CN204681094U - 配电网节能优化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的配电网节能优化系统，由数字电能信号检测单元(4)、控制器(6)、谐波滤波子系统(5)与无功补偿子系统(7)组成，所述谐波滤波子系统(5)与无功补偿子系统(7)一端接入配电网，另一端接地；控制器(6)通过RS485总线分别与数字电能信号检测单元(4)、谐波滤波子系统(5)与无功补偿子系统(7)相连接。本实用新型能动态跟踪谐波及无功功率变化，优化控制，滤除谐波，提高功率因数，确保配电网安全经济运行，可达到节能效果。

Description

配电网节能优化系统

技术领域

本发明涉及谐波滤波和无功补偿领域，特别是涉及一种配电网节能优化系统。

背景技术

随着电力系统的发展，各行业领域使用的非线性负载和感性负载的数量越来越大，在配电网中产生大量谐波，功率因数降低，从而使电能质量变差，影响了电网中其它设备的正常运行。

针对上述问题，本专利申请人先前申报的专利“动态调谐滤波器(200910063641.0)”和“用于复合电力负载的动态谐波滤波器(ZL201420115270.2)”，主要涉及一种动态滤波装置，该装置的应用可以动态调节可变电抗器的电感量，滤除单一频次的电网谐波，有效滤除电路中的谐波，同时能提供一部分无功功率，保证设备安全稳定运行；专利“基于可变电抗的静止无功补偿器(ZL20092008 7271.X)”，通过智能控制器控制可变电抗器，改变流过可变电抗器的电流，从而使无功补偿器电路吸收或者发出无功功率，实现负荷动态无功功率补偿的目的。

上述专利在谐波滤波与无功补偿方面均能达到良好的效果，但并未考虑两者之间的相互影响。配电网中的谐波大致使无法投入无功补偿装置，严重时可烧坏无功补偿装置的核心器件(如补偿电容)。为此，本实用新型提供一种配电网节能优化系统，使谐波滤波子系统和无功补偿子系统协调配合，动态跟踪谐波及无功功率变化，优化控制，滤除谐波，提高功率因数，实现节能的同时保证配电网中其它设备能正常运行。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是：针对非线性负载和感性负载在配电网中产生的大量谐波，使功率因数降低，电能质量变差，致使电网中其它设备不能正常运行等问题，提供一种配电网节能优化系统。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：由数字电能信号检测单元、控制器、谐波滤波子系统与无功补偿子系统组成；所述谐波滤波子系统与无功补偿子系统的一端接入配电网，另一端接地；控制器通过RS485总线分别与数字电能信号检测单元、谐波滤波子系统与无功补偿子系统相连接。

所述的控制器采用PLC控制系统。 

所述的PLC控制系统主要由与电源相连的PLC控制器、数字电能信号检测单元和人机界面组成。

所述的人机界面采用MCGS触摸屏。

本实用新型与现有技术相比具有以下的优点：

(1)配电网节能优化方法具有“滤除谐波和无功补偿”双重功能，实现节能，保证配电 网中其它设备能正常运行。

(2)根据谐波电流值，投入/切出谐波滤波子系统，滤除谐波，保证电网稳定地运行，并提供一定的无功补偿，可达到10％左右的节能效果。

(3)根据所需补偿的无功补偿量，投入/切出无功补偿子系统，向配电网发出无功，提高功率因数，实现对配电网的动态无功快速补偿。

(4)控制器采用智能控制策略，使谐波滤波子系统与无功补偿子系统协调地工作，实现最佳谐波滤波及无功补偿。

总之，本实用新型能动态跟踪谐波及无功功率变化，优化控制，滤除谐波，提高功率因数，保证电网压降在5％以内，可达到节能效果。

附图说明

图1是本实用新型配电网节能优化系统的原理图。

图中：1.高压隔离开关；2.高压断路器；3.电压电流互感器；4.数字电能信号检测单元；5.谐波滤波子系统；6.控制器；7.无功补偿子系统。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供的配电网节能优化系统，其结构如图1所示，由数字电能信号检测单元4、控制器6、谐波滤波子系统5与无功补偿子系统7组成。谐波滤波子系统5与无功补偿子系统7一端接入配电网，另一端接地；控制器通过RS485总线分别与数字电能信号检测单元4、谐波滤波子系统5与无功补偿子系统7相连接。

所述的数字电能信号检测单元4可购买电子式电能采集模块WB1867B35，通过分析处理电压电流互感器3检测到的配电网中的电压和电流信号，得到有功功率、无功功率、功率因数、谐波电流等电能参数。

所述的谐波滤波子系统5在滤除谐波的同时，能提供一部分无功功率，可达到10％左右的节能效果。为了防止因谐波滤波子系统5提供无功而产生过补偿，采用“先投切，后切除”方法。

所述的谐波滤波子系统5可选用本申请人发明的“用于复合电力负载的动态谐波滤波器(ZL201420115270.2)”或“动态调谐滤波器(200910063641.0)”。

所述的无功补偿子系统7根据实时检测的电能信号，将所需无功补偿量用于调节无功补偿子系统7参数，实现对配电网的动态无功快速补偿。

所述的无功补偿子系统7可选用申请人发明的“基于可变电抗的静止无功补偿器(ZL200920087271.X)”。

所述的控制器6采用PLC控制系统，使谐波滤波子系统5与无功补偿子系统7协调地工作，实现最佳谐波滤波和无功补偿。该PLC控制系统由与电源相连的PLC控制器、数字电能信号检测单元4和人机界面等组成。

所述的人机界面可选用MCGS触摸屏。

本实用新型的具体工作过程如下：

步骤一：手动合闸高压隔离开关1(QS)、高压断路器2(QF)，电路中的数字电能信号检测单元4和控制器6接入电源，控制器6开始工作；

步骤二：数字电能信号检测单元4分析处理电压电流互感器3采集的电流电压，得到谐波电流Ih；

步骤三：控制器6根据谐波电流值Ih，投入/切出谐波滤波子系统5。当Ih大于指标Ib时，闭合接触器KM1，投入谐波滤波子系统5，滤除谐波，保证电网稳定地运行，并提供一定的无功补偿；

步骤四：谐波滤波子系统5运行正常后，数字电能信号检测单元4分析处理电压电流互感器3采集的电流电压，得到有功功率P、无功功率Q、功率因数ph；

步骤五：控制器6根据P、Q和ph，计算所需补偿的无功补偿量Qb，据此投入/切出无功补偿子系统7。当ph不满足要求Phn(<0.90)时，闭合接触器KM2，投入无功补偿子系统，向配电网发出无功，提高功率因数。

通过以上步骤一至步骤五，谐波滤波子系统和无功补偿子系统协调配合，动态跟踪谐波及无功功率变化，优化控制，滤除谐波，提高功率因数，确保配电网安全经济运行。

当配电网节能优化系统出现故障或人为停车时，首先断开交流接触器KM2，切除无功补偿子系统7然后断开交流接触器KM1，切除谐波滤波子系统5，使配电网节能优化系统正常停车。

本实用新型配电网节能优化系统，其结合谐波滤波技术与无功补偿技术，可滤除非线性负载和感性负载在配电网中产生谐波，提高功率因数和电能质量，使电网中其它设备能正常运行，并实现节能。

Claims (4)

1.配电网节能优化系统，其特征是由数字电能信号检测单元（4）、控制器（6）、谐波滤波子系统（5）与无功补偿子系统（7）组成；所述谐波滤波子系统（5）与无功补偿子系统（7）一端接入配电网，另一端接地；控制器（6）通过RS485总线分别与数字电能信号检测单元（4）、谐波滤波子系统（5）与无功补偿子系统（7）相连接。

2.根据权利要求1所述的配电网节能优化系统，其特征在于所述的控制器（6）采用PLC控制系统。

3.根据权利要求2所述的配电网节能优化系统，其特征在于所述的PLC控制系统主要由与电源相连的PLC控制器、数字电能信号检测单元（4）和人机界面组成。

4.根据权利要求3所述的配电网节能优化系统，其特征在于：所述的人机界面采用MCGS触摸屏。