优选优切无功补偿方法及无功补偿装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出优选优切无功补偿方法及无功补偿装置，所述方法通过三相电压、三相无功功率和功率因数的复合物理量判断控制策略，形成逐步切除电容和优选优切投切电容的电容投切策略，进而准确地的完成无功补偿。所述电容投切策略采用在投入电容工作计时基础上的优选优切投切电容方法优化了无功补偿方法的核心部分。本发明专利技术优选优切的电容投切策略简单实用易实现，对共补电容、分补电容都能进行智能控制投切，能满足绝大多数低压配网无功补偿的应用需要和精度要求，方便无功补偿控制器的设计、调试、操作使用。

【技术实现步骤摘要】
优选优切无功补偿方法及无功补偿装置
本专利技术涉及电力供配电的控制方法及控制装置，特别是涉及配电网无功补偿方法 及无功补偿装置。
技术介绍
无功补偿控制器是无功补偿装置的核心部件，而无功补偿控制方法又是无功补偿 控制器内的关键技术之一。补偿控制方法主要包括投切判断策略和投切电容选择策略两部 分。 现有技术投切判断策略，按控制物理量分为功率因数控制方式、电压控制方式、无 功电流控制方式、无功功率控制方式和复合控制方式。所述复合控制方式又包括电压和无 功功率复合控制方式，无功功率和功率因数复合控制方式，以及电压和功率因数复合控制 方式。 现有技术电容投切方式有顺序投切、循环投切和编码投切。顺序投切的操作方式 是排序在前的电容器组先投后切，排序在后的电容器组后投先切。循环投切的操作方式是 先投入先切除，后投入后切除。顺序投切和循环投切一般都是等容量的电容配置模式，对投 切精度有一定影响，针对此问题，又产生了编码投切。编码投切是指在配置电容时，这些电 容的容量之间符合一定的规律，并与特定的编码对应，每一种编码所对应的电容组合构成 一种投切容量的组合。无功补偿控制器根据需要投切的容量找到对应编码，再根据编码发 出投切控制指令。 现有技术无功补偿方法还存在以下的缺陷和不足之处： 1. 根据功率因数来控制判断无功补偿的电容投切是早期无功补偿控制器的实现方 式，容易产生无功倒送以及投切振荡等问题，这种单一的控制方式已被逐步淘汰。此外，其 它单一的控制方式如电压控制方式、无功电流控制方式、无功功率控制方式在实际应用中 也发现有不完善的地方，如重载时补偿不充分，单一控制目标不够迅速、准确等。现在大多 数的无功补偿控制器都采用复合控制方式。有些还在复合控制方式的基础上对这些复合控 制量应用模糊控制理论，这大大增加了应用程序实现的复杂性，实际效果也有限； 2. 顺序投切使序号在前面的电容器组经常处于投入使用状态，积累的热量不易散发， 影响电容器的使用寿命；而排序在后的电容器组投切开关频繁动作，同样对无功补偿装置 的正常使用产生不利影响；因此顺序投切方式已逐渐被循环投切所取代；循环投切使电容 器组和投切开关的使用率基本一致，从而延长了整个无功补偿装置的使用寿命；顺序投切 和循环投切基本上采取等容量分布的电容配置方式，虽然比较简单，控制也方便，且利于生 产和维护，但补偿速度慢，不利于提高无功补偿的补偿精度；对于编码投切，采用不同容量 的电容通过一定的组合可满足现场大多数的补偿精度需求，而且，电容级数越多，精度越 高。一般情况下这就需要相当多的不同容量的电容，给电容的生产和维护使用带来了不便。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种基于无功补 偿控制器的优选优切无功补偿方法及无功补偿装置，采用在投入电容工作计时基础上的 优选优切投切电容方法，以及通过三相电压、三相无功功率和功率因数的复合物理量判 断控制策略，从而有效地克服了顺序投切、循环投切需要配置等容量电容的限制，提高了控 制精度，克服了编码投切对电容容量的限制，有效防止了轻载时的投切振荡和重载时的补 偿不充分，达到了普遍适用、方便灵活、投切快速准确的效果。 本专利技术解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现： 提出一种基于无功补偿控制器的优选优切无功补偿方法，包括如下步骤： A. 根据无功补偿控制器设置的各项参数确定共补电容的容量级别，每个共补电容容 量级别的电容数量，分补电容的容量级别，以及每个分补电容容量级别的电容数量； B. 对配电网的电气运行参数进行采样，获取采样电气运行参数； C. 确定投入使用的电容和没有投入使用的电容，对投入使用的电容进行计时统计，确 定投入使用的电容的连续工作计时和累计工作计时； D. 根据步骤B获取的采样电气运行参数，确定电容投切方案， 如果采样电气运行参数都超出无功补偿控制器设置的取值范围，立即切除所有电容； 如果采样电气运行参数中的采样电压在无功补偿控制器设置的最大电压取值范围的 上限与次级电压取值范围的上限之间，执行步骤E ; 如果采样电气运行参数中的采样电压在无功补偿控制器设置的次级电压取值范围内， 且采样功率因数在无功补偿控制器设置的功率因数取值范围外，根据无功补偿控制器设置 的功率因数取值范围的下限确定的需要补偿的电容量，以及已经补偿的电容量确定补偿电 容量的最小值；如果该补偿电容量的最小值小于无功补偿控制器设置的投入电容容量，就 切除所有电容，否则执行步骤F ; E. 控制逐级切除电容； F. 采用优选优切投切电容； 对每个共补电容容量级别和每个分补电容容量级别都执行如下处理过程， F1.对容量级别内的电容从大到小做减法运算，将允许相减的次数作为该容量级别的 应投入电容个数CPS1，并确定该容量级别的已投入电容个数CPS0 ; F2.如果CPS1大于CPS0,在所述容量级别内的未投入运行的电容中选择CPS1 - CPS0 个电容投入运行； F3.如果CPS1小于CPS0,在所述容量级别内已投入运行的电容中选择CPS0 - CPS1个 电容进行切除。 具体而言，步骤F的分步骤F2执行之后，以及分步骤F3执行之后都执行如下分步 骤， F4.生成投切命令码，并对投切命令码进行备份比较，如果检测到变化，就发出投切命 令码，以实现电容投切；并且， 如果投切命令码确定投入的电容器组合中包含正在投入运行的电容，该正在投入运行 的电容继续运行；如果已投入运行的电容不在投切命令码确定的投入的电容器组合中，该 已投入运行的电容退出运行。 另外，在整个方法执行过程中，还同时执行如下步骤， P1.设置连续运行时间阈值； P2.如果监测到投入运行电容的连续工作计时不小于所述连续运行时间阈值，确定该 投入运行电容是超限运行电容，在未投入运行的电容中选择一个累计工作计时最少的电容 替换所述超限运行电容。 步骤A中无功补偿控制器设置的各项参数包括最大电压取值范围，次级电压取值 范围，谐波限值范围，共补电容路数，分补电容路数，共补电容分布参数，以及分补电容分布 参数；所述最大电压取值范围的上限设置为电压上上限，最大电压取值范围的下限设置为 电压下下限；所述次级电压取值范围的上限设置为电压上限，次级电压取值范围的下限设 置为电压下限。 步骤B所述配电网的电气运行参数包括三相电压、三相电流有效值、三相有功功 率、三相无功功率、三相功率因数和三相谐波幅值。 具体地，所述步骤A包括如下分步骤， A1.根据无功补偿控制器设置的各项参数确定共补电容容量和分补电容容量； A2.按电容容量从小到大的顺序对共补电容进行排序； A3.按电容容量从小到大的顺序对分补电容进行排序； A4.根据共补电容统计数据，设置共补电容容量级别，并确定每个共补电容容量级别 的电容数量； A5.根据分补电容统计数据，设置分补电容容量级别，并确定每个分补电容容量级别 的电容数量。 更具体地，所述步骤C包括如下分步骤， C1.检查每个共补电容和每个分补电容是否有投入运行状态标志，即定时标志；对于 没有投入运行状态标志的共补电容和分补电容，将它们的连续工作计时清零；对于有投入 运行状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无功补偿控制器的优选优切无功补偿方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：A. 根据无功补偿控制器设置的各项参数确定共补电容的容量级别，每个共补电容容量级别的电容数量，分补电容的容量级别，以及每个分补电容容量级别的电容数量；B. 对配电网的电气运行参数进行采样，获取采样电气运行参数；C. 确定投入使用的电容和没有投入使用的电容，对投入使用的电容进行计时统计，确定投入使用的电容的连续工作计时和累计工作计时；D. 根据步骤B获取的采样电气运行参数，确定电容投切方案，如果采样电气运行参数都超出无功补偿控制器设置的取值范围，立即切除所有电容；如果采样电气运行参数中的采样电压在无功补偿控制器设置的最大电压取值范围的上限与次级电压取值范围的上限之间，执行步骤E；如果采样电气运行参数中的采样电压在无功补偿控制器设置的次级电压取值范围内，且采样功率因数在无功补偿控制器设置的功率因数取值范围外，根据无功补偿控制器设置的功率因数取值范围的下限确定的需要补偿的电容量，以及已经补偿的电容量确定补偿电容量的最小值；如果该补偿电容量的最小值小于无功补偿控制器设置的投入电容容量，就切除所有电容，否则执行步骤F；E. 控制逐级切除电容；F. 采用优选优切投切电容；对每个共补电容容量级别和每个分补电容容量级别都执行如下处理过程，F1. 对容量级别内的电容从大到小做减法运算，将允许相减的次数作为该容量级别的应投入电容个数CPS1，并确定该容量级别的已投入电容个数CPS0；F2. 如果CPS1大于CPS0，在所述容量级别内未投入运行的电容中选择CPS1－CPS0个电容投入运行；F3. 如果CPS1小于CPS0，在所述容量级别内已投入运行的电容中选择CPS0－CPS1个电容进行切除。...

【技术特征摘要】
1. 一种基于无功补偿控制器的优选优切无功补偿方法，其特征在于，所述方法包括如 下步骤： A. 根据无功补偿控制器设置的各项参数确定共补电容的容量级别，每个共补电容容 量级别的电容数量，分补电容的容量级别，以及每个分补电容容量级别的电容数量； B. 对配电网的电气运行参数进行采样，获取采样电气运行参数； C. 确定投入使用的电容和没有投入使用的电容，对投入使用的电容进行计时统计，确 定投入使用的电容的连续工作计时和累计工作计时； D. 根据步骤B获取的采样电气运行参数，确定电容投切方案， 如果采样电气运行参数都超出无功补偿控制器设置的取值范围，立即切除所有电容； 如果采样电气运行参数中的采样电压在无功补偿控制器设置的最大电压取值范围的 上限与次级电压取值范围的上限之间，执行步骤E ; 如果采样电气运行参数中的采样电压在无功补偿控制器设置的次级电压取值范围内， 且采样功率因数在无功补偿控制器设置的功率因数取值范围外，根据无功补偿控制器设置 的功率因数取值范围的下限确定的需要补偿的电容量，以及已经补偿的电容量确定补偿电 容量的最小值；如果该补偿电容量的最小值小于无功补偿控制器设置的投入电容容量，就 切除所有电容，否则执行步骤F ; E. 控制逐级切除电容； F. 采用优选优切投切电容； 对每个共补电容容量级别和每个分补电容容量级别都执行如下处理过程， F1.对容量级别内的电容从大到小做减法运算，将允许相减的次数作为该容量级别的 应投入电容个数CPS1，并确定该容量级别的已投入电容个数CPSO ; F2.如果CPS1大于CPSO,在所述容量级别内未投入运行的电容中选择CPS1 - CPSO个 电容投入运行； F3.如果CPS1小于CPSO，在所述容量级别内已投入运行的电容中选择CPSO - CPS1个 电容进行切除。2. 根据权利要求1所述的基于无功补偿控制器的优选优切无功补偿方法，其特征在 于： 步骤F的分步骤F2执行之后，以及分步骤F3执行之后都执行如下分步骤， F4.生成投切命令码，并对投切命令码进行备份比较，如果检测到变化，就发出投切命 令码，以实现电容投切；并且， 如果投切命令码确定投入的电容器组合中包含正在投入运行的电容，该正在投入运行 的电容继续运行；如果已投入运行的电容不在投切命令码确定的投入的电容器组合中，该 已投入运行的电容退出运行。3. 根据权利要求1或者2所述的基于无功补偿控制器的优选优切无功补偿方法，其特 征在于： 在整个方法执行过程中，还同时执行如下步骤， P1.设置连续运行时间阈值； P2.如果监测到投入运行电容的连续工作计时不小于所述连续运行时间阈值，确定该 投入运行电容是超限运行电容，在未投入运行的电容中选择一个累计工作计时最少的电容 替换所述超限运行电容。4. 根据权利1要求所述的基于无功补偿控制器的优选优切无功补偿方法，其特征在 于： 步骤A中无功补偿控制器设置的各项参数包括最大电压取值范围，次级电压取值范 围，谐波限值范围，共补电容路数，分补电容路数，共补电容分布参数，以及分补电容分布参 数； 所述最大电压取值范围的上限设置为电压上上限，最大电压取值范围的下限设置为电 压下下限；所述次级电压取值范围的上限设置为电压上限，次级电...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐飞，赖晓明，
申请(专利权)人：航天科工深圳集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44