元及电压采样单元，变电站调控单元包括并联接在变电站中压母线上的第一中压链式SVG和第一中压无源无功补偿；中压线路调控单元包括串联接入中压线路中的中压串联式电压质量调节器；中压终端调控单元包括并联接在中压线路终端上的第二中压链式SVG和第二中压无源无功补偿；系统控制器通过电流采样单元及电压采样单元与电网连接，用于采集电网的电流与电压。本发明能够有效解决中压配电网多种电能质量问题,在保证治理有效的同时尽可能减小系统的损耗。
Description
技术领域
本发明涉及配电网电能质量调控技术领域，具体涉及一种中压配电网电能质量控制系统及方法。
背景技术
中压配电网从电能的传输环节和电能消耗对象的不同，分为以下几个环节：变电站、中压线路及中压终端，根据各环节对电能的使用和需求的不同，出现的各种电能质量问题既存在差异性也存在一致性，不同环节同一电能质量问题产生的原因也存在差异性，在中压配电网，传统电压无功调控方法，依靠的是变电站、线路、配变电压无功调控设备，通过检测本地电压值、有功功率值、无功功率值、功率因数等，进行本地化的独立控制调节，但往往电能质量问题的成因是多方面、多层级的，为此中国专利申请号 201910791449.7提出一种配电网电压质量多级协调控制系统，主要针对的是电压的调节，而且覆盖范围是10kv到低压配变之前的配电线路电压质量的协调治理，通过监测电压，调控各种无功补偿电容器，实现对电压的调节。配电线路电压质量不仅跟无功有关还跟其它因素相关，而且从治理方法上来说，不仅仅通过无功治理，需要充分考虑其它电力功能单元，例如AVC、有载调压器等。同时对于低压配电网路，电能质量问题更多，也更为突出，电能质量问题不仅造成电压问题，而且造成线路线损率增大。如何解决上述技术问题，是本领域技术人员致力于解决的事情。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种中压配电网电能质量控制系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种中压配电网电能质量控制系统，包括系统控制器、变电站调控单元、中压线路调控单元、中压终端调控单元、电流采样单元及电压采样单元，
所述变电站调控单元包括并联接在变电站中压母线上的第一中压链式SVG和第一中压无源无功补偿；
所述中压线路调控单元包括串联接入中压线路中的中压串联式电压质量调节器；
所述中压终端调控单元包括并联接在中压线路终端上的第二中压链式SVG和第二中压无源无功补偿；
所述系统控制器通过电流采样单元及电压采样单元与电网连接，用于采集电网的电流与电压；
所述系统控制器分别与变电站调控单元、中压线路调控单元及中压终端调控单元通讯连接，用于实现对各调控单元的运行调节。
优选地，所述系统控制器由通讯单元、协调控制单元构成。
作为一种具体的实施方式，所述通讯单元采用了4G/5G无线通讯，搭建系统控制器与其他单元之间数据及控制指令的通讯交互；
所述协调控制单元，根据各调控单元的电压以及功率因数数据进行逻辑分析和系统调度控制。
本发明的另一个目的是提供基于上述中压配电网电能质量控制系统进行电能质量控制的方法，包括以下步骤：
步骤1，将变电站、中压线路及中压终端的电压、功率因数数据分别传输至系统控制器；
步骤2，依次判断中压终端、中压线路以及变电站各自的功率因数是否合格，若均合格，跳至步骤3，若其中某一功率因数不合格，则进行本级化的无功补偿；
步骤3，判断变电站输出电压是否合格，如不合格跳转至步骤4，如合格跳转至步骤5；
步骤4，调节变电站输出电压至合格电压；
步骤5，判断中压线路电压是否合格，如不合格跳转至步骤6，否则跳转至步骤7；
步骤6，调节串联式电压质量调节器输出，直至中压线路电压达到额定电压；
步骤7，判断中压终端电压是否合格，如不合格跳转至步骤8，否则跳转至步骤1；
步骤8，进一步调节串联式电压质量调节器的输出电压在合格电压范围内且高于额定电压。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明中的中压配电网电能质量控制系统，利用中压链式SVG、中压无源补偿器、中压串联式电压质量调节器及中压终端调控单元的优势，通过充分挖掘变电站、中压线路、终端调控设备的调控裕度，提升中压配电系统的调控潜力，使中压配电网电能质量水平处于较好的状态，提升供电质量和供电可靠性，同时降低系统的线路网损率。
附图说明
附图1为本发明所述的中压配电网电能质量控制系统的结构图；
附图2为本发明所述的中压配电网电能质量控制系统关于电能质量及电压多级协调控制策略的逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
一种中压配电网电能质量控制系统，包括系统控制器、变电站调控单元、中压线路调控单元、中压终端调控单元、电流采样单元及电压采样单元。
该变电站调控单元包括并联接在变压站中压母线上的第一中压链式SVG和第一中压无源无功补偿，优先进行无功补偿，采用第一中压无源无功补偿进行粗调，而后采用第一中压链式SVG进行精细化补偿；
中压线路调控单元包括串联接入中压线路中的中压串联式电压质量调节器；中压终端调控单元包括并联接在中压线路终端上的第二中压链式SVG和第二中压无源无功补偿；系统控制器通过电流采样单元及电压采样单元与电网连接，用于采集电网的电流与电压；该系统控制器分别与变电站调控单元、中压线路调控单元、中压终端调控单元通讯连接，用于实现对各调控单元的运行调节。
本例中，该系统控制器由通讯单元、协调控制单元构成。具体的，该通讯单元采用了4G/5G无线通讯，搭建系统控制器与其他单元之间进行数据及控制指令的通讯交互；协调控制单元，根据各调控单元的电压以及功率因数数据进行逻辑分析和系统调度控制。
该控制系统的所有电能质量调节治理装置（单元）均具有自动调节控制功能和远控调节功能。
多级协调控制策略应按照如下原则：
a、各级装置均具备自我检测、自我控制、自我治理的能力；
b、在自控运行的基础上接受系统控制器的调度控制；
c、系统优先进行无功治理，再基于电压目标进行系统协调优化治理。
该控制系统调控时,具体步骤如下：
步骤1，将变电站电压、功率因数数据传输至系统控制器，将中压线路电压、功率因数数据传输至系统控制器，将中压终端电压、功率因数数据传输至系统控制器；
步骤2，依次判断中压终端调控单元、中压线路以及变电站的功率因数，若功率因数不满足，则进行本级化的无功补偿（如变电站优先由第一中压无源无功补偿即无功补偿电容器进行粗调，动态补偿部分由第一中压链式SVG精细调节补偿）如各级功率因数均合格，跳转至步骤3；
步骤3，判断变电站输出电压是否合格，如不合格跳转至步骤4，如合格跳转至步骤5；
步骤4，调节变电站输出电压至合格电压；
步骤5，进一步判断中压线路电压是否合格，如不合格跳转至步骤6，否则跳转至步骤7；
步骤6，调节串联式电压质量调节器输出，直至中压线路电压达到额定电压；
步骤7，判断中压终端电压是否合格，如不合格跳转至步骤8，否则跳转至步骤；
步骤8，进一步调节串联式电压质量调节器的输出电压在合格电压范围内，高于额定电压。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种中压配电网电能质量控制系统，其特征在于，包括系统控制器、变电站调控单元、中压线路调控单元、中压终端调控单元、电流采样单元及电压采样单元，
所述变电站调控单元包括并联接在变电站中压母线上的第一中压链式SVG和第一中压无源无功补偿；
所述中压线路调控单元包括串联接入中压线路中的中压串联式电压质量调节器；
所述中压终端调控单元包括并联接在中压线路终端上的第二中压链式SVG和第二中压无源无功补偿；
所述系统控制器通过电流采样单元及电压采样单元与电网连接，用于采集电网的电流与电压；
所述系统控制器分别与变电站调控单元、中压线路调控单元及中压终端调控单元通讯连接，用于实现对各调控单元的运行调节。
2.根据权利要求1所述的中压配电网电能质量控制系统，其特征在于，所述系统控制器由通讯单元、协调控制单元构成。
3.根据权利要求2所述的中压配电网电能质量控制系统，其特征在于，所述通讯单元采用了4G/5G无线通讯，搭建系统控制器与其他单元之间数据及控制指令的通讯交互；
所述协调控制单元，根据各调控单元的电压以及功率因数数据进行逻辑分析和系统调度控制。
4.基于权利要求1至3中任一权利要求所述的中压配电网电能质量控制系统进行电能质量控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将变电站、中压线路及中压终端的电压、功率因数数据分别传输至系统控制器；
步骤2，依次判断中压终端、中压线路以及变电站各自的功率因数是否合格，若均合格，跳至步骤3，若其中某一功率因数不合格，则进行本级化的无功补偿；
步骤3，判断变电站输出电压是否合格，如不合格跳转至步骤4，如合格跳转至步骤5；
步骤4，调节变电站输出电压至合格电压；
步骤5，判断中压线路电压是否合格，如不合格跳转至步骤6，否则跳转至步骤7；
步骤6，调节串联式电压质量调节器输出，直至中压线路电压达到额定电压；
步骤7，判断中压终端电压是否合格，如不合格跳转至步骤8，否则跳转至步骤1；
步骤8，进一步调节串联式电压质量调节器的输出电压在合格电压范围内且高于额定电压。
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