一种基于配变融合终端的1+n分层无功补偿协调控制方法技术

本发明专利技术涉及电力系统领域，且公开了一种基于配变融合终端的1+n分层无功补偿协调控制方法，其包括获取配电系统的总有功功率和当前功率因数、计算无功需求、计算补偿无功容量、补偿设备、补偿策略、监测和维护等六个方面的设计步骤。本发明专利技术提出的无功补偿策略，为一个静止无功发生器SVG的无功补偿装置和多个电容器组成的电容器组，由多个电容器组成的电容器组对配电系统进行大容量的静态无功补偿，静止无功发生器在配电系统产生波动时，对配电系统进行小容量的动态补偿，如此，通过这样的结合，可以对配电系统进行有效的无功补偿。对配电系统进行有效的无功补偿。对配电系统进行有效的无功补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种基于配变融合终端的1+n分层无功补偿协调控制方法


[0001]本专利技术属于电力系统领域，具体为一种基于配变融合终端的1+n分层无功补偿协调控制方法。

技术介绍

[0002]功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数，它的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1，多数电力电子装置的功率因数很低，功率因数低，说明无功功率大，它们所消耗的无功功率在电力系统所输送的电量中占有很大的比例。
[0003]无功功率增加会导致电流的增大，设备及线路的损耗增加，导致大量有功电能损耗，同时使功率因数偏低、系统电压下降，无功功率如果不能就地补偿，用户负荷所需要的无功功率全靠发、配电设备长距离提供，就会使配电、输电和发电设施不能充分发挥作用，降低发、输电的能力，使电网的供电质量恶化，严重时可能会使系统电压崩溃，造成大面积停电事故。
[0004]关于无功补偿：一，动态无功补偿通过静止无功补偿器（SVC）进行，即晶闸管控制电抗器+固定电容器组，并且，通常需要串联一定比例的电抗器；静止无功补偿装置能够通过调节TCR中晶闸管的触发延迟角来连续调节补偿装置的无功功率；SVC这种补偿形式目前主要在中高压配电系统中应用，对于负载容量大、谐波问题严重、冲击性负荷、负载变化率高的场合特别适用；但是SVC总体价格昂贵，与损失的有功电能相比，普及SVC进行无功补偿显得过于以大补小；二，静态无功补偿通过静止无功发生器（SVG）进行，其通过PWM脉宽调制控制技术，使其发出无功功率，呈容性；或者吸收无功功率，呈感性；SVG由于没有大量使用电容器，而是采用桥式变流电路多电平技术或PWM技术来进行处理，所以不需要使用时对系统中的阻抗进行计算；同时，相较于SVC，SVG还有体积小、能更加快速的连续动态平滑的调节无功功率的优点；然而，SVG静态无功补偿更多考虑是对整个配电系统进行集中优化，没有在单个用户无功补偿侧进行考虑；除了以上两种无功补偿方法，还有采用电容器组进行无功补偿的方法但是电容器无功补偿装置只在解决连续性用电、负载变化率不高的台区时具有较好的效果，如果台区供电半径过大且负载不均衡，只用电容器补偿往往出现失效情况，因此，电容器无功补偿的使用局限性较大。

技术实现思路

[0005]要解决的技术问题：无功补偿的局限性。
[0006]技术方案：本专利技术提供了一种基于配变融合终端的1+n分层无功补偿协调控制方法，其包括以下步骤：步骤一，获取配电系统的总有功功率和当前功率因数：配电系统的总
有功功率和当前功率因素可以通过测量电流和电压来计算，有功功率是电流、电压和功率因数的乘积；功率因数是有功功率和视在功率之间的比值，其中，具体计算步骤为：（1），电流和电压测量：通过电流传感器或电流夹测量出配电系统的电流，通过电压传感器或电压表测量出配电系统的电压；（2），计算每个负载的有功功率：对于单相负载，有功功率的计算公式为P=VIcos(θ)，其中P是有功功率，V是电压，I是电流，θ是功率因素的角度，对于三相负载，有功功率的计算公式为P=√3VIcos(θ)；（3），计算总有功功率和功率因数：将所有负载的有功功率相加，得到配电系统的总有功功率P；而当前功率因数等于总有功功率P除以总视在功率S，关于总视在功率S：对于单相负载，总视在功率的计算公式为S=VI，其中S是总视在功率，V是电压，I是电流；对于三相负载，总视在功率的计算公式为S=√3VI；步骤二，计算无功需求：无功需求是指配电系统所需的无功功率，无功功率Q=有功功率P
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tan(acos(功率因数))；步骤三，计算补偿无功容量：目标无功功率Q_target=有功功率P
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tan(acos(目标功率因数))，补偿无功容量Q_comp=Q
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Q_target；步骤四，补偿设备：补偿设备采用单台静止无功发生器SVG和多个电容器的组合，其中，电容器组的总补偿无功容量Q_comp1是上述步骤中补偿无功容量Q_comp的整数值，用于静态补偿；静止无功发生器SVG的补偿无功容量Q_comp2是上述步骤中补偿无功容量Q_comp的小数值，用于动态补偿，即Q_comp=Q_comp1+Q_comp2；步骤五，补偿策略：当配电系统负荷较为稳定时，使用电容器组进行补偿容量的提供；当配电系统负荷发生瞬时变化时，静止无功发生器SVG根据实际需求快速调整补偿容量，范围为0
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Q_comp2；步骤六，监测和维护：持续监测SVG和电容器组的运行状态以及配电系统的电压和功率因数，定期对设备进行维护，确保设备在良好状态下工作。
[0007]技术效果：本专利技术提出的无功补偿策略，为一个静止无功发生器SVG的无功补偿装置和多个电容器组成的电容器组，由多个电容器组成的电容器组对配电系统进行大容量的静态无功补偿，静止无功发生器在配电系统产生波动时，对配电系统进行小容量的动态补偿，如此，通过这样的结合，可以对配电系统进行有效的无功补偿。
附图说明
[0008]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术的总体流程示意图；图2为本专利技术中总有功功率和当前功率因数计算流程示意图；图3为本专利技术的具体示例补偿方法流程示意图。
具体实施方式
[0009]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0010]本具体实施方式提供的基于配变融合终端的1+n分层无功补偿协调控制方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤一，获取配电系统的总有功功率和当前功率因数：配电系统的总有功功率和
当前功率因素可以通过测量电流和电压来计算，有功功率是电流、电压和功率因数的乘积；功率因数是有功功率和视在功率之间的比值，其中，具体计算步骤为：（1），电流和电压测量：通过电流传感器或电流夹测量出配电系统的电流，通过电压传感器或电压表测量出配电系统的电压；（2），计算每个负载的有功功率：对于单相负载，有功功率的计算公式为P=VIcos(θ)，其中P是有功功率，V是电压，I是电流，θ是功率因素的角度，对于三相负载，有功功率的计算公式为P=√3VIcos(θ)；（3），计算总有功功率和功率因数：将所有负载的有功功率相加，得到配电系统的总有功功率P；而当前功率因数等于总有功功率P除以总视在功率S；关于总视在功率S：对于单相负载，总视在功率的计算公式为S=VI，其中S是总视在功率，V是电压，I是电流；对于三相负载，总视在功率的计算公式为S=√3VI；步骤二，计算无功需求：无功需求是指配电系统所需的无功功率，无功功率Q=有功功率P
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tan(acos(功率因数))；步骤三，计算补偿无功容量：目标无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于配变融合终端的1+n分层无功补偿协调控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一，获取配电系统的总有功功率和当前功率因数：配电系统的总有功功率和当前功率因素可以通过测量电流和电压来计算，有功功率是电流、电压和功率因数的乘积；功率因数是有功功率和视在功率之间的比值；步骤二，计算无功需求：无功需求是指配电系统所需的无功功率，无功功率Q=有功功率P
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tan(acos(功率因数))；步骤三，计算补偿无功容量：目标无功功率Q_target=有功功率P
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tan(acos(目标功率因数))，补偿无功容量Q_comp=Q
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Q_target；步骤四，补偿设备：补偿设备采用单台静止无功发生器SVG和多个电容器的组合，其中，电容器组的总补偿无功容量Q_comp1是上述步骤中补偿无功容量Q_comp的整数值，用于静态补偿；静止无功发生器SVG的补偿无功容量Q_comp2是上述步骤中补偿无功容量Q_comp的小数值，用于动态补偿，即Q_comp=Q_comp1+Q_comp2；步骤五，补偿策略：当配电系统负荷较为稳定时，使用电容器组进行补偿容量的提供；当配电系统负荷发生瞬时变化时，静止无功发生器SVG根据实际需求快速调整补偿容量，范围为0
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Q_comp2；步骤六，监测和维护：持续监测SVG和电容器组的运行状态以及配电系统的电压和功率因数，定期对设备进行维护，确保设备在良好状态下工作。2.根据权利要求1所述的基于配变融合终端的1+n分层无功补偿协调控制方法，其特征在于，配电系统的总有功功率和当前功率因数的具体计算步骤为：（1），电流和电压测量：通过电流传感器或电流夹测量出配电系统的电流，通过电压传感器或电压表测量出配电系统的电压；（2），计算每个负载的有功功率：对于单相负载，有功功率的计算公式为P=VIcos(θ)，其中P是有功功率，V是电压，I是电流，θ是功率因素的角度，对于三相负载，有功功率的计算公式为P=√3VIcos(θ)；（3），计算总有功功率和功率因数：将所有负载的有功功率相加，得到配电系统的总有功功率P；而当前功率因数等于总有功功率P除以总视在功率S。3.根据权利要求2所述的基于配变融合终端的1+n分层无功补偿协调控制方法，其特征在于，关于总视在功率S：对于单相负载，总视在功率的计算公式为S=VI，其中S是总视在功率，V是电压，I是电流；对于三相负载，总视在功率的计算公式为S=√3VI。4.根据权利要求1所述的基于配变融合终端的1+n分层无功补偿协调控制方法，其特征在于，监测和维护的具体方法为：（1），定期检查：定期对配电系统进行检查，包括检查电线、电缆、连接器、开关、断路器、保护装置等的状态和运行情况，检查是否有磨损、老化、松动或其他损坏的情况；（2），测试电气设备：使用合适的测试工具和设备，对配电系统的电气设备进行测试，包括测量电流、电压、绝缘电阻、...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱新，苏建明，王冠森，韩盼盼，查浩，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司铜陵供电公司，
类型：发明
国别省市：