智能型电力节能综合控制成套装置制造方法及图纸

本发明专利技术智能型电力节能综合控制成套装置，由电源模块、参数采集模块、分析模块、控制模块、磁控电抗器成套装置模块、电容器成套装置模块、智能控制模块、通信模块和数据存储模块组成，电源模块提供直流电源；参数采集模块采集电网参数；分析模块提出整体电力节能方案；控制模块调节磁控电抗器和系统的参数，动态跟踪反馈；磁控电抗器和电容器成套装置模块连续调节磁控电抗器参数、连续调节电感量、连续调节阻抗；智能控制模块自动化智能化管理；通信模块实现计算机和无线网络通信；数据存储模块实现数据存储和数据资源共享。本发明专利技术有效提高电力节能效果，解决电力节能设备相互独立、元器件重复安装、设备精度低、节能效果差等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力节能的综合性自动控制和智能化管理的成套装置，具体是智能型电力节能综合控制成套装置，属于电网及用电设备节能

技术介绍
近年来，随着社会经济快速发展和科学技术的进步，现代工业、服务业和居民用电设备迅速增多，供电范围不断增大；特别是城市电网中使用了大量的电缆线路，使线路对地电容增大并且形成很大的容性电流，造成电网中线路末端电压升高、线路损耗增加、供用电效率降低；尤其是家用电器和办公设备如彩电、变频空调、计算机、通讯设备等，以及工业生产中各种自动化生产线、自动控制系统、变频调速设备、精密测量仪表设备等的广泛应用，这些设备内部都含有大量的整流逆变器件或装置，如开关电源、变频器以及荧光灯等，产生大量的谐波。加上电网和用电系统中其他非线性负荷、冲击性负荷、干扰性负荷日益增加，也不断地影响电能质量。这些负荷在运行中，不仅会产生大量的无功功率使功率因数降低造成用电效率低、产生大量的谐波给电网和设备造成危害，而且会产生电压升高以及三相不平衡，降低了用电设备的安全可靠性，造成安全事故的发生，严重威胁电力系统的安全运行，形成多种电能浪费问题。目前，供用电系统中电能浪费的原因主要有：由于功率因数低造成用电效率降低、谐波多产生的电能损失和危害、电压升高形成的电能浪费以及三相负荷不平衡产生的电能损失等。解决的办法主要是针对某一个具体的电能浪费问题采取独立治理的方法。比如：针对功率因数低问题，采用静态或动态的无功功率补偿使功率因数提高并稳定；针对谐波问题，采用无源或有源滤波器滤除特征谐波；针对电压升高问题，采用稳压器或固定式电抗器实现电压稳定。也有将无功补偿支路设计成某一个特征谐波的低阻抗通道，使该支路在实现无功功率补偿的同时具有无源滤波功能。上述技术方法，存在着设备相互独立，功能单一，控制随机化，元器件重复安装(比如每套都需要测量、控制、保护系统等)，设备精度低(比如静态无功补偿和无源滤波)、容量小(比如稳压器、不间断电源和有源滤波器)、费用高(比如有源滤波器)等问题，整体节能效果差。由于电能指标中各参数在物理或者数学上有着理论变换关系，在电网中相互影响或者相互转化，供用电系统要求具备整体性、综合性的全面的电能消耗控制。独立解决某一个或某一方面具体的电能浪费问题，具有片面性。所安装的设备或仪器因为其他电能浪费或电能质量问题的存在，其节能效果、设备的精度和可靠性受影响。因此，针对电能浪费问题需要全面分析，采取综合性的整体电力节能措施。在功能上希望能够实现连续无级平滑调节、动态跟踪反馈、自动控制。在效果方面，希望能够达到提高并稳定功率因数以提高电能利用率，减少因功率因数低受到的经济处罚，避免无功用电(反转正计)，减少线路损耗；控制并稳定电压以避免由于电压升高造成的电力浪费；控制并稳定线路系统电流以避免由于无功电流、谐波电流和环流造成的电力浪费；消除并减少谐波电流以减少谐波造成的损耗和危害；改善系统三相负荷平衡状况以减少供电系统和变压器中性点电流，减少供电和用电损失。在费用方面，希望能够按照常规设备和成熟元器件配置，能够短期收回；希望能够结合智能电网和数字化综合变电站要求，实现综合性自动控制和保护，实现智能化管理。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种智能型电力节能综合控制成套装置。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：智能型电力节能综合控制成套装置，由电源模块、参数采集模块、电能质量分析模块、电能质量控制模块、磁控电抗器成套装置模块、电容器成套装置模块、智能控制模块、通信模块和数据存储模块组成。利用电源模块为各模块提供直流电源；利用参数采集模块全面采集电网参数；利用电能质量分析模块提出综合性整体节能方案；利用电能质量控制模块、调节磁控电抗器和系统的参数，动态跟踪反馈；利用磁控电抗器成套装置模块和电容器成套装置模块连续调节磁控电抗器使功率因数提高并稳定、连续调节阻抗使电压稳定、连续调节电感量实现动态谐波治理、连续调节阻抗使三相负荷平衡；利用智能控制模块实现综合自动化控制和智能化管理；利用通信模块实现计算机网略通讯和无线网略通信；利用数据存储模块实现超大容量数据存储和数据资源共享。有效提高电力节能效果，解决目前电力节能装置功能单一、设备相互独立、元器件重复安装、设备精度低、装置容量小费用高、整体节能效果差等问题。电源模块通过A/D转换，为装置中各模块提供直流电源。数据采集模块通过电压互感器、电流互感器和传感器，采集电网或用电设备的电压、电流、有功功率、无功功率、谐波电流、波峰耗电量、波谷耗电量、总的耗电量等用电参数，自动生成相关的图表，绘制成电压变化曲线、电流变化曲线、有功功率变化曲线、无功功率变化曲线、功率因数变化曲线、谐波电流频谱图、波峰耗电曲线、波谷耗电曲线、总耗电量曲线，表格列出各用电参数的最大值、最小值、平均值、5％概率和95％概率等，将所采集数据转换成脉冲同步信号输出。电力节能分析模块接收数据采集模块给出的参数后，分析影响能耗的因素，包括：功率因数影响、电压影响、谐波电流影响、无功电流影响、环流影响。进行无功电费分析、三相平衡分析、能耗分析、总的电费分析。通过与电力节能目标的对比，综合分析判断出各项电能浪费问题，提出综合性的整体电力节能技术方案，包括：动态无功功率补偿方案、动态谐波治理方案、系统电压和设备电压控制方案、系统电流和设备电流控制方案、三相负荷平衡和零序电流补偿方案，以及成套装置整体控制和保护方案、系统或设备配置方案、系统或设备分布和布置要求、输出参数和通信要求等。电力节能控制模块接收模块给出的综合性整体电力节能各项技术方案后，DSCCPU主机根据各项技术方案编制出不同的控制策略，设定各项控制目标的限制，实施综合控制。通过改变磁控电抗器晶闸管的导通角，连续平滑调节磁控电抗器的电感量和输出的感性无功功率；通过自动投切电容器组或者改变电容器组连接方式，调节电容器组的电容量和输出的容性无功功率。连续无级调节感性无功功率，提高并稳定系统和设备的功率因数以提高电能利用率，减少因功率因数低受到的经济处罚，避免无功用电(反转正计)，减少线路损耗；连续平滑调节线路阻抗，使系统或设备的电压稳定在额定范围内以避免由于电压升高造成的电力浪费；连续平滑调节磁控电抗器电感量使滤波支路阻抗接近于零实现动态谐波治理、消除或减少谐波电流以减少谐波造成的损耗和危害；控制并稳定系统电流以避免由于无功电流、谐波本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能型电力节能综合控制成套装置，其特征在于，其由电源模块(1)、参数采集模块(2)、分析模块(3)、控制模块(4)、磁控电抗器成套装置模块(5)、电容器成套装置模块(6)、智能控制模块(7)、通信模块(8)和数据存储模块(9)组成。

【技术特征摘要】
1.智能型电力节能综合控制成套装置，其特征在于，其由电源模块(1)、
参数采集模块(2)、分析模块(3)、控制模块(4)、磁控电抗器成套装
置模块(5)、电容器成套装置模块(6)、智能控制模块(7)、通信模块
(8)和数据存储模块(9)组成。
2.根据权利要求1所述的智能型电力节能综合控制成套装置，其特征
在于：利用电源模块(1)为各模块提供直流电源；利用参数采集模块(2)
全面采集电网的参数；利用分析模块(3)提出综合性整体电力节能方案。
3.根据权利要求1所述的智能型电力节能综合控制成套装置，其特征
在于：利用控制模块(4)调节磁控电抗器和系统的参数，动态跟踪反馈；
利用磁控电抗器成套装置模块(5)和电容器成套装置模块(6)连续调节磁
控电抗器参数使功率因数提高并稳定、连续调节阻抗使电压稳定、连续调节
电感量实现动态谐波治理、连续调节阻抗使三相负荷平衡。
4.根据权利要求1所述的智能型电力节能综合控制成套装置，其特征
在于：利用智能控制模块(7)实现综合自动化控制和智能化管理；利用通
信模块(8)实现计算机网络通讯和无线网络通信；利用数据存储模块(9)

【专利技术属性】
技术研发人员：王学才，吴洪山，吴丹，王珊，
申请(专利权)人：山东金美亚电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37