本發(fā)明涉及電網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備。

背景技術(shù)：

在我國的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中，存在如下幾個主要問題：

1、功率因數(shù)低

隨著人們生活水平的提高和家用電器的普及，大量采用電動機、壓縮機等旋轉(zhuǎn)設(shè)備和電力電子裝置獲得廣泛應(yīng)用，此類設(shè)備無功需求大，并產(chǎn)生大量高次諧波電流，造成整個低壓電網(wǎng)的功率因數(shù)很低，約在0.65－0.70之間，導(dǎo)致線損較高，對工業(yè)用戶來說，將因功率因數(shù)低而產(chǎn)生額外的無功罰款。

2、電壓合格率低

隨著供電半徑的增大在線路上會產(chǎn)生很大的電壓降，通常農(nóng)網(wǎng)末端用戶電壓低，設(shè)備無法正常運行；而城市電網(wǎng)在夜間負荷較輕時，由于電纜的大量采用，又會出現(xiàn)電壓偏高問題；同時配變的時段性負荷峰谷變化對電壓影響顯著，因負荷變化引起日電壓差可超過50v，也是電壓不合格的重要原因。

電壓過低的危害---

設(shè)備無法正常工作，燒毀電動機、增大線損、降低輸送能力等；

電壓過高的危害---

增加配變損耗，產(chǎn)生諧波、影響用電設(shè)備壽命等；

3、三相不平衡嚴重

在我國的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中，主要采用三相四線制的配電方式，由于低壓電網(wǎng)是三相生產(chǎn)用電與單相負載混合用電的供電網(wǎng)絡(luò)，而且單相用電的不同時性、臨時性等問題，導(dǎo)致低壓電網(wǎng)的三相不平衡問題一直十分突出，難以通過固定調(diào)配負荷的方式解決。

三相負荷不平衡及中性線電流的存在，大幅增加線路和配變損耗；

零序電流的存在，將使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱，配變的繞組絕緣因過熱而加快老化，導(dǎo)致設(shè)備壽命降低，嚴重時導(dǎo)致變壓器發(fā)熱燒毀；

由于三相不平衡，影響變壓器出力，單相出現(xiàn)嚴重過載，保護動作，無法繼續(xù)供電，需要擴容解決；

中心點電壓偏移，造成重載相電壓偏低，輕載相電壓偏高，危及設(shè)備安全；同時造成用戶側(cè)三相電壓不平衡，從而導(dǎo)致電動機效率降低。電動機的溫升和無功損耗，也將隨三相電壓的不平衡度而增大，電動機運行經(jīng)濟性和安全性大幅降低。

4、諧波問題

諧波電流在變壓器中，產(chǎn)生附加高頻渦流鐵損，使變壓器過熱，降低了變壓器的輸出容量，使變壓器的噪聲增大，嚴重影響變壓器的壽命；

諧波電流的趨膚效應(yīng)使導(dǎo)線等效截面變小，增加線路的損耗；

諧波電壓、電流對附近的通訊設(shè)備正常運行產(chǎn)生干擾；

諧波產(chǎn)生的暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓破壞設(shè)備絕緣，引發(fā)三相短路，燒毀變壓器；

諧波電壓、電流會引起公共電網(wǎng)中局部產(chǎn)生并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，造成嚴重事故。

現(xiàn)有我國配電網(wǎng)無功補償裝置絕大多數(shù)采用并聯(lián)電容電抗器投切方式，常規(guī)無功補償設(shè)備存在如下問題：

終端電網(wǎng)工況復(fù)雜，補償裝置易發(fā)生諧振，故障率高，特別應(yīng)用在諧波畸變率比較高的站點更為突出；電容器封閉式結(jié)構(gòu)，散熱差，壽命短，容量衰減速度快，運行維護成本高；無功功率固定或階梯補償，易過補償或欠補償，自動化程度低，響應(yīng)速度慢，難以適應(yīng)用電設(shè)備無功的大幅度變化。

解決上述問題的最佳方案是，遵從就地補償、就地治理的原則，在0.4kv配電網(wǎng)上，直接加裝無功補償及電能質(zhì)量治理設(shè)備。

但是無功補償及電能質(zhì)量治理設(shè)備在投入配電網(wǎng)使用之前，必須要經(jīng)過一系列的檢測，在進行檢測的同時必須先行模擬電能在實際使用過程中存在的一系列問題，進行針對性的檢測以及優(yōu)化。

如何將配電網(wǎng)中的電能狀態(tài)模擬出來并經(jīng)過電能優(yōu)化設(shè)備優(yōu)化并顯示優(yōu)化結(jié)果，對于電能優(yōu)化的效果檢測和控制具有重要作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，模擬電能在實際使用過程中存在的一系列問題，并將模擬電能經(jīng)電能優(yōu)化設(shè)備優(yōu)化后的狀態(tài)在控制器上顯示，進行針對性的檢測以及優(yōu)化。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，包括mec電能模擬工裝、mec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置和控制器；所述mec電能優(yōu)化模擬工裝、所述mec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置、所述控制器依次連接；所述mec電能模擬工裝，由動力柜室、電抗柜室和電阻柜室組成，包括輸出饋電電路、無功系統(tǒng)電路和有功系統(tǒng)電路，所述輸出饋電電路包括開關(guān)電源和主開關(guān)，所述開關(guān)電源為220交流三相四線電源，所述開關(guān)電源包括a相、b相、c相和零線n，所述主開關(guān)的輸入端與所述開關(guān)電源通過線路連接；所述無功系統(tǒng)電路包括電流互感器和支路開關(guān)，所述電流互感器為三個，所述電流互感器的輸入端分別通過所述主開關(guān)與所述a相、b相、c相連接，所述支路開關(guān)為三個，所述支路開關(guān)的輸入端分別與所述電流互感器的輸出端通過線路連接；所述有功系統(tǒng)電路包括反并聯(lián)可控硅和不銹鋼電阻器，所述反并聯(lián)可控硅為三個，所述反并聯(lián)可控硅的輸入端分別與所述支路開關(guān)的輸出端通過線路連接，所述不銹鋼電阻器為三個，所述不銹鋼電阻器的輸入端分別與所述反并聯(lián)可控硅的輸出端通過線路連接，所述不銹鋼電阻器的輸出端分別與所述零線n通過線路連接；

所述輸出饋電電路安裝在所述動力柜室內(nèi)，所述無功系統(tǒng)電路安裝在所述電抗柜室內(nèi)，所述有功系統(tǒng)電路安裝在所述電阻柜室內(nèi)；所述動力柜室包括主控臺，所述主控臺與所述電抗柜室、所述電阻柜室實現(xiàn)控制連接；

所述mec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置的型號為mec-0.4-4l；

所述控制器包括出采集單元、處理單元和顯示單元，所述采集單元的輸入端與所述mec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置的輸出端相連，所述采集單元的輸出端與所述處理單元的輸入端相連，所述處理單元的輸出端與所述顯示單元的輸入端相連，所述顯示單元的輸出端為顯示屏；

上述一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，其中，所述動力柜室為gdd低壓配電柜；

上述一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，其中，所述反并聯(lián)可控硅均裝有風(fēng)冷散熱片；

上述一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，其中，所述動力柜室、所述電阻柜室、所述電抗柜室分別安裝有避雷器；

上述一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，其中，所述主開關(guān)、所述支路開關(guān)均為塑殼斷路器；

上述一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，其中，所述處理單元至少包括單片機。

本發(fā)明的突出有益效果：

本發(fā)明的一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，包括mec電能模擬工裝、mec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置和控制器，mec電能模擬工裝負責(zé)模擬供配電網(wǎng)中產(chǎn)生的無功、有功、諧波等電能狀態(tài)并傳輸?shù)絤ec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置進行優(yōu)化處理，進行優(yōu)化處理后的電能經(jīng)控制器顯示處理后的電能質(zhì)量，將優(yōu)化后的電壓、電流、有功、無功、功率因數(shù)及電壓、電流諧波含量等電參量通過控制器進行測量并轉(zhuǎn)化顯示到顯示屏上，實現(xiàn)對優(yōu)化結(jié)果的可視化監(jiān)測；本發(fā)明在實驗室條件下可以模擬出供配電網(wǎng)中的電能質(zhì)量問題并將經(jīng)過處理優(yōu)化的電能質(zhì)量顯示出來，方便對電能優(yōu)化設(shè)備的檢測和分析，針對存在的電能質(zhì)量問題進行了綜合治理，對于提高了系統(tǒng)運行可靠性，增加變壓器與其他負荷設(shè)備的使用壽命,減少電費支出，有效的節(jié)約電能做出重要貢獻。

附圖說明

圖1本發(fā)明概念圖。

圖2本發(fā)明的mec電能模擬工裝原理圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明，以便對本發(fā)明的構(gòu)思、所解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征和帶來的技術(shù)效果有更進一步的了解，需要說明的是，對這些實施方式的說明是示意性的，并不構(gòu)成對本發(fā)明的具體限定。

在下文的實施案例中，選用的設(shè)備型號分別如下：開關(guān)電源的型號為ac220v/dc24v，主開關(guān)的型號為nm1-400s/3200，電流互感器的型號為bh0.66250/530ii，電流表型號為42l6250a，之路開關(guān)的型號為nm1-250s/3200，反并聯(lián)可控硅的型號為kp200a1000v（1600v），不銹鋼電阻器的型號為zx28-1.1，mec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置的型號為mec-50-0.4-4l，控制器的型號為hiokipw3197。

由圖可知的一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，包括mec電能模擬工裝10、mec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置20和控制器30；所述mec電能優(yōu)化模擬工裝10、所述mec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置20、所述控制器30依次連接；所述mec電能模擬工裝10，由動力柜室100、電抗柜室200和電阻柜室300組成，包括輸出饋電電路1、無功系統(tǒng)電路2和有功系統(tǒng)電路3，所述輸出饋電電路1包括開關(guān)電源ac和主開關(guān)qf，所述開關(guān)電源ac為220交流三相四線電源，所述開關(guān)電源ac包括a相、b相、c相和零線n，所述主開關(guān)qf的輸入端與所述開關(guān)電源ac通過線路連接；所述無功系統(tǒng)電路1包括電流互感器ta和支路開關(guān)qs，所述電流互感器ta為三個，所述電流互感器ta的輸入端分別通過所述主開關(guān)qf與所述a相、b相、c相連接，所述支路開關(guān)qs為三個，所述支路開關(guān)qs的輸入端分別與所述電流互感器ta的輸出端通過線路連接；所述有功系統(tǒng)電路3包括反并聯(lián)可控硅kp和不銹鋼電阻器r，所述反并聯(lián)可控硅kp為三個，所述反并聯(lián)可控硅kp的輸入端分別與所述支路開關(guān)qs的輸出端通過線路連接，所述不銹鋼電阻器r為三個，所述不銹鋼電阻器r的輸入端分別與所述反并聯(lián)可控硅kp的輸出端通過線路連接，所述不銹鋼電阻器r的輸出端分別與所述零線n通過線路連接；

所述輸出饋電電路1安裝在所述動力柜室100內(nèi)，所述無功系統(tǒng)電路2安裝在所述電抗柜室200內(nèi)，所述有功系統(tǒng)電路3安裝在所述電阻柜室300內(nèi)；所述動力柜室100包括主控臺101，所述主控臺101與所述電抗柜室200、所述電阻柜室300實現(xiàn)控制連接；

所述mec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置20的型號為mec-50-0.4-4l；

所述控制器30包括出采集單元301、處理單元302和顯示單元303，所述采集單元的301輸入端與所述mec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置20的輸出端相連，所述采集單元301的輸出端與所述處理單元302的輸入端相連，所述處理單元的302輸出端與所述顯示單元303的輸入端相連，所述顯示單元303的輸出端為顯示屏；

上述一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，其中，所述動力柜室100為gdd低壓配電柜；

上述一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，其中，所述反并聯(lián)可控硅均裝有風(fēng)冷散熱片；

上述一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，其中，所述動力柜室100、所述電阻柜室200、所述電抗柜室300分別安裝有避雷器；

上述一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，其中，所述主開關(guān)qf、所述支路開關(guān)qs均為塑殼斷路器；

上述一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，其中，所述處理單元302至少包括單片機。

本發(fā)明的一種電能質(zhì)量綜合優(yōu)化模擬設(shè)備，包括mec電能模擬工裝、mec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置和控制器，mec電能模擬工裝負責(zé)模擬供配電網(wǎng)中產(chǎn)生的無功、有功、諧波等電能狀態(tài)并傳輸?shù)絤ec電能質(zhì)量綜合優(yōu)化裝置進行優(yōu)化處理，進行優(yōu)化處理后的電能經(jīng)控制器顯示處理后的電能質(zhì)量，將優(yōu)化后的電壓、電流、有功、無功、功率因數(shù)及電壓、電流諧波含量等電參量通過控制器進行測量并轉(zhuǎn)化顯示到顯示屏上，實現(xiàn)對優(yōu)化結(jié)果的可視化監(jiān)測；本發(fā)明在實驗室條件下可以模擬出供配電網(wǎng)中的電能質(zhì)量問題并將經(jīng)過處理優(yōu)化的電能質(zhì)量顯示出來，方便對電能優(yōu)化設(shè)備的檢測和分析，針對存在的電能質(zhì)量問題進行了綜合治理，對于提高了系統(tǒng)運行可靠性，增加變壓器與其他負荷設(shè)備的使用壽命,減少電費支出，有效的節(jié)約電能做出重要貢獻。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。