CN113346511A - 一种无功功率补偿的修正方法 - Google Patents
一种无功功率补偿的修正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113346511A CN113346511A CN202110654324.7A CN202110654324A CN113346511A CN 113346511 A CN113346511 A CN 113346511A CN 202110654324 A CN202110654324 A CN 202110654324A CN 113346511 A CN113346511 A CN 113346511A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- impedance
- compensation
- power
- frequency
- power frequency
- 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.)
- Granted
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 30
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
本发明提供了一种无功功率补偿的修正方法，该方法分别测量位于工频两侧不同频率下的阻抗值，最后比较上一步测量的阻抗，进行补偿修正，整个过程不需要测量电压和电流的相角差。该修正方法，是区别于现有传统的补偿方法，不需要测量电压和电流的相角差的方法，简化了测量方案，降低了设备成本，减少了故障率，提高了稳定性。
Description
技术领域
本发明属于无功功率补偿的技术领域，特别涉及一种无功功率补偿的修正方法。
背景技术
电功率分为：有功功率(P)、无功功率(Q)和视在功率(S)。通常来说，无功功率补偿，也称无功补偿、功率因素补偿等。S2＝P2+Q2，其中功率因素(PF)＝P/S，由此可见，视在功率S只是有功功率P和无功功率Q的数学归一化表达而已。所以，实际上设备消耗的就是有功功率P和无功功率Q；而电能表计量的数据只计算有功电能。虽然无功电能不计费，但是无功功率高了，PF就会小，电力公司会罚款。
另外，PF越小，消耗同等有功功率，线路中的电流的绝对值就会增加，带来线路损耗增加，加快线路老化等问题。
功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标，用电设备在消耗有功功率的同时，还需大量的无功功率由电源送往负荷，功率因数反映的是用电设备在消耗一定的有功功率的同时所需的无功功率。电网中无功功率消耗很大，大约有50％的无功功率消耗在输、变、配电设备上，50％的无功功率消耗于电力用户。为了减少无功功率消耗和由此而造成的电网有功损耗，就必须减少无功功率在电网中的流动，即提高电网负荷的功率因数，从而达到节约电能，降低损耗的目的。
无功功率是有些设备必须要消耗的，这是没有办法消除的。但是可以就近提供无功功率，减少无功功率在电网中的流动，这就是所谓的无功功率补偿。
基于有功功率P＝UIcosφ，表示实际吸收的功率，单位用W表示。无功功率Q＝UIsinφ，此能量在往复交换的过程中，没有消耗掉。单位用Var表示。视在功率S S＝UI，单位用VA表示。φ：表示电压U和电流I的相角差。
纯电容和纯电感电压U和电流I的相角差都是90°，一个提前90°，一个滞后90°，所以纯电容和纯电感的P＝UIcosφ＝UIcos(90°)＝0W；
也就说，纯电容和纯电感在电路中有功功率为0，不消耗有功电能，这就是他们被称为储能元件的原因。
实际应用中，基于上述的原理，为了做到无功功率补偿，都是先测量电压和电流的相角差，然后依据这个相角差，投切适当的电容或电感来达到就近补偿无功功率的目的，即这相当于使得补偿后的PF尽量接近1。
发明内容
技术问题：为了解决上述无功功率补偿时需要测量电压和电流的相角差的技术难题，本发明提供了一种无功功率补偿的修正方法，是区别于现有传统的补偿方法，不需要测量电压和电流的相角差的方法。
具体技术内容，该方法包括：
(1)当工频F0下呈现容性阻抗时，则F0+f下阻抗会变小，F0-f下阻抗会变大，通过减少补偿电容和/或增加补偿电感进行补偿或修正处理；
(2)当工频F0下呈现感性阻抗时，则F0+f下阻抗会变大，F0-f下阻抗会变小，通过增加补偿电容和/或减少补偿电感，进行补偿或修正处理；
(3)当工频F0下呈现纯电阻性质的阻抗特征时，则在F0+f和F0-f下阻抗不变，不需要补偿或修正处理；
其中f为某一数值的频率。
进一步地，也就是，该方法包括
(1)当工频F0下呈现容性阻抗时，则大于F0阻抗会变小，小于F0阻抗会变大，通过减少补偿电容和/或增加补偿电感进行补偿或修正处理；
(2)当工频F0下呈现感性阻抗时，则大于F0阻抗会变大，小于阻抗会变小，增加补偿电容和/或减少补偿电感，进行补偿或修正处理；
(3)当工频F0下呈现纯电阻性质的阻抗特征时，则大于F0和小于F0阻抗基本不变，不需要补偿或修正处理。
作为本发明的具体实施方式，工频F0为标准交流电工频50Hz，具体为：该方法满足以下约束条件：
①用电负载在工频下的容抗和感抗平衡时，呈现出纯电阻特性的阻抗特征，表现为功率因素为1，在更低频(F0-f)和更高频(F0+f)下，阻抗变化不明显；
②在工频下呈现容抗特征时，更低频阻抗变大，更高频阻抗变小；
③在工频下呈现感抗特征时，更低频阻抗变小，更高频阻抗变大。
作为本发明的具体实施方式，工频F0为标准交流电工频50Hz，具体为：
如果50Hz下呈现容性阻抗，则在工频50+(1～45)Hz下的阻抗会变小，在工频50-(1～45)Hz下的阻抗会变大，通过减少补偿电容和/或增加补偿电感进行补偿或修正处理。
如果50Hz下呈现感性阻抗，则在工频50+(1～45)Hz下的阻抗会变大，在工频50-(1～45)Hz下的阻抗会变小，通过增加补偿电容和/或减少补偿电感进行补偿或修正处理。
进一步地，当f为10Hz时，本发明的方法具体为：
如果50Hz下呈现容性阻抗，则在60Hz下的阻抗会变小，40Hz下的阻抗会变大，通过减少补偿电容和/或增加补偿电感进行补偿或修正处理；。
如果50Hz下呈现感性阻抗，则在60Hz下的阻抗会变大，40Hz下的阻抗会变小，通过增加补偿电容和/或减少补偿电感，进行补偿或修正处理。
有益效果：本发明提供的无功功率补偿的修正方法，是区别于现有传统的补偿方法，不需要测量电压和电流的相角差的方法，简化了测量方案，降低了设备成本，减少了故障率，提高了稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例1中电阻R、电感L、电容c的阻抗频率特性曲线。
图2为本发明实施例1的工频下阻抗平衡。
图3为本发明实施例1的负载呈现强感性负载特性。
图4为本发明实施例1的负载呈现强容性负载特性。
具体实施方式
下面对本发明附图结合实施例作出进一步说明。
无功功率补偿的修正方法，是区别于现有传统的补偿方法，不需要测量电压和电流的相角差的方法，
具体技术内容：该方法是满足以下的约束条件：
①用电负载在工频下的容抗和感抗平衡时，呈现出纯电阻特性的阻抗特征，表现为功率因素为1，在本方法更低频(F0-f)和更高频(F0+f)下，阻抗变化不明显；
②在工频下呈现容抗特征时，更低频阻抗变大，更高频阻抗变小；
③在工频下呈现感抗特征时，更低频阻抗变小，更高频阻抗变大。
本发明的修正方法，包括：
(1)当工频F0下呈现容性阻抗时，则F0+f下阻抗会变小，F0-f下阻抗会变大，通过减少补偿电容和/或增加补偿电感进行补偿或修正处理；
(2)当工频F0下呈现感性阻抗时，则F0+f下阻抗会变大，F0-f下阻抗会变小，通过增加补偿电容和/或减少补偿电感，进行补偿或修正处理；
(3)当工频F0下呈现纯电阻性质的阻抗特征时，则在F0+f和F0-f下阻抗基本不变，不需要补偿或修正处理；
其中f为某一数值的频率。
作为本发明的具体实施方式，工频F0为标准交流电工频50Hz，f为10H时，具体为：
如果50Hz下呈现容性阻抗，则在60Hz下的阻抗会变小，40Hz下的阻抗会变大，通过减少补偿电容和/或增加补偿电感进行补偿或修正处理；。
如果50Hz下呈现感性阻抗，则在60Hz下的阻抗会变大，40Hz下的阻抗会变小，通过增加补偿电容和/或减少补偿电感，进行补偿或修正处理。
该方法通过测量位于工频两侧不同频率下的阻抗，比较上一步测量的阻抗，进行补偿修正，整个过程不需要测量电压和电流的相角差。
实施例1
本发明中为了简化阻抗的测量，可以不直接测量负载在某一频率下的阻抗准确值，而是分别测量位于工频两侧不同频率下的阻抗值(不需要准确，只要和实际准确阻抗线性相关)，然后再比较他们的相对大小即可，如图3、图4所示。
该实施例是先由测量电路分别产生40Hz和60Hz的正弦波探测信号源，各自通过各自的分压网络接到负载的供电电路上，各自分别测量负载的分压情况，再通过比较测量结果的大小，去做补偿的调整。
具体内容为：比较位于工频两侧不同频率下的阻抗，具体的可以为负载在40Hz和60Hz的阻抗，进行比较：
图3中，负载呈现强感性负载特性，负载在60Hz下的阻抗大于40Hz下的阻抗。
图4中，负载呈现强容性负载特性，负载在60Hz下的阻抗小于40Hz下的阻抗。
也就是说：当Z40>Z60，表示呈现容抗特性，则减少补偿电容和/或增加补偿电感；
当Z40<Z60，表示呈现感抗特性，则减少补偿电感和/或增加补偿电容；
如果，Z40等于Z60，表示当前负载的电容和电感在50Hz下，大致互相平衡。不需要修改补偿策略。
作为本发明的另一种实施方式，可以比较负载在40Hz和59Hz下的阻抗，获得了上述相同的实验结果数据，也验证了本发明修正方法的可靠性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种无功功率补偿的修正方法，其特征在于：该方法包括
(1)当工频F0下呈现容性阻抗时，则在F0+f下阻抗会变小，在F0-f下阻抗会变大，通过减少补偿电容和/或增加补偿电感进行补偿或修正处理；
(2)当工频F0下呈现感性阻抗时，则在F0+f下阻抗会变大，在F0-f下阻抗会变小，通过增加补偿电容和/或减少补偿电感进行补偿或修正处理；
(3)当工频F0下呈现纯电阻性质的阻抗特征时，则在F0+f和F0-f下阻抗不变，不需要补偿或修正处理；
其中f为某一数值的频率。
2.根据权利要求1所述无功功率补偿的修正方法，其特征在于：该方法满足以下约束条件：
①用电负载在工频下的容抗和感抗平衡时，呈现出纯电阻特性的阻抗特征，表现为功率因素为1，在本方法更低频F0-f和更高频F0+f下，阻抗变化不明显；
②在工频下呈现容抗特征时，更低频阻抗变大，更高频阻抗变小；
③在工频下呈现感抗特征时，更低频阻抗变小，更高频阻抗变大。
3.根据权利要求1或2所述无功功率补偿的修正方法，其特征在于：工频F0为标准交流电工频50Hz，具体为：
如果50Hz下呈现容性阻抗，则在工频50+(1～45)Hz下的阻抗会变小，在工频50-(1～45)Hz下的阻抗会变大，通过减少补偿电容和/或增加补偿电感进行补偿或修正处理。
如果50Hz下呈现感性阻抗，则在工频50+(1～45)Hz下的阻抗会变大，在工频50-(1～45)Hz下的阻抗会变小，通过增加补偿电容和/或减少补偿电感进行补偿或修正处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110654324.7A CN113346511B (zh) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 一种无功功率补偿的修正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110654324.7A CN113346511B (zh) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 一种无功功率补偿的修正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113346511A true CN113346511A (zh) | 2021-09-03 |
| CN113346511B CN113346511B (zh) | 2024-12-06 |
Family
ID=77476731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110654324.7A Active CN113346511B (zh) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 一种无功功率补偿的修正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113346511B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO20220626A1 (en) * | 2022-05-31 | 2023-12-01 | Wei Hua | A method for improving power transmission efficiency |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1414679A (zh) * | 2002-09-27 | 2003-04-30 | 艾默生网络能源有限公司 | 无功补偿装置的控制方法及装置 |
| CN1971292A (zh) * | 2006-11-28 | 2007-05-30 | 南京师范大学 | 开关电源emi噪声源内阻抗测定装置及测定方法 |
| CN101093235A (zh) * | 2007-07-20 | 2007-12-26 | 南京师范大学 | 基于Hilbert变换和电流探头的开关电源EMI噪声源内阻抗测试系统及测定方法 |
| CN101409450A (zh) * | 2007-11-30 | 2009-04-15 | 澳门大学 | 通过容性阻抗连接的静态同步无功补偿装置及控制方法 |
| CN107453373A (zh) * | 2017-09-12 | 2017-12-08 | 南京中探海洋物联网有限公司 | 一种无功功率补偿方法 |
-
2021
- 2021-06-11 CN CN202110654324.7A patent/CN113346511B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1414679A (zh) * | 2002-09-27 | 2003-04-30 | 艾默生网络能源有限公司 | 无功补偿装置的控制方法及装置 |
| CN1971292A (zh) * | 2006-11-28 | 2007-05-30 | 南京师范大学 | 开关电源emi噪声源内阻抗测定装置及测定方法 |
| CN101093235A (zh) * | 2007-07-20 | 2007-12-26 | 南京师范大学 | 基于Hilbert变换和电流探头的开关电源EMI噪声源内阻抗测试系统及测定方法 |
| CN101409450A (zh) * | 2007-11-30 | 2009-04-15 | 澳门大学 | 通过容性阻抗连接的静态同步无功补偿装置及控制方法 |
| CN107453373A (zh) * | 2017-09-12 | 2017-12-08 | 南京中探海洋物联网有限公司 | 一种无功功率补偿方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO20220626A1 (en) * | 2022-05-31 | 2023-12-01 | Wei Hua | A method for improving power transmission efficiency |
| WO2023234783A1 (en) | 2022-05-31 | 2023-12-07 | Wei Hua | The maximum transmission efficiency method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113346511B (zh) | 2024-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Heydt et al. | Pitfalls of electric power quality indices | |
| US8076910B2 (en) | Power factor correction using hierarchical context of a power monitoring system | |
| Sharon | Power factor definitions and power transfer quality in nonsinusoidal situations | |
| CN112217225B (zh) | 直流微电网自适应虚拟阻容控制方法 | |
| US5539651A (en) | Apparatus and method for determining the effects of harmonics on electric power systems | |
| JP2012178962A (ja) | 進相コンデンサ用制御装置 | |
| CN111600318A (zh) | 一种实现目标三相不平衡度的电流检测方法 | |
| CN113346511A (zh) | 一种无功功率补偿的修正方法 | |
| Taiwo et al. | Investigation of voltage unbalance in low voltage electric power distribution network under steady state mode | |
| US20170214315A1 (en) | Control apparatus and method in static var compensator system | |
| CN107482641B (zh) | 与智能电容器组配合工作的svg控制方法 | |
| CN111525576A (zh) | 一种无功补偿与谐波抑制节能协调控制方法 | |
| CN104678219B (zh) | 一种基于大电流试验系统的电容补偿配合的方法 | |
| Sunarno et al. | Development of TCR-FC Reactive Power Compensation Device with Fuzzy Logic Control in Electric Power Networks | |
| CN107453373B (zh) | 一种无功功率补偿方法 | |
| Khaskheli et al. | Power quality improvement in power system network using unified power flow controller | |
| Akinsooto et al. | Energy savings calculation in a system with harmonics | |
| CN106253283B (zh) | 一种基于二次谐波混合有源滤波装置的控制方法 | |
| Adrikowski et al. | Selection of method for reactive power compensation and harmonic filtering in industrial plant | |
| CN203745631U (zh) | 一种避雷器在线监测装置校验系统 | |
| Rohouma et al. | Application of a Capacitor-Less D-STATCOM for Power Quality Enhancement in a Typical Telecom Data Center | |
| CN102386621A (zh) | 单调谐滤波器及其最佳品质因数的计算方法 | |
| Hanin et al. | The optimization of the filter compensating devices parameters choice at the enterprises of agro-industrial complex | |
| Diniş et al. | Power factor improvement in three-phase networks with unbalanced inductive loads using the Roederstein ESTAmat RPR power factor controller | |
| Du et al. | Harmonic voltage measurement based on capacitive equipment dielectric equivalent model and responding current |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20241105 Address after: 1103, Building 2, Hongtu Shangshui Courtyard, Software Avenue, Yuhua Street, Yuhuatai District, Nanjing City, Jiangsu Province 210000 Applicant after: Guo Zhangwen Country or region after: China Address before: 210000 12 / F, building B3, Huizhi Science Park, Hengtai Road, Nanjing Economic and Technological Development Zone, Jiangsu Province Applicant before: NANJING STINGRAY GEOPHYSICAL LTD. Country or region before: China |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |