本發(fā)明涉及無功補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及應(yīng)用于配電網(wǎng)的智能無功補(bǔ)償裝置。

背景技術(shù)：

長期以來,我國對高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的無功電壓優(yōu)化投資較大,已有很多較成熟的控制系統(tǒng),比如調(diào)度自動化系統(tǒng)(SCADA),能量管理系統(tǒng)(EMS),大部分地區(qū)還有AVC系統(tǒng)。

但對10kV以下配電網(wǎng)的無功電壓優(yōu)化國內(nèi)外研究都較少,可進(jìn)行參考的也不多見。

隨著配電網(wǎng)負(fù)荷增長愈來愈快,尤其是旋轉(zhuǎn)電機(jī)負(fù)荷,農(nóng)村空調(diào)負(fù)荷與日俱增,導(dǎo)致配電網(wǎng)電壓過低。

對10kV及以下配電網(wǎng),特別是農(nóng)村電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造,是一個十分突出的社會問題。

在10kV以下配電網(wǎng)方面,由于長期投資少,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)老化等問題,相關(guān)的無功電壓優(yōu)化控制系統(tǒng)的研究較為少見。對于這部分無功缺額,主要是在10kV高壓側(cè)和線路末端加裝由并聯(lián)電容器組構(gòu)成的自動控制裝置，采用的是集中補(bǔ)償方式，但這種裝置僅僅能實(shí)現(xiàn)局部的電壓調(diào)節(jié)功能，只能做到靜態(tài)補(bǔ)償，而不能在全網(wǎng)內(nèi)采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時動態(tài)補(bǔ)償。

對于10kV線路較長,公用變壓器沒有對低壓無功缺額進(jìn)行補(bǔ)償,或者補(bǔ)償達(dá)不到要求,造成很大的無功缺口，通過在桿塔上安裝線路補(bǔ)償裝置,能夠做到就地補(bǔ)償,使整個配電網(wǎng)電壓合格,損耗降低。

現(xiàn)有文獻(xiàn)中公開了10kV線路補(bǔ)償裝置,采用單片機(jī)作為主控芯片,能達(dá)到預(yù)期目標(biāo),控制效果良好,但沒有對補(bǔ)償電容器控制策略進(jìn)行深層次的研究,系統(tǒng)不夠完善。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對于配電網(wǎng)的智能無功補(bǔ)償問題，尚缺乏有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了應(yīng)用于配電網(wǎng)的智能無功補(bǔ)償裝置，包括自動調(diào)節(jié)控制器，所述自動調(diào)節(jié)控制器的輸入端分別與采集三相線中的C相線電流的電流互感器TA、分別采集兩組電容器電流電流互感器TA1及電流互感器TA2、采集三相線中的B、C相線電壓的電壓互感器相連，所述自動調(diào)節(jié)控制器根據(jù)接收的信號進(jìn)行處理后得到電壓、電流、功率因數(shù)、有功和無功數(shù)據(jù),并將上述數(shù)據(jù)與設(shè)置值進(jìn)行比較，所述自動調(diào)節(jié)控制器根據(jù)比較結(jié)果通過控制回路控制高壓接觸器實(shí)現(xiàn)對兩組并聯(lián)電容器的投切控制。

進(jìn)一步的，所述兩組并聯(lián)電容器分別通過各自對應(yīng)的高壓接觸器與相應(yīng)的兩組電阻相連。

進(jìn)一步的，所述兩組電阻均連接至三相線，所述三相線還與跌落式熔斷器相連。

進(jìn)一步的，所述三相線還與跌落式熔斷器的輸出端還通過避雷器接地。

進(jìn)一步的，所述自動調(diào)節(jié)控制器將配電線路的實(shí)時數(shù)據(jù)采用GPRS將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述電容器采用單星形布線方式，用高壓接觸器進(jìn)行投切,避免采用電力電子設(shè)備投切引入諧波。

進(jìn)一步的，所述電流互感器采用非接入式高壓電流互感器,這種新式的互感器能夠很精確地把一次側(cè)電流變換成為二次側(cè)的電壓輸出,因而,很好的解決了二次側(cè)在開路時產(chǎn)生高電壓的風(fēng)險(xiǎn),體積小,重量輕,安裝方便。

進(jìn)一步的，所述電壓互感器采樣線電壓,主要供給配電線路電壓信號,同時為自動調(diào)節(jié)控制器和控制回路供給能量。

進(jìn)一步的，所述電流互感器TA采樣C相電流,根據(jù)三相對稱得出A、B相電流，經(jīng)轉(zhuǎn)換之后得到采樣信號,信號由A/D轉(zhuǎn)換后得出電壓、電流、功率因數(shù)、有功和無功。

進(jìn)一步的，所述電流互感器TA1和TA2采樣電容器電流,用來判斷真空接觸器是否投切成功,并為電容器的保護(hù)提供硬件支持。

進(jìn)一步的，應(yīng)用于配電網(wǎng)的智能無功補(bǔ)償裝置適應(yīng)于10kV線路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明針對現(xiàn)有補(bǔ)償設(shè)備的不足,結(jié)合配網(wǎng)的特點(diǎn),為包含兩組電容器的動態(tài)無功補(bǔ)償裝置,采用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動控制,能夠彌補(bǔ)以往裝置的不足,同時兩組電容器共用一套保護(hù)裝置,大大節(jié)省了開發(fā)費(fèi)用。

采用TI公司C2000系列TMS320F2812作為主控元件，能夠快速精確的采集和處理數(shù)據(jù)。

采用GPRS進(jìn)行實(shí)時無線通信,將所采集的數(shù)據(jù)信號傳輸給上位機(jī),避免采用線路傳輸?shù)牟环€(wěn)定性。這種方式還能夠提供公用變壓器低壓側(cè)缺少無功補(bǔ)償?shù)谋锥?避免大量無功的沿線傳輸；不需要另外架設(shè)電桿,減少投資,特別適用于線路過長,無功得不到合理補(bǔ)償?shù)木€路,經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)明顯,在配電網(wǎng)中將會有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，本申請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在配電網(wǎng)的智能無功補(bǔ)償不足，為了解決如上的技術(shù)問題，本申請?zhí)岢隽藨?yīng)用于配電網(wǎng)的智能無功補(bǔ)償裝置。

配電網(wǎng)規(guī)劃是一個非線性、多條件約束的復(fù)雜組合優(yōu)化問題。針對配電網(wǎng)現(xiàn)有的補(bǔ)償水平,本申請為一種10kV線路無功補(bǔ)償裝置,在前人靜態(tài)補(bǔ)償裝置的基礎(chǔ)上,采用兩組電容器進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償；投切方式采用循環(huán)投切,能夠避免投切振蕩問題。自動調(diào)節(jié)控制器采用處理數(shù)據(jù)能力更強(qiáng)的主控芯片,包括DSP復(fù)位電路、信號調(diào)理電路、鍵盤和顯示電路等。將傳統(tǒng)的九區(qū)圖進(jìn)行擴(kuò)展,能夠?qū)山M并聯(lián)電容器實(shí)時準(zhǔn)確投切,先投先切、保證電容器的使用壽命。整個裝置能對配電網(wǎng)龐大的數(shù)據(jù)能夠更快的進(jìn)行計(jì)算并將數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器。并采用GPRS進(jìn)行無線傳輸線路信息,最大限度的使后臺客戶端能夠?qū)崟r跟蹤各節(jié)點(diǎn)的電壓變化。以網(wǎng)損最小為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化算法確定10kV最優(yōu)補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)和補(bǔ)償容量,采用“高峰計(jì)算,低谷校驗(yàn)”或“低谷計(jì)算,高峰校驗(yàn)”確定0.4kV側(cè)電容器補(bǔ)償容量。

本申請的一種典型的實(shí)施方式中，如圖1所示，提供了應(yīng)用于配電網(wǎng)的智能無功補(bǔ)償裝置，設(shè)計(jì)一種10kV線路補(bǔ)償裝置,采用擴(kuò)展的九區(qū)圖對兩組并聯(lián)電容器進(jìn)行投切控制，主控芯片能夠快速處理配電線路的實(shí)時數(shù)據(jù),并采用GPRS將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)控制系統(tǒng)。

智能無功投切裝置的研制，對于線路補(bǔ)償裝置，目前沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但主要部分基本相同，包含跌落式熔斷器、避雷器、控制部分、電容器和其他一些開關(guān)設(shè)備。本發(fā)明的裝置如圖1所示,在線路補(bǔ)償裝置中,采用并聯(lián)電容器組,基于其體積小可以按照容量進(jìn)行定制,優(yōu)越性明顯,電容器采用單星形布線方式,用高壓接觸器進(jìn)行投切,避免采用電力電子設(shè)備投切引入諧波。電流互感器采用非接入式高壓電流互感器,這種新式的互感器能夠很精確地把一次側(cè)電流變換成為二次側(cè)的電壓輸出,因而,很好的解決了二次側(cè)在開路時產(chǎn)生高電壓的風(fēng)險(xiǎn),體積小,重量輕,安裝方便。電壓互感器采樣線電壓,主要供給電壓信號,同時為控制器和控制回路供給能量。電流互感器TA采樣C相電流,根據(jù)三相對稱得出A、B相電流,經(jīng)轉(zhuǎn)換之后得到采樣信號,信號由A/D轉(zhuǎn)換后得出電壓、電流、功率因素、有功和無功,與系統(tǒng)設(shè)置值進(jìn)行比較,生成電容器投切命令控制電容器的投切。TA1和TA2采樣電容器電流,用來判斷真空接觸器是否投切成功,并為電容器的保護(hù)提供硬件支持。避雷器和熔斷器的作用分別是防雷保護(hù)和電容器短路保護(hù)。

上位機(jī)控制系統(tǒng)與下位機(jī)控制器通過GPRS通信,將采集到的數(shù)據(jù)和SCADA提供的10kV線路首端的數(shù)據(jù)結(jié)合,優(yōu)化計(jì)算生成控制命令,驅(qū)動控制裝置控制相關(guān)的補(bǔ)償設(shè)備動作。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。