一種基于配變融合終端的1+n分層無功補償協調控制方法技術

本發明專利技術涉及電力系統領域，且公開了一種基于配變融合終端的1+n分層無功補償協調控制方法，其包括獲取配電系統的總有功功率和當前功率因數、計算無功需求、計算補償無功容量、補償設備、補償策略、監測和維護等六個方面的設計步驟。本發明專利技術提出的無功補償策略，為一個靜止無功發生器SVG的無功補償裝置和多個電容器組成的電容器組，由多個電容器組成的電容器組對配電系統進行大容量的靜態無功補償，靜止無功發生器在配電系統產生波動時，對配電系統進行小容量的動態補償，如此，通過這樣的結合，可以對配電系統進行有效的無功補償。對配電系統進行有效的無功補償。對配電系統進行有效的無功補償。

【技術實現步驟摘要】
一種基于配變融合終端的1+n分層無功補償協調控制方法


[0001]本專利技術屬于電力系統領域，具體為一種基于配變融合終端的1+n分層無功補償協調控制方法。

技術介紹

[0002]功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個系數，它的大小與電路的負荷性質有關，如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數為1，一般具有電感性負載的電路功率因數都小于1，多數電力電子裝置的功率因數很低，功率因數低，說明無功功率大，它們所消耗的無功功率在電力系統所輸送的電量中占有很大的比例。
[0003]無功功率增加會導致電流的增大，設備及線路的損耗增加，導致大量有功電能損耗，同時使功率因數偏低、系統電壓下降，無功功率如果不能就地補償，用戶負荷所需要的無功功率全靠發、配電設備長距離提供，就會使配電、輸電和發電設施不能充分發揮作用，降低發、輸電的能力，使電網的供電質量惡化，嚴重時可能會使系統電壓崩潰，造成大面積停電事故。
[0004]關于無功補償：一，動態無功補償通過靜止無功補償器（SVC）進行，即晶閘管控制電抗器+固定電容器組，并且，通常需要串聯一定比例的電抗器；靜止無功補償裝置能夠通過調節TCR中晶閘管的觸發延遲角來連續調節補償裝置的無功功率；SVC這種補償形式目前主要在中高壓配電系統中應用，對于負載容量大、諧波問題嚴重、沖擊性負荷、負載變化率高的場合特別適用；但是SVC總體價格昂貴，與損失的有功電能相比，普及SVC進行無功補償顯得過于以大補小；二，靜態無功補償通過靜止無功發生器（SVG）進行，其通過PWM脈寬調制控制技術，使其發出無功功率，呈容性；或者吸收無功功率，呈感性；SVG由于沒有大量使用電容器，而是采用橋式變流電路多電平技術或PWM技術來進行處理，所以不需要使用時對系統中的阻抗進行計算；同時，相較于SVC，SVG還有體積小、能更加快速的連續動態平滑的調節無功功率的優點；然而，SVG靜態無功補償更多考慮是對整個配電系統進行集中優化，沒有在單個用戶無功補償側進行考慮；除了以上兩種無功補償方法，還有采用電容器組進行無功補償的方法但是電容器無功補償裝置只在解決連續性用電、負載變化率不高的臺區時具有較好的效果，如果臺區供電半徑過大且負載不均衡，只用電容器補償往往出現失效情況，因此，電容器無功補償的使用局限性較大。

技術實現思路

[0005]要解決的技術問題：無功補償的局限性。
[0006]技術方案：本專利技術提供了一種基于配變融合終端的1+n分層無功補償協調控制方法，其包括以下步驟：步驟一，獲取配電系統的總有功功率和當前功率因數：配電系統的總
有功功率和當前功率因素可以通過測量電流和電壓來計算，有功功率是電流、電壓和功率因數的乘積；功率因數是有功功率和視在功率之間的比值，其中，具體計算步驟為：（1），電流和電壓測量：通過電流傳感器或電流夾測量出配電系統的電流，通過電壓傳感器或電壓表測量出配電系統的電壓；（2），計算每個負載的有功功率：對于單相負載，有功功率的計算公式為P=VIcos(θ)，其中P是有功功率，V是電壓，I是電流，θ是功率因素的角度，對于三相負載，有功功率的計算公式為P=√3VIcos(θ)；（3），計算總有功功率和功率因數：將所有負載的有功功率相加，得到配電系統的總有功功率P；而當前功率因數等于總有功功率P除以總視在功率S，關于總視在功率S：對于單相負載，總視在功率的計算公式為S=VI，其中S是總視在功率，V是電壓，I是電流；對于三相負載，總視在功率的計算公式為S=√3VI；步驟二，計算無功需求：無功需求是指配電系統所需的無功功率，無功功率Q=有功功率P
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tan(acos(功率因數))；步驟三，計算補償無功容量：目標無功功率Q_target=有功功率P
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tan(acos(目標功率因數))，補償無功容量Q_comp=Q
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Q_target；步驟四，補償設備：補償設備采用單臺靜止無功發生器SVG和多個電容器的組合，其中，電容器組的總補償無功容量Q_comp1是上述步驟中補償無功容量Q_comp的整數值，用于靜態補償；靜止無功發生器SVG的補償無功容量Q_comp2是上述步驟中補償無功容量Q_comp的小數值，用于動態補償，即Q_comp=Q_comp1+Q_comp2；步驟五，補償策略：當配電系統負荷較為穩定時，使用電容器組進行補償容量的提供；當配電系統負荷發生瞬時變化時，靜止無功發生器SVG根據實際需求快速調整補償容量，范圍為0
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Q_comp2；步驟六，監測和維護：持續監測SVG和電容器組的運行狀態以及配電系統的電壓和功率因數，定期對設備進行維護，確保設備在良好狀態下工作。
[0007]技術效果：本專利技術提出的無功補償策略，為一個靜止無功發生器SVG的無功補償裝置和多個電容器組成的電容器組，由多個電容器組成的電容器組對配電系統進行大容量的靜態無功補償，靜止無功發生器在配電系統產生波動時，對配電系統進行小容量的動態補償，如此，通過這樣的結合，可以對配電系統進行有效的無功補償。
附圖說明
[0008]附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本專利技術的實施例一起用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的限制。在附圖中：圖1為本專利技術的總體流程示意圖；圖2為本專利技術中總有功功率和當前功率因數計算流程示意圖；圖3為本專利技術的具體示例補償方法流程示意圖。
具體實施方式
[0009]下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例；基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0010]本具體實施方式提供的基于配變融合終端的1+n分層無功補償協調控制方法，如圖1所示，包括以下步驟：步驟一，獲取配電系統的總有功功率和當前功率因數：配電系統的總有功功率和
當前功率因素可以通過測量電流和電壓來計算，有功功率是電流、電壓和功率因數的乘積；功率因數是有功功率和視在功率之間的比值，其中，具體計算步驟為：（1），電流和電壓測量：通過電流傳感器或電流夾測量出配電系統的電流，通過電壓傳感器或電壓表測量出配電系統的電壓；（2），計算每個負載的有功功率：對于單相負載，有功功率的計算公式為P=VIcos(θ)，其中P是有功功率，V是電壓，I是電流，θ是功率因素的角度，對于三相負載，有功功率的計算公式為P=√3VIcos(θ)；（3），計算總有功功率和功率因數：將所有負載的有功功率相加，得到配電系統的總有功功率P；而當前功率因數等于總有功功率P除以總視在功率S；關于總視在功率S：對于單相負載，總視在功率的計算公式為S=VI，其中S是總視在功率，V是電壓，I是電流；對于三相負載，總視在功率的計算公式為S=√3VI；步驟二，計算無功需求：無功需求是指配電系統所需的無功功率，無功功率Q=有功功率P
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tan(acos(功率因數))；步驟三，計算補償無功容量：目標無本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種基于配變融合終端的1+n分層無功補償協調控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：步驟一，獲取配電系統的總有功功率和當前功率因數：配電系統的總有功功率和當前功率因素可以通過測量電流和電壓來計算，有功功率是電流、電壓和功率因數的乘積；功率因數是有功功率和視在功率之間的比值；步驟二，計算無功需求：無功需求是指配電系統所需的無功功率，無功功率Q=有功功率P
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tan(acos(功率因數))；步驟三，計算補償無功容量：目標無功功率Q_target=有功功率P
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tan(acos(目標功率因數))，補償無功容量Q_comp=Q
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Q_target；步驟四，補償設備：補償設備采用單臺靜止無功發生器SVG和多個電容器的組合，其中，電容器組的總補償無功容量Q_comp1是上述步驟中補償無功容量Q_comp的整數值，用于靜態補償；靜止無功發生器SVG的補償無功容量Q_comp2是上述步驟中補償無功容量Q_comp的小數值，用于動態補償，即Q_comp=Q_comp1+Q_comp2；步驟五，補償策略：當配電系統負荷較為穩定時，使用電容器組進行補償容量的提供；當配電系統負荷發生瞬時變化時，靜止無功發生器SVG根據實際需求快速調整補償容量，范圍為0
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Q_comp2；步驟六，監測和維護：持續監測SVG和電容器組的運行狀態以及配電系統的電壓和功率因數，定期對設備進行維護，確保設備在良好狀態下工作。2.根據權利要求1所述的基于配變融合終端的1+n分層無功補償協調控制方法，其特征在于，配電系統的總有功功率和當前功率因數的具體計算步驟為：（1），電流和電壓測量：通過電流傳感器或電流夾測量出配電系統的電流，通過電壓傳感器或電壓表測量出配電系統的電壓；（2），計算每個負載的有功功率：對于單相負載，有功功率的計算公式為P=VIcos(θ)，其中P是有功功率，V是電壓，I是電流，θ是功率因素的角度，對于三相負載，有功功率的計算公式為P=√3VIcos(θ)；（3），計算總有功功率和功率因數：將所有負載的有功功率相加，得到配電系統的總有功功率P；而當前功率因數等于總有功功率P除以總視在功率S。3.根據權利要求2所述的基于配變融合終端的1+n分層無功補償協調控制方法，其特征在于，關于總視在功率S：對于單相負載，總視在功率的計算公式為S=VI，其中S是總視在功率，V是電壓，I是電流；對于三相負載，總視在功率的計算公式為S=√3VI。4.根據權利要求1所述的基于配變融合終端的1+n分層無功補償協調控制方法，其特征在于，監測和維護的具體方法為：（1），定期檢查：定期對配電系統進行檢查，包括檢查電線、電纜、連接器、開關、斷路器、保護裝置等的狀態和運行情況，檢查是否有磨損、老化、松動或其他損壞的情況；（2），測試電氣設備：使用合適的測試工具和設備，對配電系統的電氣設備進行測試，包括測量電流、電壓、絕緣電阻、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：錢新，蘇建明，王冠森，韓盼盼，查浩，
申請(專利權)人：國網安徽省電力有限公司銅陵供電公司，
類型：發明
國別省市：