配电网低压线路的无功协同补偿系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种配电网低压线路的无功协同补偿系统，是采用并联电容器的方式进行补偿，包括有设在台区配电变压器低压侧的集中补偿单元及设在台区各配电出线中后段的分散补偿单元；分散补偿单元包括有从控制器、补偿电容及相应的检测电路和投切控制电路，其中的检测电路包括有电网电压波动检测子电路；集中补偿单元包括有主控制器、补偿电容及相应的检测电路和投切控制电路，以及电网电压小幅波动产生电路。本实用新型专利技术通过设立集中补偿单元和分散补偿单元并配置电网电压小幅波动产生及检测电路，可在系统总体投入成本较低的情形下对低压侧的输电线路及配电变压器实现无功功率的智能协同补偿，尤其适合应用于农网及采用公共变压器的配电线路。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无功功率补偿
，尤其是涉及一种配电网低压线路的无功协同补偿系统。
技术介绍
在配电网中，电力发电机所发的无功功率和输电线的功率常常不足以满足网中大量的电机、变压器、电抗器、荧光灯等感性负载的无功需求以及系统中无功的损耗，因而容易造成电网功率因数下降、电网系统利用率降低。为了减少有功损失和电压降落、减少电力输送中的损耗，更为了电网的安全、经济、高效地运行，提高电力输送的容量和质量，通常都要进行就近的无功功率补偿或者调节。目前广泛采用通过投切并联电容器(组)的方式进行无功补偿，其原理是先通过监测线路电压与电流，计算功率因数；如果功率因数滞后则投入电容，如果功率因数超前则切除电容。现有的电力低压配电网，尤其是农网或采用公共变压器的线路，各最终用户通常是以T接的用电配电方式各自就近连接配电干线，由于供电线路上的各T接到配电变压器的低压侧间无公共的连接点，因此通常不对低压配电网送电线路进行有针对性的无功功率补偿，而仅在该段供电线路的源头即台区(亦即配电变压器的低压侧)进行集中式的无功功率补偿。不难看出，采用这样的技术方案时电力网中仅对高压侧的输电线路和变压器进行了无功功率补偿，却未对低压侧的输电线路作有针对性的无功功率补偿。然而根据实际经验，电力网中最大部分的无功损耗即发生在低压侧的输电线路上，因此这种集中补偿的方案仍存在比较明显的缺陷。针对这种集中补偿的缺陷，结合布线成本考虑，现有技术中也有人提出了如下改进方案:在线路中增设分散补偿单元，即在台区的每条输电回路上的中后段分别增设无功功率补偿装置，集中补偿处是以实时检测获得的无功功率作为补偿判据，而分散补偿是以实时检测的线路电压与系统预设的线路电压目标值的比较值作为补偿判据。采用该方案，能在末端线路电压降低时，通过投入电容既对线路进行了无功功率补偿，也同时提升末端线路电压；只是，该方案对作为补偿判据的线路电压目标值的设定有较高要求，否则由于集中补偿与分散补偿之间无协同作用，在某些情形下如用电高峰期，此时集中补偿往往已全部投入仍欠补，但分散补偿却由于线路电压目标值设置得不合理而无法全部投入，从而造成系统欠补偿；而在另一些情形(例如后半夜的低用电量区段、用户所用负荷类型/使用量产生较大变化、或其他类似情形)为达到设定的线路电压目标值，分散补偿装置可能仍会持续投入补偿并进而造成集中补偿装置亦难以冲抵的、对电网系统的过补，从而对电网系统造成损害。
技术实现思路
本技术的目的，即在于提供一种性价比较高、安全可靠的配电网低压线路的无功协同补偿系统。本技术配电网低压线路的无功协同补偿系统，同样是基于现有技术中常用的投切并联电容器的原理进行无功补偿，其具体技术方案如下:主要包括有设置在台区配电变压器低压侧的集中补偿单元，以及设置在台区的各配电出线中后段上的分散补偿单元；其特别之处在于:所述分散补偿单元，包括设置有从控制器、补偿电容及相应的检测电路和投切控制电路；该检测电路包括有就地电压/无功功率/功率因数/无功电流检测子电路以及电网电压波动检测子电路；各检测子电路的信号输出端与所述从控制器的I/o 口相连，所述从控制器通过所述投切控制电路与所述补偿电容相连；所述集中补偿单元，包括设置有主控制器、补偿电容及相应的检测电路和投切控制电路，该检测电路包括用于检测配电变压器低压侧的实时电压、电流，该投切控制电路以计算获得的无功电流/无功功率/功率因数或其它等效值作为补偿电容投切控制判据；所述集中补偿单元，还包括有电网电压小幅波动产生电路。以下是例举的本技术配电网低压线路的无功协同补偿系统的一种工作模式:工作状态下，分散补偿单元通过其检测电路将检测获得的实时就地电压发送给从控制器，从控制器将该检测值与系统预设的线路电压目标值进行比较，如不符则通过控制投切控制电路对所属补偿电容进行投切，从而实现对低压侧输电线路上的无功补偿；根据无功补偿领域的技术常识，其中作为投切控制判据的参数显然也可以采用无功功率、功率因数、或无功电流。而在台区即配电变压器的低压侧，集中补偿单元通过其检测电路获取就地实时电压、电流，由主控制器根据计算获得的无功功率(当然也可以是功率因数、无功电流或其等效值)控制投切控制电路对所属补偿电容的投切量；若系统无功欠补，且集中补偿单元内的电容全部投入后仍欠补，则所述主控制器采用通过电网电压小幅波动产生电路产生电网电压小幅波动的方式向从控制器发出调整所述线路电压目标值(或其它等效参数目标值)的指令进而使从控制器增加分散补偿单元内的补偿电容投入，从而使系统无功功率逼近或达到设定的上下限范围；若系统无功过补，且集中补偿单元内的电容全部切除后仍过补，则所述主控制器采用通过电网电压小幅波动产生电路产生电网电压小幅波动的方式向从控制器发出调整所述线路电压目标值(或其它等效参数目标值)的指令进而使从控制器减少分散补偿单元内的补偿电容投入，从而使系统无功功率逼近或达到设定的上下限范围。其中，电网电压的不同波动可设定为具有不同的线路电压目标值(或其它等效参数目标值)调整含义即代表不同的调整指令。以上方案中的所述电网电压小幅波动产生电路的具体设计，可以根据现有技术及应用现场实际自由采用，例如通过在供电线路上串联自耦变压器或调压器等方式实现。所述“电压小幅波动”中具体的调整幅度可由所属领域技术人员结合现场实际确定，通常以方便于电压检测电路的监测而又不致于导致电网电压明显波动并给电网使用带来不良影响为宜，一般而言，该调整幅度应设置在额定电压的±10%范围内。其波动时长同样可由所属领域技术人员结合现场实际确定，通常可设置为0.2s?300s。以下是本技术优选的一种电网电压小幅波动产生电路的实施方式:由所述主控制器与所述集中补偿单元中的补偿电容及其投切控制电路组成。采用该方案的优点是无需新增任何硬件投入，由集中补偿单元仅仅通过电源线广播的方式发送超低频补偿控制指令给各分散补偿单元，能有效地避免高频及弱电信号通信可靠性不高及成本较大等问题；同时，由于只是用于产生电网电压的短时小幅波动，所以，也不会对电网的使用造成明显不利的影响。为了适应不同应用场合的需要，可以考虑将所述电网电压小幅波动产生电路产生的电压波动波形多样化，并相适应地将所述分散补偿单元处的电压波动检测子电路设计为包括有电压波动幅值检测子单元和/或电压波动时长检测子单元和/或电压波动间隔检测子单元和/或电压波动波形检测子单元，以有效避免误干扰，确保调整指令的准确传送。由上，本技术配电网低压线路的无功协同补偿系统通过设立集中补偿单元和分散补偿单元并将其有机组合，在系统总体投入成本较低当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
配电网低压线路的无功协同补偿系统，是采用并联电容器的方式进行补偿，包括有设置在台区配电变压器低压侧的集中补偿单元，以及设置在台区的各配电出线中后段上的分散补偿单元；其特征在于：所述分散补偿单元，包括设置有从控制器、补偿电容及相应的检测电路和投切控制电路；该检测电路包括有就地电压/无功功率/功率因数/无功电流检测子电路以及电网电压波动检测子电路；各检测子电路的信号输出端与所述从控制器的I/O口相连，所述从控制器通过所述投切控制电路与所述补偿电容相连；所述集中补偿单元，包括设置有主控制器、补偿电容及相应的检测电路和投切控制电路，该检测电路包括用于检测配电变压器低压侧的实时电压、电流，该投切控制电路以计算获得的无功电流/无功功率/功率因数作为补偿电容投切控制判据；所述集中补偿单元，还包括有电网电压小幅波动产生电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：骆武宁，
申请(专利权)人：广西诺思贝电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45