一种配电台区的分级步进无功补偿调控方法及系统技术方案

一种配电台区的分级步进无功补偿调控方法及系统，属于配电领域，所述方法包括：向用户级智能电容器下发功率因数定值区间的理想值；获取台区总功率因数Pf，如果Pf小于AdownLimit或大于AupLimit、且持续时间超过Max

【技术实现步骤摘要】
一种配电台区的分级步进无功补偿调控方法及系统


[0001]本专利技术属于配电领域，涉及台区无功功率补偿，特别是一种配电台区的分级步进无功补偿调控方法及实现该方法的系统。

技术介绍

[0002]在电力供电系统中，通常通过无功功率补偿装置来提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境的，无功功率补偿装置在电力供电系统中是不可或缺的装置。
[0003]低压配电台区按“分级补偿，就地平衡”的原则，采用集中和就地补偿相结合的方案。在线路长负荷大的低压线路上安装并联分相自适应电容器进行分散补偿。对容量100kVA及以上的10kV配电变压器就地补偿，使配电变压器自身无功损耗得到就地平衡。对10kW以上的电动机年运行数在1000h以上重点进行补偿。低压100kVA以上的动力用户安装电容补偿装置。
[0004]智能电容器集成了现代测控，电力电子，网络通讯，自动化控制，电力电容器等先进技术。改变了传统无功补偿装置落后的控制器技术和落后的机械式接触器或机电一体化开关作为投切电容器的投切技术，改变了传统无功补偿装置体积庞大和笨重的结构模式，从而使新一代低压无功补偿设备具有补偿效果更好，体积更小，功耗更低，价格更廉，节约成本更多，使用更加灵活，维护更加方便，使用寿命更长，可靠性更高的特点，适应了现代电网对无功补偿的更高要求。
[0005]智能电容器根据负荷无功功率的大小或功率因数自动投切，动态补偿无功功率，改善电能质量。智能电容器可单台使用、也可多台联机使用。
[0006]应用中，在JP柜中安装台区级智能电容器，对整个台区进行无功功率进行补偿；在用户侧安装用户级智能电容器，在配电线路的用户侧就地补偿。
[0007]台区级智能电容器容量比较大，投入或去除有可能发生过补或者欠补的情况。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种分级步进无功补偿调控方法，在保证用户侧功率因数合格的前提下，调整整个台区的功率因数。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种配电台区的分级步进无功补偿调控方法，包括以下步骤：S0、向用户级智能电容器下发功率因数定值区间的理想值，理想值的上限和下限分别为UdownLimit和UupLimit；S1、获取台区总功率因数Pf，如果Pf小于AdownLimit或大于AupLimit、且持续时间超过Max
‑
T，Max
‑
T在15分钟~60分钟之间，执行S2；否则，执行S4；其中，AdownLimit、AupLimit分别为台区总功率因数定值区间的下限和上限；S2、计算无功功率调节值，确定用户侧智能电容器功率因数，执行S3；
S3、计算用户侧智能电容器功率因数定值区间，下发设置命令；执行S1；S4、执行S1；其中，S2具体为：S2、根据台区总功率因数Pf和台区视在功率S，计算台区总功率因数调节至台区定值区间AdownLimit
‑‑
AupLimit时，无功功率最大调节值Qmax和最小调节值Qmin， Qm为Qmax和Qmin的平均值，当Pf小于AdownLimit时，执行S2
‑
1，否则，执行S2
‑
2；S2
‑
1、计算用户侧智能电容器功率因数Pf
‑
i，满足以下条件：更改功率因数后的用户侧智能电容器，可投入总的无功功率大于等于Qm或大于等于Qmin；S2
‑
2、计算用户侧智能电容器功率因数Pf
‑
i，满足以下条件：更改功率因数后的用户侧智能电容器，可切除总的无功功率大于等于Qm或大于等于Qmin。
[0010]台区级和用户级的智能电容器，根据设定的功率因数定值区间和当前的功率因数，可以自动投入或切除一定数量的电容。本专利技术利用智能电容器，改变用户级智能电容器的功率因数定值区间，完成台区功率因数的调控。
[0011]本专利技术还提出了一种配电台区的分级步进无功补偿调控系统，包括台区智能融合终端、台区级智能电容器、用户级智能电容器，所述台区智能融合终端与台区级智能电容器采用RS485方式通信，与用户级智能电容器采用微功率方式通信，所述台区智能融合终端内置程序模块，实现权利配电台区的分级步进无功补偿调控方法。
[0012]有益效果：本专利技术通过调整用户级智能电容器的功率因数定值区间，实现对整个台区的功率因数的分级调控；用户级智能电容器不仅能实现就地补偿，还会根据台区整体情况，作为整体的一部分，保证用户侧功率因数合格的前提下，调整整个台区的功率因数，对整个台区分担补偿功能，同时也解决了台区级智能电容器容量比较大，投入或切除有可能发生过补或者欠补的问题。
附图说明
[0013]图1为配电台区的分级步进无功补偿调控系统的组成示意图；图中，JP柜为综合配电箱。
具体实施方式
[0014]一种配电台区的分级步进无功补偿调控方法，包括以下步骤：S0、向用户级智能电容器下发功率因数定值区间的理想值，理想值的上限和下限分别为UdownLimit和UupLimit；理想状态下，用户本地的功率因数理想值在UdownLimit和UupLimit之间，本实施例中，UdownLimit=0.9，UupLimit=0.95，上述理想值根据台区要求进行设定，可通过定值进行修改。
[0015]S1、获取台区总功率因数Pf，如果Pf小于AdownLimit或大于AupLimit、且持续时间超过Max
‑
T，执行S2；否则，执行S4。
[0016]Max
‑
T在15分钟~60分钟之间，本实施例中，Max
‑
T=30分钟。
[0017]其中，AdownLimit、AupLimit分别为台区总功率因数定值区间的下限和上限；本实施例中，AdownLimit=0.9，AupLimit=0.98，AdownLimit、AupLimit按台区要求进行设定，可通过定值进行修改。
[0018]在调整台区级智能电容器后，台区总的功率因数还不在规定的范围内且持续了一段时间，此时需要通过用户侧智能电容器进行调控。
[0019]S2、计算无功功率调节值，确定用户侧智能电容器功率因数，执行S3。
[0020]S3、计算用户侧智能电容器功率因数定值区间，下发设置命令；调控完成，继续监视台区功率因数的变化，执行S1。
[0021]S4、台区功率因数满足要求，继续监视台区功率因数的变化，执行S1。
[0022]其中，S2具体为：S2、根据台区总功率因数Pf和台区视在功率S，计算台区总功率因数调节至台区定值区间AdownLimit
‑‑
AupLimit时，无功功率最大调节值Qmax和最小调节值Qmin， Qm为Qmax和Qmin的平均值，当Pf小于AdownLimit时，执行S2
‑
1，否则，执行S2
‑
2。
[0023]S2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电台区的分级步进无功补偿调控方法，其特征在于包括以下步骤：S0、向用户级智能电容器下发功率因数定值区间的理想值，理想值的上限和下限分别为UdownLimit和UupLimit；S1、获取台区总功率因数Pf，如果Pf小于AdownLimit或大于AupLimit、且持续时间超过Max
‑
T，Max
‑
T在15分钟~60分钟之间，执行S2；否则，执行S4；其中，AdownLimit、AupLimit分别为台区总功率因数定值区间的下限和上限；S2、计算无功功率调节值，确定用户侧智能电容器功率因数，执行S3；S3、计算用户侧智能电容器功率因数定值区间，下发设置命令；执行S1；S4、执行S1；其中，S2具体为：S2、根据台区总功率因数Pf和台区视在功率S，计算台区总功率因数调节至台区定值区间AdownLimit
‑‑
AupLimit时，无功功率最大调节值Qmax和最小调节值Qmin， Qm为Qmax和Qmin的平均值，当Pf小于AdownLimit时，执行S2
‑
1，否则，执行S2
‑
2；S2
‑
1、计算用户侧智能电容器功率因数Pf
‑
i，满足以下条件：更改功率因数后的用户侧智能电容器，可投入总的无功功率大于等于Qm或大于等于Qmin；S2
‑
2、计算用户侧智能电容器功率因数Pf
‑
i，满足以下条件：更改功率因数后的用户侧智能电容器，可切除总的无功功率大于等于Qm或大于等于Qmin。2.根据权利要求1所述的一种配电台区的分级步进无功补偿调控方法，其特征在于，S2
‑
1具体为：S2
‑1‑
1、获取各用户级智能电容器当前的功率因数Pc
‑
i，将满足下列条件的用户级智能电容器生成Cin队列：有尚未投入的电容且功率因数Pc
‑
i小于UdownLimit；对Cin队列中的每个用户级智能电容器，计算可投入的无功功率Qin
‑
i，Qin
‑
i为在满足该用户级智能电容器的功率因数小于UupLimit的条件下可投入的最大无功功率；计算投入Qin
‑
i后该用户级智能电容器功率因数Pf
‑
i；执行S2
‑1‑
2；S2
‑1‑
2、计算Qin=，其中，n为Cin队列的长度；如果Qin≥Qm，执行S2
‑1‑
3，否则，执行S2
‑1‑
4；S2
‑1‑
3、找到Cin队列中功率因数Pf
‑
i最大的用户级智能电容器，计算该用户级智能电容器切除1个电容后可投入的无功功率Qin
‑
i和功率因数Pf
‑
i，重新计算Qin；重复该步骤，直至满足以下条件：Qin≥Qm且Qin与Qm的差值最小，返回；S2
‑1‑
4、如果Qin≥Qmin，返回；否则，执行S2
‑1‑
5；S2
‑1‑
5、重新生成Cin队列：将有尚未投入电容的用户级智能电容器生成Cin队列；对Cin队列中的每个用户级智能电容器，计算可投入的无功功率Qin
‑
i，Qin
‑
i为在满足该用户级智能电容器的功率因数小于UupLimit的条件下可投入的最大无功功率；计算投入Qin
‑
i后该用户级智能电容器功率因数Pf
‑
i；计算Qin=，其中，n为Cin队列的长度；如果Qin≥Qm，执行S2
‑1‑5‑
1，否则，执行S2
‑1‑5‑
2；
S2
‑1‑5‑
1、找到Cin队列中功率因数Pf
‑
i最大的用户级智能电容器，计算该用户级智能电容器切除1个电容后可投入的无功功率Qin
‑
i和功率因数Pf
‑
i，重新计算Qin；重复该步骤，直至满足以下条件：Qin≥Qm且Qin与Qm的差值最小；返回；S2
‑1‑5‑
2、如果Qin≥Qmin，返回；否则，执行S2
‑1‑5‑
3；S2
‑1‑5‑
3、Uup=UupLimit，Uup为设定的功率因数；执行S2
‑1‑5‑
4；S2
‑1‑5‑
4、Uup=Uup+0.1；对Cin队列中的每个用户级智能电容器，计算可投入的无功功率Qin
‑
i，Qin
‑
i为在满足该用户级智能电容器的功率因数小于Uup的条件下可投入的最大无功功率；计算投入Qin
‑
i后该用户级智能电容器功率因数Pf
‑
i；计算Qin=，其中，n为Cin队列的长度；重复本步骤，直至满足Qin≥Qmin或Uup>UupMax，UupMax为用户级智能电容器的功率因数上限极限值，UupMax=0.98；如果Qin≥Qmin，返回，否则，告警。3.根据权利要求2所述的一种配电台区的分级步进无功补偿调控方法，其特征在于，S2
‑1‑
2、将Cin队列按照可投入的无功功率从大到小排序，如果能够找到最小的数值n1，满足n1≤n且Qin=≥Qm，将Cin队列长度从n缩减为n1，执行S2
‑1‑
3，否则，计算Qin=，执行S2
‑1‑
4；其中，n为原Cin队列的长度。4.根据权利要求1所述的一种配电台区的分级步进无功补偿调控方法，其特征在于，S2
‑
2具体为：S2
‑2‑
1、获取各用户级智能电容器当前的功率因数Pc
‑
i，将满足下列条件的用户级智能电容器生成Cout队列：有尚未切除的电容且功率因数Pc
‑
i大于UupLimit；对Cout队列中的每个用户级智能电容器，计算可切除的无功功率Qout
‑
i，Qout
‑
i为在满足该用户级智能电容器的功率因数大于UdownLimit的条件下可切除的最大无功功率；计算切除Qout
‑
i后该用户级智能电容器功率因数Pf
‑
i；执行S2
‑2‑
2；S2
‑2‑
2、计算Qout=，其中，n为Cout队列的长度；如果Qout≥Qm，执行S2
‑2‑
3，否则，执行S2
‑2‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓龙，李春海，翟志国，田善勇，朱建磊，郭殿聪，李世敏，王帅，郭诗宏，魏茂，
申请(专利权)人：石家庄科林电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：