低压配电网分散型无功补偿系统技术方案

本发明专利技术涉及低压配电网分散型无功补偿系统，其包括与公用配电变压器的输出端连接的低压供电线路以及二个无功补偿装置，其中一个无功补偿装置与所述低压供电线路的中段负荷中心的前端连接，另一个无功补偿装置与所述低压供电线路的后段负荷中心的前端连接。将无功补偿装置直接安装在低压供电线路的中段及后段负荷中心前，一方面可以大幅提高无功补偿装置的电压增益效果，另一方面也很好的杜绝了对低压线路前段电压的叠加，同时具有控制精度高、功耗低、体积小巧、免维护等优点，尤其适合应用于供电线路半径长、末端无功功率不足或电压偏低的场合。

【技术实现步骤摘要】
低压配电网分散型无功补偿系统
本专利技术涉及电力系统控制技术。
技术介绍
我国农村地区普遍存在地域相对广大而负荷聚集程度不高的情况，一台配电变压器的供电范围半径往往超过500米甚至更大。而且，受地理环境、经济发展等因素影响，供电线路被盗频率高而被迫使用铝导线、运行环境恶劣等问题比较普遍，很多农村地区都存在用电电压偏低的情况，个别地区入户电压甚至低至150V以下，连照明、烧饭等基本生活需求都无法满足。 面对不断提高的生活、生产用电需求和管理、服务要求，目前，供电企业在新建公用配电变压器项目的典型设计中，普遍都会根据配电变压器的额定容量配置低压无功补偿装置并设置在低压配电箱，通过补偿变压器的无功出力，提高功率因素、提升低压线路末端电压水平。 但是，传统的低压无功补偿装置存在两个弊端:一是通过控制交流接触器或空气开关实现电容器组的投切，这种装置的致命弱点是机械触头，容易产生冲击电流、对线路和补偿装置本身造成严重损害，故障率高；二是补偿装置设置在在公用配电变压器的低压线路前端，补偿增益范围非常有限，而农村低压电网普遍分散且绝大部分使用铝导线，对于台区低压线路中、后段用户，无功补偿对功率因素和电压的增益已基本消失，无功补偿装置形同虚设，而且部分传统无功补偿装置没有自动投切功能，甚至反而过分抬高低压线路前端电压，严重缩短用户用电设备寿命。而且，为了补偿铝导线较大的电压降，满足低压线路末端用户的用电质量，供电企业往往会通过调整配电变压器的分接头档位，调高输出电压，常规无功补偿装置一旦投入运行，电压增益将直接叠加在母线上，造成前段用户电压过高，甚至烧坏用户设备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种低压配电网分散型无功补偿系统，其能解决补偿增益范围小以及容易烧坏用户设备的技术问题。 为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下: 低压配电网分散型无功补偿系统，其包括与公用配电变压器的输出端连接的低压供电线路以及二个无功补偿装置，其中一个无功补偿装置与所述低压供电线路的中段负荷中心的前端连接，另一个无功补偿装置与所述低压供电线路的后段负荷中心的前端连接。 优选的，该低压配电网分散型无功补偿系统还包括电力通讯模块、无线通信模块和后台服务器，电力通讯模块连接在所述低压供电线路的前段，电力通讯模块用于将采集到的数据通过无线通信模块发送给后台服务器；无功补偿装置也与所述无线通信模块连接。 优选的，所述无线通信模块为GPRS模块。 优选的，所述无功补偿装置为低压无功补偿装置。 优选的，所述低压供电线路为铝导线。 本专利技术具有如下有益效果: 将无功补偿装置直接安装在低压供电线路的中段及后段负荷中心前，一方面可以大幅提高无功补偿装置的电压增益效果，另一方面也很好的杜绝了对低压线路前段电压的叠加，同时具有控制精度高、功耗低、体积小巧、免维护等优点，尤其适合应用于供电线路半径长、末端无功功率不足或电压偏低的场合。 【附图说明】 图1为本专利技术较佳实施例的低压配电网分散型无功补偿系统的结构示意图。 附图标记:1、公用配电变压器；2、低压供电线路；3、无功补偿装置；4、无功补偿装置；5、前段负荷；6、中段负荷中心；7、后段负荷中心；8、电力通讯模块；9、无线通信模块；10、后台服务器。 【具体实施方式】 下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本专利技术做进一步描述。 如图1所示，一种低压配电网分散型无功补偿系统，其包括与公用配电变压器I的输出端连接的低压供电线路2、无功补偿装置3、无功补偿装置4、电力通讯模块8、无线通信模块9和后台服务器10。无功补偿装置3与所述低压供电线路2的中段负荷中心6的前端连接，无功补偿装置4与所述低压供电线路2的后段负荷中心7的前端连接。电力通讯模块8连接在所述低压供电线路2的前段，可以位于低压供电线路2的前段负荷5(非中心)之前，电力通讯模块8用于将采集到的数据通过无线通信模块9发送给后台服务器10。无功补偿装置3和无功补偿装置4也与所述无线通信模块9连接，无功补偿装置3和无功补偿装置4也分别将其保存的数据过无线通信模块9发送给后台服务器10。 本实施例的无线通信模块9为GPRS模块。无功补偿装置3和无功补偿装置4均为低压无功补偿装置。低压供电线路2为铝导线。 无功补偿装置整体安装在农村低压供电线路中段和后段，具体根据线路负荷分布和负荷性质的不同，配置合适容量的无功补偿装置，设置在低压线路负荷中心之前。 在低压电网运行过程中，无功补偿装置的模拟信号输入模块采集线路电流、电压、功率因素等参数，提交给其CPU和存储器模块进行计算分析，首先对电路的电压进行判断，保证在过压或欠压情况下不进行电容器的投切；然后判断电网功率因数，分析电网实际的无功功率，并将该功率因数与设定值比较；最后以九域图控制原理为依据，决定是三相同时投切还是分相投切，以及投切容量的大小，实现低压线路分散式动态无功补偿。同时结合其时钟模块将当前系统运行的数据和状态及时间写入数据存储器。运行人员通过电力通讯模块和无功补偿装置上送的数据，由无线通信模块将历史和运行数据上传到后台服务器，以便进行整体数据分析和运行管理。 本实施例提出了常规无功补偿装置无法解决的电压线路前端过补偿或电压过高而末端线路电压过低的问题的解决方案，提出了工程化方案并已具备量产条件，具有控制精度高、功耗低、体积小巧、免维护等优点，适合应用于线路半径长、末端无功功率不足或电压偏低的场合，可实现就地分散补偿，真正避免现有技术的前端集中补偿、过补偿造成的弊端。 具体的，本实施例的具体硬件配置设计可如下: 无功补偿装置采用基于16bi tPIC18F458单片机的智能无功补偿控制器，采用三相动态补偿、单相动态补偿和混合补偿多种方式，具有高性能、低成本、质量可靠、配置灵活等优点。 无功补偿系统一般在强交电磁场环境中工作，为防止干扰信号所造成的开关误动作，系统必须具有较强的抗干扰能力。因此，控制器的数据处理部分选用抗干扰能力和计算能力强的PIC18F4520单片机，输入端信号采用双光耦合的线性耦合器件进行隔离。同时，为保证提供的变量以及参变量数据的精度，前级采样互感器采用精度为5%的互感器，运放采用失真较小的LM134系列，A/D转换部分采用AD7656。此外，系统选用20MHz晶振，时钟芯片采用DS1302 (晶振32.768kHz)，显示显示采用12864液晶模块，由ST7920驱动。系统在工作状态下的功耗不超过5W。 1、系统的硬件设计: 本系统主要针对380V、50Hz的三相交流系统进行无功功率补偿，其主要功能模块包括模拟信号输入模块、CPU和存储器模块、实时时钟模块、通信模块以及人机交互模块。 (I)模拟信号输入模块 模拟信号输入模块包括电压电流形成、低通滤波和基准电压形成等参数，其作用是将电压互感器和电流互感器二次输出的电压、电流模拟量经过上述环节处理成大小与输入量成正比、相位不失真的模拟量，并经A/D转换电路的采样和转换，将其转化为计算机能够接收和识别的数字量，再进行数据处理和计算。 (2) CPU和存储器模块 采用CPU和存储器模块是硬件设备系统的核心。CPU采用Harvard双总线结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
低压配电网分散型无功补偿系统，其特征在于，包括与公用配电变压器的输出端连接的低压供电线路以及二个无功补偿装置，其中一个无功补偿装置与所述低压供电线路的中段负荷中心的前端连接，另一个无功补偿装置与所述低压供电线路的后段负荷中心的前端连接。

【技术特征摘要】
1.低压配电网分散型无功补偿系统，其特征在于，包括与公用配电变压器的输出端连接的低压供电线路以及二个无功补偿装置，其中一个无功补偿装置与所述低压供电线路的中段负荷中心的前端连接，另一个无功补偿装置与所述低压供电线路的后段负荷中心的前端连接。2.如权利要求1所述的低压配电网分散型无功补偿系统，其特征在于，还包括电力通讯模块、无线通信模块和后台服务器，电力通讯模块连接在所述低压供电线路的前段...

【专利技术属性】
技术研发人员：范世鹏，
申请(专利权)人：范世鹏，
类型：发明
国别省市：广东;44