通过提高功率因数实现节省电能和电网投资的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过提高功率因数实现节省电能和电网投资的方法，是一项创新和发明专利技术。目的是提供一种能够减小电网中的电流，达到用电设备与线路的有功损耗有效下降，实现节省电能；能够减小电网中所有输电、变电、用电设备的容量，实现降低电网的投资；能够减小电网和变压器压降，提高电力输送能力和质量的解决方法。实现节电１５～３０％，精确提高功率因数数值达ｃｏｓφ＝０．９５～０．９９。解决方案是：将多个补偿单元构成的互动功率因数校正补偿系统，结合强电、弱电，通过先进的计算机技术、微电子技术、元器件组合，实现复合式功率补偿，提高功率因数，达到节省电能和电网投资的效果。与单一用电设备配合使用；用电设备在产品设计与装配过程中制造或安装在用电设备内部；安装在电网内对多类型用电设备节电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交流电电力行业发电----用电全过程，通过对厂矿企业、农业、市政、商用、民用的各种用电设备提高功率因数。
技术介绍
现有节电技术中，通过复合式补偿技术来提高功率因数的实际应用、技术相对较少，多数是针对某一用电设备、采用单一的补偿技术实行单一节电方法。提高功率因数可以得到如下的经济效益、社会效益减小电网中的电流，达到用电设备与线路的有功损耗有效下降，实现节省电能的目的；减小电网中所有输电、变电、用电设备的容量，实现降低电网的投资；减小电网和变压器压降，提高电力输送能力和质量；节能降耗、提高能源利用效率；使节省电能和电网投资的思想理念变成方便、可行的现实，推动全社会开展节能降耗，缓解能源瓶颈制约，建设节能型社会，促进经济社会可持续发展。
技术实现思路
本专利技术创新之处是由多个补偿单元构成的互动功率因数校正补偿系统，通过先进的计算机技术、微电子技术、元器件组合，设计完成了一个实现复合式互动功率补偿，提高功率因数，实现节省电能和电网投资的方法。做到了在电网中对用电设备无功就地补偿、分组补偿、集中补偿方法的综合应用；能够满足有源功率因数校正、无源功率因数校正设备对感性或容性负载、线性负载、非线性负载提高功率因数的工作。采用这种方法具有更好的技术效果、更大的适用范围及更高的节能效益。本专利技术的目的是提供一种能够减小电网中的电流，达到用电设备与线路的有功损耗有效下降，实现节省电能，能够减小电网中所有输电、变电、用电设备的容量，实现降低电网的投资，能够减小电网和变压器压降，提高电力输送能力和质量的解决方法。使节省电能和电网投资的思想理念变成方便、可行的现实。本专利技术解决其技术问题所采用的方法是，主要包括采样模块(a)、计算机处理系统(b)、电子开关模块(c)、功率因数校正补偿系统(d)、安全保护模块(e)、显示模块(f)和电源模块(g)。本专利技术与现有技术相比具有如下优点1.原理设计具有原创性。结合强电、弱电、计算机技术、微电子技术、元器件组合，将多个补偿单元组合，构成一个复合式互动补偿系统，实现功率补偿，达到提高功率因数的结果。实现节电15～30％，精确提高功率因数数值达cosφ＝0.95～0.99，接近cosφ＝1，从而达到显著降低电耗，节省用电开支和电网投资的效果。摆脱了普遍针对单一用电设备进行功率补偿，实现节电的模式，不局限于一种功率补偿方法来提高功率因数，做到了在电网中对用电设备无功就地补偿、分组补偿、集中补偿方法的综合应用。2.本专利技术可以使单一用电设备节省电能。3.本专利技术可以使生产型企业开发、设计的用电设备具有节省电能的功能。4.本专利技术可以使电网内多种类型的用电设备实现综合节省电能。5.本专利技术可以使输电、变电、用电设备的容量减小，实现降低对电网的投资。6.本专利技术设计科学、具有先进性、功能强、适用范围广、产业化生产成本低。7.采样模块(a)，极具创新意识的设计，先进、精确、新颖。8.计算机处理系统(b)控制程序编程采用高效算法，实现对数据的智能化处理，精确提高功率因数数值达0.9～0.99。系统控制程序驻留在芯片非易失性存储器内，可保留10年以上。9.电子开关模块(c)属于大功率无触点电子开关，能够保证用电设备长期稳定可靠地工作。为了减少对其它电子产品的无线电干扰，实现电压过零时进行自动切换。10.功率因数校正补偿系统(d)具创新的设计方案，由多个不同容量值的补偿器件单元组合成一个复合式互动补偿系统，实现复合式功率校正补偿功能。考虑产品成本和外观尺寸的因素，对复合式组件的多种配置方案进行了科学比较，实现了优化配比。根据用电负荷特征，补偿器件单元选用了相应的最大挡距与最小挡距，能够确保同时满足大跨距与精细调整需要。保证了产品的电气性能。设计方法具有较高的性能价格比。11.显示模块(f)能直观、动态显示节电状态和功率因数指标参数。12.电源模块(g)，为了保证系统长期稳定工作在温升较低的状态下，采用了国际上先进的电源芯片，构成隔离型开关电路。体积小，效率高，稳定、安全可靠。附图说明附图1本专利技术方法原理方框图。附图2电路中功率因数校正后的波形图。附图3校正前交流电容电路的电流、电压波形图。附图4校正前交流电感电路的电流、电压波形图。附图5校正前交流电阻电路的电流、电压波形图。附图6校正前电源变换的电流、电压波形图。具体实施例方式图1至图6描述了。图1中，首先由采样模块(a)从电网中采集电压、电流值，将电网中用电设备运行电压与电流的相位关系信号变化发送到计算机处理系统(b)。图1中的计算机处理系统(b)对采样模块(a)发送的模拟信号进行一系列的放大与变换处理，生成数字化控制指令。在编写的系统控制程序中对电网中功率因数给予赋值，如cosφ＝0.99，如果偏离这个数值时，通过采样模块(a)发送来的电压、电流之间的相位差(见图3至图6)即刻反映出电网中的功率因数值，计算机处理系统(b)会自动进行计算处理，生成校正、补偿信号，向电子开关模块(c)发送操作指令，使功率校正补偿系统内各补偿组件实现精确投入或切除，强迫线电流能跟随线电压波形的变化(见图2)，最终实现数字化提高电网功率因数。图1中的电子开关模块(c)是计算机处理系统(b)发送的数字化信号指令的执行单元，自动化完成实时动态动作，向功率因数校正补偿系统(d)发送实时指令，保证各补偿组件投入与切除。图1中的功率因数校正补偿系统(d)由不同容量值的补偿器件单元组成，向电网中投入与不投入，投入值大小由电子开关模块(c)发送指令工作，能够确保同时满足大跨距与精细调整的需要，经过校正、补偿后的电网中用电设备功率因数波形图(见图2)，将电流校正成与电压相位基本相同且不失真的正弦波，使功率因数接近于1。兼容感性或容性负载、线性负载、非线性负载功率因数补偿，具有显著效果。图1中的安全保护模块(e)是一个保证用电设备安全、人员安全、节电设备安全的模块。其作用体现在过压、欠压、过载、缺相情况下向计算机处理系统(b)等模块发出信息，最终起到对设备的保护作用。图1中的显示模块(f)动态显示节电状态和功率因数指标参数。向使用、管理人员提供直观数据信息。图1中的电源模块(g)向节电设备各工作模块提供工作电源。图1中的负载(h)实现节电的多个不同类型的用电设备。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过提高功率因数实现节省电能和电网投资的方法，其方法是由多个补偿单元构成的互动功率因数校正补偿系统，通过先进的计算机技术、微电子技术、元器件组合，实现复合式功率补偿，提高功率因数，达到节省电能和电网投资的效果。包括采样模块（ａ）、计算机处理系统（ｂ）、电子开关模块（ｃ）、功率因数校正补偿系统（ｄ）、安全保护模块（ｅ）、显示模块（ｆ）和电源模块（ｇ）。

【技术特征摘要】
1.一种通过提高功率因数实现节省电能和电网投资的方法，其方法是由多个补偿单元构成的互动功率因数校正补偿系统，通过先进的计算机技术、微电子技术、元器件组合，实现复合式功率补偿，提高功率因数，达到节省电能和电网投资的效果。包括采样模块(a)、计算机处理系统(b)、电子开关模块(c)、功率因数校正补偿系统(d)、安全保护模块(e)、显示模块(f)和电源模块(g)。2.根据权利要求1所述的一种通过提高功率因数实现节省电能和电网投资的方法，其特征是所述的采样模块(a)从电网中采集电压、电流值，将电网中用电设备运行电压与电流的相位关系信号变化发送到计算机处理系统(b)。3.根据权利要求1所述的一种通过提高功率因数实现节省电能和电网投资的方法，其特征是所述的计算机处理系统(b)对采集模块(a)发送的模拟信号进行一系列的放大与变换处理，生成数字化控制指令。在编写的系统控制程序中对电网中功率因数给予赋值，如果偏离这个数值时，通过采样模块(a)发送来的电压、电流之间的相位差(见图3至图6)即刻反映出电网中的功率因数值，计算机处理系统(b)会自动进行计算处理，生成校正、补偿信号，向电子开关模块(c)发送操作指令，使功率因数校正补偿系统(d)内各补偿单元实现精确投入或切除，强迫线电流能跟随线电压波形的变化(见图2)，最终实现数字化提高电网功率因数。4.根据权利要求1所述的一种通过提高功率因数实现节省电能和电网投资的方法，其特征是所述的电子开关模块(c)，属大功率无触点电子开关，是实现提高功率因数的执行电路，通过接收所述的计算机处理系统(b)送达的指令信号工作。5.根据权利要求1所述的一种通过提高功率因数实现节省电能和电网投资的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建国，
申请(专利权)人：陈建国，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]