[发明专利]压控型无功自动补偿系统及其方法

权利要求书

1.一种压控型无功自动补偿系统，其特征在于，包括：无功补偿控制器以及依次串联于主变压器低压侧的断路器、电流互感器、自耦调压器、串联电抗器和电容器组，其中：无功补偿控制器分别采集来自主变压器低压侧的电压电流信息、来自断路器的开关信号、来自电流互感器的回路电流互感信息、来自自耦调压器的非电量监测信息，当系统出现电压或者功率因数越限时，无功补偿控制器根据控制优化算法计算出改变系统电压对电压的影响、改变无功功率对系统电压的影响、改变系统电压对功率因数的影响以及改变无功功率对功率因数的影响，并在满足限制条件的情况下，计算无功补偿的结果，即需要调节的电压或无功功率，相应向自耦调压器和主变压器分别输出调档指令；

所述的非电量监测信息是指：自耦调压器的运行状态，包括：自耦调压器的高温和超高温状态监测、自耦变压器的轻瓦斯和重瓦斯状态监测、自耦变压器的压力释放状态监测；

所述的调档指令是指：根据自耦调压器或主变压器当前档位计算需要调节的次数，确定调节档位，具体为：每调节一档后，无功补偿控制器即进行一次控制优化算法处理，并发出调节指令。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的调档指令中：自耦变压器调节优先级最高，其次是主变压器和自耦变压器组合，即：主变压器和自耦变压器同时作为调节对象，最后是主变压器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的无功补偿控制器根据是否接入自耦变压器和主变压器，根据实际情况来选择调节的对象。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的无功补偿控制器包括：带有主控芯片的AD电路、通过CAN总线与之相连的带有光电耦合器的IO电路以及AC电路，其中：AC电路将来自主变压器低压侧的电压电流信息、来自电流互感器的回路电流互感信息转换为低压模拟信号并传输到AD电路，AD电路将AC电路送来的低压模拟信号转换为数字信号并输出至主控芯片，AD电路的主控芯片根据内置的控制优化算法，经计算后通过IO电路分别向自耦调压器和主变压器输出调档指令。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征是，所述的AD电路将调档指令通过CAN总线输出至IO电路。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征是，所述的IO电路收到调档指令后，通过光电耦合器和功率继电器输出开关信号。

7.根据权利要求1或4所述的系统，其特征是，所述的控制优化算法是指：其中：U'为需要调节的电压，Q'为需要调节的无功功率，U为母线中有效电压，I为母线中的有效电流，ρ为电压U与功率因数的相关系数，ΔUu为改变系统电压对电压的影响，单位为Kv，ΔUq为改变无功功率对系统电压的影响，单位为Kv，为系统的功率因数，为改变系统电压对功率因数的影响(余弦值，无量纲)，为改变无功功率对功率因数的影响(余弦值，无量纲)，λ₁和λ₂为相关的比例系数，f₁和f₂为无功功率和系统电压调节过程中参与计算的相关元素的函数关系；并且上述变量满足：其中：F₁、F₂、F₃、F₄为无功功率调节过程中的四个限制关系式，为功率因数调节上限值，为功率因数调节下限值，U_MAX为系统电压调节的上限值，U_MIN为系统电压调节的下限值。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征是，所述的无功补偿控制器中设有电源模块，即POWER电路，该电源模块为整个无功补偿控制器1提供24V，+12V，-12V或5V工作电源；

所述的无功补偿控制器设有用于显示运行数据的HMI电路，该HMI电路通过CAN总线与AD电路进行数据交换，AD电路通过CAN总线将运行数据、历史数据、系统参数输出至HMI电路，HMI电路将相应的数据进行显示。