[发明专利]一种电网无功补偿装置及方法

说明书

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