本发明专利技术公开了一种智能无功优化控制系统及方法，系统包括依次相连的数据采集模块、MCU模块和数据传输模块，所述MCU模块分别与投切控制模块、环境监测模块、扩展输出模块、电源模块、人机界面模块相连，所述数据传输模块与监控管理云平台无线连接，监控管理云平台与终端无线连接。方法：系统上电并配置参数及外设；启动通讯串口接收数据，启动各定时器中断等任务；与SVG无功补偿设备进行数据通讯处理任务；进行数据解析并存储；将相应数据回发上传；按判断标准进行电容切除和投入。上述方案发明专利技术使用电力电容器将电力负荷端大部分无功补偿掉，再使用SVG将剩余变化的无功进行补偿，将补偿性能和经济性能相结合，实现SVG与电力电容器组合投切的控制平衡。
【技术实现步骤摘要】
一种智能无功优化控制系统及方法
本专利技术涉及电力控制领域，尤其涉及一种智能无功优化控制系统及方法。
技术介绍
随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，在工业、农业以及居民家庭生活中应用着各类电力设备。有资料显示，大多数电力电子装置，如电视机、空调等，感性负荷偏大，功率因数偏低，所消耗的无功功率在电网传输的电量占有很大的比例。无功功率增加引起线路传输电流加大，造成线路损耗以及设备的损耗加大，导致大量的电能损耗。随着国家节能降耗政策的实施，以及环保力度的加强，无功补偿技术不断发展升级，积极运用到各种用电场合，解决了企业普遍存在的功率因数偏低，无功损耗过大的问题，减少了线路损耗，增加了设备利用率，为国家社会节约了大量的能源消耗。中国专利文献CN106169760A公开了一种“主站AVC系统与子站SVG无功补偿设备系统的协调控制方法”。采用了包括：在主站AVC系统中增设子站SVG无功补偿设备的量测量，建立子站SVG无功补偿设备系统的参数模型；设置子站SVG无功补偿设备系统的各个SVG无功补偿设备单元对应的主变压器；主站AVC系统进行全网无功优化计算子站SVG无功补偿设备的无功需求量；主站AVC系统获取子站SVG无功补偿设备系统的无功需求量和当前各个SVG无功补偿设备单元的无功实时值、稳态调节下限值、稳态调节上限值，并依据无功分配方式分配无功调节量并下发至各个SVG无功补偿设备单元；子站SVG无功补偿设备系统的各个SVG无功补偿设备单元，根据所属的子站SVG无功补偿设备系统的投入状态、对应主变压器及闭锁状态进行电压无功调节。传统的电力电容器补偿响应时间较长，当电力负荷变化比较快时，电力电容就无法很好的响应，可能会导致过补或频繁投切。
技术实现思路
本专利技术主要解决原有的电力负荷变化时产生过补偿或频繁投切的技术问题，提供一种智能无功优化控制系统及方法，使用电力电容器将电力负荷端大部分无功补偿掉，再使用SVG无功补偿设备将剩余变化的无功进行补偿，将补偿性能和经济性能相结合，实现SVG无功补偿设备与电力电容器组合投切的控制平衡。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种智能无功优化控制系统包括依次相连的数据采集模块、MCU模块和数据传输模块，所述MCU模块分别与投切控制模块、环境监测模块、扩展输出模块、电源模块人机界面模块相连，所述数据传输模块与监控管理云平台无线连接，所述监控管理云平台与终端无线连接。电容投切控制模块能够实现最多18组电容器投切控制，全部由光耦进行电气隔离，根据需求焊接分别作为晶闸管投切控制和接触器投切控制。具有智能投切功能，目的是在最短的时间内，投入最少的电容器组来满足目标功率因数及最小无功功率的要求。而且具备先投入，先切除的功能，以均衡各个电容器组的使用时间。作为优选，所述的数据采集模块包括SVG无功补偿设备无功补偿设备和通信模块，MCU模块通过通信模块与SVG无功补偿设备相连。采集了电网、负载(CT)、SVG无功补偿设备的实时信息和电容器的投切设置信息。作为优选，所述的环境监测模块包括温度传感器模块和湿度传感器模块，若干个温度传感器模块和湿度传感器模块安装在配电柜内部。MCU模块通过采样温度和湿度数据，根据风扇开启条件判断是否开启风扇输出。作为优选，所述的扩展输出模块包括风扇和声光报警器，所述风扇安装在配电柜通风口处，所述声光报警器安装在配电柜上方。当温度湿度达到判断标准时，开启风扇进行换气，运行出现异常时声光报警器发出警报，提醒工作人员及时维修。作为优选，所述的电源模块包括DC24V转12V电路、DC24V转5V电路和DC5V转5V电路，DC24V转12V电路与投切控制模块相连，DC24V转5V电路与MCU模块相连，两组DC5V转5V电路分别与通信模块、数据传输模块相连。作为优选，所述的SVG无功补偿设备和通信模块之间采用MODBUS通讯协议。作为优选，所述的MCU模块采用芯片STM32F103ZET6。该芯片为32位ARM芯片，具备高主频，外设丰富的优点。作为优选，所述的数据传输模块与GPRS芯片相连，GPRS芯片型号为EMT621-4G。数据传输模块通过GPRS芯片将电网监测数据和投切状态等信息上传至监控管理云平台，实时监测补偿效果。作为优选，所述的人机界面模块包括触摸屏，所述触摸屏型号为DMT10600T070_A2WT。人机界面模块监控界面为用户提供了电网、负载(CT)、SVG无功补偿设备的实时信息和电容器的投切设置信息，能够设置投切保护信息、设置SVG无功补偿设备补偿参数、控制电容器手自动投切及开关机等功能。该触摸屏为7寸电容型触摸屏、分辨率高。一种智能无功优化控制系统的方法，包括以下步骤：①系统上电并配置系统参数及外设；②启动通讯串口DMA数据接收，启动各定时器中断等任务；③与SVG无功补偿设备进行数据通讯处理任务，定时发送查询帧向SVG无功补偿设备请求数据；④通过UART串口接收数据判断有一整帧数据接收后，进行数据解析，将符合通讯协议的数据存储到相应的寄存器中；⑤当接收到GPRS芯片查询帧时将相应数据回发上传；⑥以负荷无功和功率因素作为投切判断依据，当负荷无功大于最小电容容量时，同时满足功率因素低于目标功率因素时，电容器投入；当无功功率过补偿电容容量大于一定阈值后切除电容。本专利技术的有益效果是：使用电力电容器将电力负荷端大部分无功补偿掉，再使用SVG无功补偿设备将剩余变化的无功进行补偿，将补偿性能和经济性能相结合，实现SVG无功补偿设备与电力电容器组合投切的控制平衡。附图说明图1是本专利技术的一种电路原理连接结构框图。图中1MCU模块，2数据采集模块，2.1SVG无功补偿设备，2.2通信模块，3投切控制模块，4数据传输模块，5监控管理云平台，6终端,7环境监测模块，7.1温度传感器模块,7.2湿度传感器模块,8扩展输出模块,8.1风扇,8.2声光报警器，9电源模块,10人机界面模块。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本实施例的一种智能无功优化控制系统，如图1所示，包括依次相连的数据采集模块2、MCU模块1和数据传输模块4，MCU模块1分别与投切控制模块3、环境监测模块7、扩展输出模块8、电源模块9人机界面模块10相连，数据传输模块4与监控管理云平台5无线连接，监控管理云平台5与终端6无线连接。该系统具有智能投切功能，目的是在最短的时间内，投入最少的电容器组来满足目标功率因数及最小无功功率的要求。而且具备先投入，先切除的功能，以均衡各个电容器组的使用时间。其中，电容投切控制模块能够实现最多18组电容器投切控制，全部由光耦进行电气隔离，根据需求焊接分别作为晶闸管投切控制和接触器投切控制。数据采集模块包括SVG无功补偿设备2.1和通信模块2.2，MCU模块1通过通信模块2.2与SVG无功补偿设备2.1相连。SVG无功补偿设备2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能无功优化控制系统，其特征在于，包括依次相连的数据采集模块(2)、MCU模块(1)和数据传输模块(4)，所述MCU模块(1)分别与投切控制模块(3)、环境监测模块(7)、扩展输出模块(8)、电源模块(9)人机界面模块(10)相连，所述数据传输模块(4)与监控管理云平台(5)无线连接，所述监控管理云平台(5)与终端(6)无线连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种智能无功优化控制系统，其特征在于，包括依次相连的数据采集模块(2)、MCU模块(1)和数据传输模块(4)，所述MCU模块(1)分别与投切控制模块(3)、环境监测模块(7)、扩展输出模块(8)、电源模块(9)人机界面模块(10)相连，所述数据传输模块(4)与监控管理云平台(5)无线连接，所述监控管理云平台(5)与终端(6)无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能无功优化控制系统，其特征在于，所述数据采集模块包括SVG无功补偿设备(2.1)和通信模块(2.2)，MCU模块(1)通过通信模块(2.2)与SVG无功补偿设备(2.1)相连。
3.根据权利要求1所述的一种智能无功优化控制系统，其特征在于，所述环境监测模块包括温度传感器模块(7.1)和湿度传感器模块(7.2)，若干个温度传感器模块(7.1)和湿度传感器模块(7.2)安装在配电柜内部。
4.根据权利要求1所述的一种智能无功优化控制系统，其特征在于，所述扩展输出模块(8)包括风扇(8.1)和声光报警器(8.2)，所述风扇(8.1)安装在配电柜通风口处，所述声光报警器(8.2)安装在配电柜上方。
5.根据权利要求2所述的一种智能无功优化控制系统，其特征在于，所述电源模块(9)包括DC24V转12V电路、DC24V转5V电路和DC5V转5V电路，DC24V转12V电路与投切控制模块(3)相连，DC24V转5V电路与MCU模块(1)相连，两组DC5V转5V电路分别与通信模块(2.2...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹应胜，孙新年，刘璐，钱晟，
申请(专利权)人：杭州佳和电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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