[发明专利]基于实时潮流的农网台区电能电压平衡控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电能治理领域，特别涉及一种基于实时潮流的农网台区电能电压平衡控制系统及方法。

背景技术

合理地设计电网结构是解决电压质量问题的根本措施，但受城市建筑物或街区市政规划等条件的限制，许多地方存在线路过长的问题，也因此导致了变电站线路长短不一。对于这种情况，在街区内插入变电站实现起来很困难，仅靠控制变电母线的电压，很难满足长线路用户对电压合格率的要求。

农村用户居住分散，造成供电半径大即线路较长，但每个用户的负荷又不是很大。在这种情况下，如果插入变电站或对电网进行改造，需要较大投资，因此选择电压调节装置在技术和经济上都具有优势。

目前国内外在配电室馈线端投入使用并且基本满足要求的电能质量控制补偿装置主要有：SVC、TSC、SVG和DVR等。这些装置是以补偿无功功率或有功功率来减少线路上电压损耗，从而提高负荷端电压；其中DVR是通过串接于线路中的变压器向系统注入幅值、相角和频率可控的电压，从而保证负荷端的电压质量，但其本质也是与系统之间交换有功和无功功率，并且需要进行整流、逆变以及使用IGBT来实现电压的动态调节，其电路复杂、要求处理速度极快且成本较高。并且这些装置大都是针对配电网电压低于额定值的情况采取调节措施，对于电压高于额定值的情况作用不大；另外，这些补偿装置在系统中投入或切除时都会引起电路中的暂态现象，给系统注入谐波，这都是很不利的方面。

对于农村电网，其不仅存在配变台区三相不平衡与功率因数偏低的问题，而且存在线路末端电压偏高或者偏低的问题，特别是农村偏远地区，在用电高峰时期(节假日，或者农忙灌溉季节)，变压器负荷很重，再加上农村低压电力线线径小，远离变压器台区的电力用户电压降很大，长期电压很低，低电压越限甚至低到160V以下，不仅电能质量差，网络损耗也大大增加，有些电器因电压低不能正常工作。但是，当负荷较轻时，因为了变压器的调压档位没有得到及时回调(为了应对末端电压过低时特意调高了档位)，导致出现首端，甚至于末端电压过高。

目前，针对农村配变台区三相不平衡与功率因数偏低的问题，以及首端/末端高、低电压问题，各供电公司采取了一系列措施。常见的方法是对负载重的相序进行换相，但是由于单相用电设备使用的同时较低，且受到不频繁的间断性和四季更替的用电性质的影响，使得用电客户每个月的用电存在较大差异，导致配电变压器的三相负荷更加不平衡，治理效果不理想。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、可实现配变三相不平衡以及线路首/末端高低压的综合治理的基于实时潮流的农网台区电能电压平衡控制系统。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于实时潮流的农网台区电能电压平衡控制系统，包括集中控制器；位于农网线路末端，用于治理线路首末端高低电压的低电压调节装置；位于农网线路首端，用于无功补偿及校正配变三项不平衡的三相不平衡及无功补偿控制装置，所述集中控制器分别与低电压调节装置、三相不平衡及无功补偿控制装置相连。

上述基于实时潮流的农网台区电能电压平衡控制系统中，所述集中控制器包括控制单元、时钟模块、存储模块、显示模块、通信模块、电源模块、采样模块和开入开出模块，所述控制单元分别与时钟模块、存储模块、显示模块、通信模块、电源模块和开入开出模块相连，所述采样模块的输入端与低电压调节装置相连，采样模块的输出端与控制单元相连。

上述基于实时潮流的农网台区电能电压平衡控制系统中，所述集中控制器还包括看门狗模块，看门狗模块与控制单元相连。

一种利用上述的基于实时潮流的农网台区电能电压平衡控制系统来控制电能电压平衡的方法，包括以下步骤：

步骤一：所有的低电压调节装置读取各自输入端的电压、电流和输出端的电压、电流，记第j个低电压调节装置读取的输入端的电压、电流分别为U_j,i、I_j,i，输出端的电压、电流分别为U_j,0、I_j,0；三相不平衡及无功补偿控制装置读取其输入端的三相电压U_a，U_b，U_c；

步骤二：判断三相不平衡及无功补偿控制装置输入端的三相电压U_a，U_b，U_c是否越限，若是，则进入步骤三；若不是，则满足要求，进入步骤四；