一種具有無功補償功能的10kV低壓智能配電網系統技術方案

本發明專利技術涉及一種具有無功補償功能的10kV低壓智能配電網系統，包括終端部分、計算機部分、通信部分、監測部分，其特征在于：所述終端部分包括饋線自動化終端、配電變壓器檢測終端、環網柜、開閉站；所述計算機部分包括網絡工作站、應用服務器、前置服務器、防火墻路由器、共享打印機；所述通信部分包括MSTP設備、以太網交換機、EPON；所述補償部分由電流互感器、電壓互感器、開關電源、信號調理電路、電容器投切控制裝置、光電耦合裝置、主控器件、數據存儲裝置以及AD轉換電路構成，所述主控器件輸出的數據上傳至所述數據總線，由所述配電管理工作站對該數據進行接收、存儲、分析和處理。

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及一種配電網系統，尤其是一種具有無功補償功能的10kV低壓智能配電網系統。
技術介紹
10kV配電網作為發、輸電系統聯接用戶側的重要一環,位于電力系統的終端環節,是中低壓配電的重要構成部分,主要擔任著為用戶輸送和分配電能的功能。由于我國經濟水平的不斷提高,用電需求的不斷擴大,因而對配電網的可靠性提出了越來越高的要求。我國配電網結構落后多年，一直缺乏合理科學的規劃，傳統配電網中主要有以下不足：通信節點數量巨大、類型繁多、分布不均勻、系統組織困難；通信系統多分布在戶外，惡劣氣候的考驗需要更高的可靠性保障；通信帶寬要求得不到保證，由于采用的多種通信系統和多層集成方式，不同業務流要求帶寬和實時性不同。線損率是綜合反映電力網規劃計劃、生產運行和經營管理水平的主要經濟技術指標。如何準確、合理地自動計算出配電網理論損耗電量，同時計算出各類損耗所占的比例使當前面臨的問題。造成電能質量不合格的原因是多方面的,配電網而言,最為重要的是有功和無功問題,兩者中又是無功對電壓的影響較為突出。只有無功功率和無功潮流在電網中合理分布,才能確保無功的分層、分區實現就地平衡,也是降低網損和線損的主要解決辦法。近年來,很多研究通過使用電力電子設備來進行無功補償,使得電能質量在一定程度上有了較大的改善，但這些電力電子器件在開通和關斷期間會引入諧波；由于安裝在變電站或線路末端,只能實現定點補償,無法做到從整個配電網的角度實現無功優化和補償。
技術實現思路
為了解決現有技術中配電網中通信系統存在的缺陷、如何合理預估線損率從而評估配電網的工作效率的問題以及無功補償的問題，本專利技術提出了一種具有無功補償功能的10kV低壓智能配電網系統。本專利技術的技術方案為：一種具有無功補償功能的10kV低壓智能配電網系統，包括終端部分、計算機部分、通信部分以及償部分，所述終端部分包括饋線自動化終端、配電變壓器檢測終端、環網柜、開閉站；所述計算機部分包括網絡工作站、應用服務器、前置服務器、防火墻路由器、共享打印機；所述網絡工作站包括配電調度工作站、配電管理工作站、系統維護工作站、高級應用工作站；所述應用服務器包括網絡系統服務器、數據庫服務器、SCADA服務器、Web服務器、高級應用服務器；所述SCADA服務器實時采集所述終端設備上傳的遙側、遙信、電能、數字量、定值等數據，同時向各所述終端部分發送數據信息及控制命令；所述通信部分包括MSTP(多生成樹協議)設備、以太網交換機、EPON(以太網無源光網絡)，其中一個主MSTP(多生成樹協議)設備與多個從MSTP(多生成樹協議)設備分別連接，該主MSTP(多生成樹協議)設備通過所述以太網交換機與所述前置服務器連接，所述前置服務器通過所述防火墻路由器與數據總線連接，所述網絡工作站、應用服務器、共享打印機與所述防火墻路由器共同連接在所述數據總線上，進行數據交換；所述從MSTP(多生成樹協議)設備通過所述EPON(以太網無源光網絡)連接所述配電子站，所述配電子站通過由光纖和分光器組成的通信線路連接所述終端設備，所述通信線路是雙鏈型，所述分光器安放在每個所述終端設備的信息接入點上，實現全網自愈保護。所述補償部分由電流互感器、電壓互感器、開關電源、信號調理電路、電容器投切控制裝置、光電耦合裝置、主控器件、數據存儲裝置以及AD轉換電路構成，所述主控器件輸出的數據上傳至所述數據總線，由所述配電管理工作站對該數據進行接收、存儲、分析和處理；其中，所述電流互感器、電壓互感器接入所述配電網的三相電路，通過所述電壓互感器和電流互感器對電網的電壓和電流進行實時數據采集，由電壓互感器和電流互感器經過所述信號調理電路將電壓和電流信號轉換成幅值低的電壓和電流信號，輸入所述AD轉換電路完成采樣,所述主控器件通過測量所述AD轉換電路輸出脈沖信號的兩個上升沿的時間間隔,來確定所述配電網的信號周期，保證采樣的同時性；所述主控器件經過抽樣、分析和優化計算，生成投切控制命令，I/O口輸出的信號再進行光耦耦合裝置，將操作命令傳送給所述電容器投切控制裝置進行投切操作，所述數據存儲裝置存儲計算分析程序；所述電源開關輸出端連接所述主控器件的復位引腳，用于在出現死機的情況下，手動復位。所述電容器投切控制裝置包括兩個電容器組、一組跌落式熔斷器組、一組避雷器組，其中，所述配電網的三相電路引出分別接入所述跌落式熔斷器組中的跌落式熔斷器，所述兩個電容器組和避雷器組并聯接入所述跌落式熔斷器組的輸出端，其中每組電容器組包括三個電阻、三個電容以及三個高壓接觸器，所述電容器采用單星形布線方式，所述主控器件控制所述高壓接觸器進行投切,避免采用電力電子設備投切引入諧波。所述高級應用工作站包括數據庫存儲模塊、線損管理模塊、操作系統模塊，其中所述數據庫存儲模塊存儲由表達線損信息的維度表和事實表，其中所述維度表包括時間維度表、管理責任人維度表、拓撲維度表、損失原因維度表、降損方法維度表、計算方法維度表。所述線損管理模塊基于所述數據庫存儲模塊的數據進行處理分析，其包括文件模塊、系統設置模塊、設備查詢模塊、線損處理模塊以及統計分析模塊。本專利技術的有益效果：(1)在穩定的數據采集手段的基礎上，為整個供電企業提供準確完整的數據支持，為企業決策層決策提供強有力的數據基礎；(2)通過信息化管理，簡化線損管理員的工作，提升其工作效率；(3)及時迅速的發現線損計算及分析中所產生的問題，找到線損產生的具體環節及原因，為降低線損提供科學化的建議；(4)有效減少了通信節點，降低了系統冗余度；(5)通信可靠性強；(6)有效監測電網無功分布情況，并及時進行相應的補償。附圖說明圖1為本專利技術的系統構成框圖；圖2為本專利技術的線損管理模塊構成示意圖；圖3為本專利技術的補償部分的構成框圖；圖4為本專利技術的電容器投切控制裝置的電路原理圖。具體實施方式下面結合附圖與實施例對本專利技術作進一步的說明。專利技術的實施例參考圖1-4所示。一種具有無功補償功能的10kV低壓智能配電網系統，包括終端部分、計算機部分、通信部分以及償部分，所述終端部分包括饋線自動化終端、配電變壓器檢測終端、環網柜、開閉站；所述計算機部分包括網絡工作站、應用服務器、前置服務器、防火墻路由器、共享打印機；所述網絡工作站包括配電調度工作站、配電管理工作站、系統維護工作站、高級應用工作站；所述應用服務器包括網絡系統服務器、數據庫服務器、SCADA服務器、Web服務器、高級應用服務器；所述SCADA服務器實時本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有無功補償功能的10kV低壓智能配電網系統，包括終端部分、計算機部分、通信部分以及償部分，所述終端部分包括饋線自動化終端、配電變壓器檢測終端、環網柜、開閉站；所述計算機部分包括網絡工作站、應用服務器、前置服務器、防火墻路由器、共享打印機；所述網絡工作站包括配電調度工作站、配電管理工作站、系統維護工作站、高級應用工作站；所述應用服務器包括網絡系統服務器、數據庫服務器、SCADA服務器、Web服務器、高級應用服務器；所述SCADA服務器實時采集所述終端設備上傳的遙側、遙信、電能、數字量、定值等數據，同時向各所述終端部分發送數據信息及控制命令；所述通信部分包括MSTP設備、以太網交換機、EPON，其中一個主MSTP設備與多個從MSTP設備分別連接，該主MSTP設備通過所述以太網交換機與所述前置服務器連接，所述前置服務器通過所述防火墻路由器與數據總線連接，所述網絡工作站、應用服務器、共享打印機與所述防火墻路由器共同連接在所述數據總線上，進行數據交換；所述從MSTP設備通過所述EPON連接所述配電子站，所述配電子站通過由光纖和分光器組成的通信線路連接所述終端設備，所述通信線路是雙鏈型，所述分光器安放在每個所述終端設備的信息接入點上，實現全網自愈保護；所述補償部分由電流互感器、電壓互感器、開關電源、信號調理電路、電容器投切控制裝置、光電耦合裝置、主控器件、數據存儲裝置以及AD轉換電路構成，所述主控器件輸出的數據上傳至所述數據總線，由所述配電管理工作站對該數據進行接收、存儲、分析和處理；其中，所述電流互感器、電壓互感器接入所述配電網的三相電路，通過所述電壓互感器和電流互感器對電網的電壓和電流進行實時數據采集，由電壓互感器和電流互感器經過所述信號調理電路將電壓和電流信號轉換成幅值低的電壓和電流信號，輸入所述AD轉換電路完成采樣,所述主控器件通過測量所述AD轉換電路輸出脈沖信號的兩個上升沿的時間間隔,來確定所述配電網的信號周期，保證采樣的同時性；所述主控器件經過抽樣、分析和優化計算，生成投切控制命令，I/O口輸出的信號再進行光耦耦合裝置，將操作命令傳送給所述電容器投切控制裝置進行投切操作，所述數據存儲裝置存儲計算分析程序；所述電源開關輸出端連接所述主控器件的復位引腳，用于在出現死機的情況下，手動復位；所述電容器投切控制裝置包括兩個電容器組、一組跌落式熔斷器組、一組避雷器組，其中，所述配電網的三相電路引出分別接入所述跌落式熔斷器組中的跌落式熔斷器，所述兩個電容器組和避雷器組并聯接入所述跌落式熔斷器組的輸出端，其中每組電容器組包括三個電阻、三個電容以及三個高壓接觸器，所述電容器采用單星形布線方式，所述主控器件控制所述高壓接觸器進行投切,避免采用電力電子設備投切引入諧波；所述高級應用工作站包括數據庫存儲模塊、線損管理模塊、操作系統模塊，其中所述數據庫存儲模塊存儲由表達線損信息的維度表和事實表，其中所述維度表包括時間維度表、管理責任人維度表、拓撲維度表、損失原因維度表、降損方法維度表、計算方法維度表；所述線損管理模塊基于所述數據庫存儲模塊的數據進行處理分析，其包括文件模塊、系統設置模塊、設備查詢模塊、線損處理模塊以及統計分析模塊。...

【技術特征摘要】
1.一種具有無功補償功能的10kV低壓智能配電網系統，包括終端部分、計算機部分、通
信部分以及償部分，
所述終端部分包括饋線自動化終端、配電變壓器檢測終端、環網柜、開閉站；
所述計算機部分包括網絡工作站、應用服務器、前置服務器、防火墻路由器、共享打印
機；所述網絡工作站包括配電調度工作站、配電管理工作站、系統維護工作站、高級應用工
作站；所述應用服務器包括網絡系統服務器、數據庫服務器、SCADA服務器、Web服務器、高級
應用服務器；所述SCADA服務器實時采集所述終端設備上傳的遙側、遙信、電能、數字量、定
值等數據，同時向各所述終端部分發送數據信息及控制命令；
所述通信部分包括MSTP設備、以太網交換機、EPON，其中一個主MSTP設備與多個從MSTP
設備分別連接，
該主MSTP設備通過所述以太網交換機與所述前置服務器連接，所述前置服務器通過所
述防火墻路由器與數據總線連接，所述網絡工作站、應用服務器、共享打印機與所述防火墻
路由器共同連接在所述數據總線上，進行數據交換；
所述從MSTP設備通過所述EPON連接所述配電子站，所述配電子站通過由光纖和分光器
組成的通信線路連接所述終端設備，所述通信線路是雙鏈型，所述分光器安放在每個所述
終端設備的信息接入點上，實現全網自愈保護；
所述補償部分由電流互感器、電壓互感器、開關電源、信號調理電路、電容器投切控制
裝置、光電耦合裝置、主控器件、數據存儲裝置以及AD轉換電路構成，所述主控器件輸出的
數據上傳至所述數據總線，由所述配電管理工作站對該數據進行接收、存儲、分析和處理；
其中，所述電流互感器、電壓互感器接入所述配電網的三相電路，通過所述電壓互感器
和電流互感器對電網的電壓和電流進行實時數據采集，由電壓互感器和電流互感器經過所
述信號調理電路將電壓和電流信號轉換成幅值低的電壓和電流信號，輸入所述AD轉換電路
完成采樣,所述主控器件通過測量所述AD轉換電路輸出脈沖信號的兩個上升沿的時間間
隔,來確定所述配電網的信號周期，保證采樣的同時性；所述主控器件經過抽樣、分析和優
化計算，生成投切控制命令，I/O口輸出的信號再進行光耦耦合裝置，將操作命令傳送給所
述電容器投切控制裝置進行投切操作，所述數據存儲裝置存儲計算分析程序；所述電源開
關輸出端連接所述主控器件的復位引腳，用于在出現死機的情況下，手動復位；
所述電容器投切控制裝置包括兩個電容器組、一組跌落式熔斷器組、一組避雷器組，其
中，所述配電網的三相電路引出分別接入所述跌落式熔斷器組中的跌落式熔斷器，所述兩
個電容器組和避雷器組并聯接入所述跌落式熔斷器組的輸出端，其中每組電容器組包括三
個電阻、三個電容以及三個高壓接觸器，所述電容器采用單星形布線方式，所述主控器件控
制所述高壓接觸器進行投切,避免采用電力電子設備投切引入諧波；
所述高級應用工作站包括數據庫存儲模塊、線損管理模塊、操作系統模塊，其中所述數
據庫存儲模塊存儲由表達線損信息的維度表和事實表，其中所述維度表包括時間維度表、
管理責任人維度表、拓撲維度表、損失原因維度表、降損方法維度表、計算方法維度表；
所述線損管理模塊基于所述數據庫存儲模塊的數據進行處理分析，其包括文件模塊、
系統設置模塊、設備查詢模塊、線損處理模塊以及統計分析模塊。
2.根據權利要求1所述的具有無功補償功能的10kV低壓智能配電網系統，其特征在于：
所述文件模塊由用戶管理子模塊、角色管理子模塊、權限管理子模塊三個子模塊組成；
所述用戶管理子模塊用于添加、刪除、修改系統用戶及其基本信息；
所述角色管理子模塊用于提供給系統管理員相應的權限，對系統角色進行色查詢、增
加、修改和刪除；
所述權限管理子模塊用于提供給系統管理員相應的權限，為各個角色設置權限，對各
角色能夠瀏覽和操作的菜單項進行統一管理。
3.根據權利要求1所述的具有無功補償功能的10kV低壓智能配電網系統，其特征在于：
所述系統設置模塊由字典管理子模塊、變電站管理子模塊、線路參數子模塊、變壓器參
數子模塊和線損計算設置子模塊五個子模塊組成；
所述字典管理子模塊對本系統中的各種基本參數進行維護；
所述變電站管理子模塊對全局配電網內所有變電站的包括名稱，簡稱、電壓等級在內
的基本數據進行維護；
所述線路參數子模塊用于完成裸導線、電纜、架空線的電阻率參數設置，以備電量法和
容量法計算；
所述變壓器參數子模塊用于包括存儲變壓器的型號、容量對應的短路損耗、空載損耗
和額定電流在內的參數，以備計算線損時需要；
所述線損計算設置子模塊用于計算線損的各種參數設置，確定線損計算方法，計算電
量法、容量法時用到的功率因數以及負荷曲線特征系數。
4.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫雪，
申請(專利權)人：孫雪，
類型：發明
國別省市：山東;37