一种无功优化及协调控制器及其节电量在线统计方法
【专利摘要】本发明公开了一种无功优化及协调控制器及其节电量在线统计方法，该控制器包括主处理器、电压电流采集回路、控制复合开关投切用开出回路、复合开关投切状态反馈开入回路、数据存储单元、通讯单元、液晶显示单元、键盘和电源，其中该主处理器与该电压电流采集回路交互通信，该主处理器与该通讯单元交互通信，该主处理器分别连接该开出回路与开入回路，该开出回路连接各组复合开关，每组复合开关与对应的电容器组连接，同时该开入回路也连接各组复合开关，每组复合开关与对应的电容器组连接，所述主处理器分别与数据存储单元、液晶显示单元和键盘连接。本发明可有效监测无功补偿设备节电量，便于电网企业准确高效地评估其无功补偿设备改造项目的节能效果。
【专利说明】一种无功优化及协调控制器及其节电量在线统计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种应用于配电系统进行无功补偿和节能量在线统计的控制装置，特 别是指一种具有节电量统计功能的无功优化及协调控制器及其实现的节电量在线统计方 法。
【背景技术】
[0002] 随着节能降耗政策的不断深入，配网节能降损改造项目广泛推广应用，节电量在 线统计已成为电网企业准确高效地评估节能降损改造方案的方法。节电量在线统计是配网 节能降损改造项目中的主要技术保证环节，实时进行节电量在线统计可以有效监测配网节 能降损改造项目的节能量，并可以通过节电量数据的变化及时调整配网节能降损改造技术 方案，保证节能效益。
[0003] 目前，各种节能降损改造技术的节能量实时在线统计缺乏统一标准，无法对入网 的节能技术与产品进行在线监测评估，进而无法保证电网安全节能运行及电网企业的利
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种具有节电量统计功能的无功优化及协 调控制器及其节电量在线统计方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明提供一种无功优化及协调控制器，其包括：主处理器、电 压电流采集回路、控制复合开关投切用开出回路、复合开关投切状态反馈开入回路、数据存 储单元、通讯单元、液晶显示单元、键盘和电源，其中该主处理器与该电压电流采集回路交 互通信，该主处理器与该通讯单元交互通信，该主处理器分别连接该开出回路与开入回路， 该开出回路连接各组复合开关，每组复合开关与对应的电容器组连接，同时该开入回路也 连接各组复合开关，每组复合开关与对应的电容器组连接，所述主处理器分别与数据存储 单元、液晶显示单元和键盘连接。
[0006] 所述通讯单元包括GPRS无线通讯单元、RS485通讯单元、RS232通讯单元。
[0007] 所述电容器组包括并列的相间补偿电容器组、三相共补电容器组和三相分补电容 器组，各电容器组的总容量根据配电变压器的容量来设定和分组。
[0008] 本发明还提供一种利用无功优化及协调控制器实现的节电量在线统计方法，该方 法包括：
[0009] (1)确定节电量统计边界；
[0010] (2)设置线路等效电阻能效参数R，单位是欧姆（Q);
[0011] (3)设置电容器的介质损耗角正切值参数tgS ;
[0012] (4)设置配变变比参数K ;根据配变变比及配变电压档位情况设置配变变比参数；
[0013] (5)设置节电量统计时间间隔参数凡，i为第i个时间间隔，单位是秒（s);
[0014] (6)采集运行数据：通过电压采样、电流采样实时采集配变低压侧电压、电流、有 功功率、无功功率、功率因数等参数；通过对无功补偿设备的实时监测采集无功补偿设备电 容投切情况、电容补偿情况、补偿电流、补偿无功功率；
[0015] (7)节电量在线统计：通过上述步骤（6)采集的运行数据，结合步骤（2)、步骤 (3)、步骤（4)、步骤（5)设置的节电量在线统计相关参数，按照节电量△ (AE)在线统计公 式
【权利要求】
1. 一种无功优化及协调控制器，其特征在于，其包括：主处理器、电压电流采集回路、 控制复合开关投切用开出回路、复合开关投切状态反馈开入回路、数据存储单元、通讯单 元、液晶显示单元、键盘和电源，其中该主处理器与该电压电流采集回路交互通信，该主处 理器与该通讯单元交互通信，该主处理器分别连接该开出回路与开入回路，该开出回路连 接各组复合开关，每组复合开关与对应的电容器组连接，同时该开入回路也连接各组复合 开关，每组复合开关与对应的电容器组连接，所述主处理器分别与数据存储单元、液晶显示 单元和键盘连接。
2. 如权利要求1所述的无功优化及协调控制器，其特征在于，所述通讯单元包括GPRS 无线通讯单元、RS485通讯单元、RS232通讯单元。
3. 如权利要求1所述的无功优化及协调控制器，其特征在于，所述电容器组包括并列 的相间补偿电容器组、三相共补电容器组和三相分补电容器组，各电容器组的总容量根据 配电变压器的容量来设定和分组。
4. 一种利用无功优化及协调控制器实现的节电量在线统计方法，其特征在于，该方法 包括： (1) 确定节电量统计边界； (2) 设置线路等效电阻能效参数R，单位是欧姆； (3) 设置电容器的介质损耗角正切值参数tg δ ; (4) 设置配变变比参数K ;根据配变变比及配变电压档位情况设置配变变比参数； (5) 设置节电量统计时间间隔参数Ti, i为第i个时间间隔，单位是秒； (6) 采集运行数据：通过电压采样、电流采样实时采集配变低压侧电压、电流、有功功 率、无功功率、功率因数等参数；通过对无功补偿设备的实时监测采集无功补偿设备电容投 切情况、电容补偿情况、补偿电流、补偿无功功率； (7) 节电量在线统计：通过上述步骤（6)采集的运行数据，结合步骤（2)、步骤（3)、 步骤（4)、步骤（5)设置的节电量在线统计相关参数，按照节电量△ (ΛΕ)在线统计公式： n R A(AB) = [ % · (1 · (2W + 心）· IO6 / Z2 -这幻· 7；. / 3600 / 1000 ,在线统计无 i=i U 功补偿设备的节电量，单位是千瓦时；其中U为信息采集时刻系统的电压值，Qi为信息采 集时刻系统的三相无功之和，为信息采集时刻无功优化及协调控制器投入的电容器容量 之和。
5. 如权利要求4所述的节电量在线统计方法，其特征在于，所述步骤⑴中将无功补偿 设备接入点至上级无功电源点作为节电量统计边界。
6. 如权利要求4所述的节电量在线统计方法，其特征在于，所述步骤（2)具体包括：根 据无功补偿设备接入点及配电台区所在IOkV供电线路供电单线图，计算并设置从补偿点 至配电台区的上级IOkV变电站所有串接的元器件归算至基准电压下的线路等效电阻能效 参数R。
7. 如权利要求4所述的节电量在线统计方法，其特征在于，所述步骤⑶中，根据无功 补偿设备所选用电容器的出厂铭牌参数设置电容器的介质损耗角正切值参数tg δ。
8. 如权利要求4所述的节电量在线统计方法，其特征在于，所述步骤（5)中根据负荷变 化及无功补偿设备的运行情况设置节电量统计时间间隔参数。
9. 如权利要求4所述的节电量在线统计方法，其特征在于，所述步骤（7)中， 所述电容器组分为相间补偿电容器组、三相共补电容器组和三相分补电容器组， 共补时 Qcr = (^1)2Iav;分补时^ = (^)2Wov，I = (^)2Wov， U Nj U Nj Unj 仏C = (^l)2 ;相间补偿时 = (^)2 * ，0m. = (^)2 * ， U Nj U Nj U Nj 0CC严(^1)2 φ ;其中共补时UNj默认取450V，分补时UNj默认取250V，相间补偿时U nj默 U Nj 认取450V Wcm为对应相的电容器标注的额定容量；Uab。为三相线电压平均值，UA、U B、U。分别 为三相的电压，Uab、Ubc、Uca分别为两相之间的电压。
10. 如权利要求4所述的节电量在线统计方法，其特征在于，该方法还包括： 节电量在线统计值的存储及传输，供电企业可通过通讯单元将节电量在线统计值从数 据储存单元获得； 无功补偿设备节电量评估，通过无功补偿节电量在线统计值计算项目实施周期内的节 约电量及节约电费成本，并运用技术经济分析计算无功补偿设备的投资回收期、效益成本 t匕、净现值。
【文档编号】H02J3/18GK104377708SQ201410612946
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】张永新, 陈杰, 田二胜, 汪兴宁, 原丽敏, 边伟, 孙金国, 王科, 杨勇, 朱国栋 申请人:国家电网公司, 许继集团有限公司, 北京许继电气有限公司