一种基于三相不平衡治理的节能控制装置及节能方法与流程

本发明涉及配电网领域，尤其涉及一种基于三相不平衡治理的节能控制装置及节能方法。

背景技术：

电网是电能的重要输送通道，电网自身节能降损是我国节能工作的重要组成部分。目前配电网薄弱是我国电网结构中需要迫切解决的问题之一。由于配电网点多面积广，线路结构复杂，损耗比较大，占电网损耗的50％以上，其节能空间明显。自1998年农村电网建设和改造工程实施以来，我国农村电网健康状况虽得到明显改善，但随着农村经济的快速发展，对农网的供电能力和供电质量提出了更高要求。

配电网能耗主要集中在输电线路和用户需求侧，在10KV以下配电网络，尤其是在400V等级的配电网络中，由于大量的工农业设备广泛接入，各种电能污染设备的广泛使用，都给电网带来了大量的能耗损失，城乡配电网是电力系统能量损耗的主体部分。另一方面，随着现代电网的发展与负荷构成的变化，电能质量问题已经引起供用电双方的高度重视。

无功功率补偿装置在供电系统中所承担的作用是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。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，有效提高电网电能质量。

目前国内对于配电网节能降耗的研究，尤其是配变台区的节能降耗的研究，仍然停留在独立的、对某区域电网的离线线损计算、无功优化控制，而且没有考虑三相不平衡的治理。而当前配电网中现有的无功补偿等节能设备和电能质量治理装置只是单点分布、彼此独立，造成设备的运行状态、故障信息、节能效果和电能质量治理效果等方面无法实时监控。

技术实现要素：

本发明提供的一种基于三相不平衡治理的节能控制装置，旨在克服现有技术中配电网节能效果差的不足。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于三相不平衡治理的节能控制装置，包括监控终端和与监控终端通讯的至少两个数据检测终端，所述数据检测终端包括控制模块、电流采集器、电压采集器、数据调理模块、有源电力滤波器、可控SVG模块，变流器、逆变器、无功补偿模块和数据传输模块，所述数据调理模块、有源电力滤波器、可控SVG模块、变流器、逆变器、无功补偿模块和数据传输模块均与控制模块通讯，所述电流采集器、电压采集器均通过数据调理模块与控制模块通讯，所述监控终端包括主控模块和分别与主控模块通讯的数据收发模块、中低压配电网AVC、谐波定位分析与控制模块、配电节能指标评估模块、电能质量协调控制模块和暂降扰动分析模块；所述可控SVG模块包括检测器、控制运算器和补偿输出器，所述检测器、控制运算器和补偿输出器均通过电抗器并联在配电网上。

一种可选的方案，所述变流器为自换相的电力半导体桥式变流器。降低了节能控制装置的使用成本，优化了节能控制装置的使用性能。

一种可选的方案，所述逆变器为电压源型逆变器。逆变器具有良好的使用性能，优化了节能控制装置的使用性能。

一种可选的方案，所述检测器、控制运算器和补偿输出器均为IGBT组成的自换相桥式电路。优化了节能控制装置的使用性能。

一种基于三相不平衡治理的节能控制装置的节能方法，包括以下步骤；

步骤a，调查电网台区的损耗、功率平衡参数，并调查电网台区现有的节能控制方法；

步骤b，调查电网台区的拓扑结构和电网台区的控制方法；

步骤c，根据步骤a和步骤b的调查信息试制节能控制装置的样机，并进行模拟试验，然后，根据电网台区的电路结构及电路接口，选择节能控制装置的硬件接口；

步骤d，制成节能控制装置的工业用机并将其接入电网；

步骤e，利用计算机对电网台区和节能控制装置进行自动控制。

与现有技术相比，本发明提供的一种基于三相不平衡治理的节能控制装置，具有如下优点：至少两个数据检测终端与监控终端通讯，数据检测终端包括控制模块、电流采集器、电压采集器、数据调理模块、有源电力滤波器、可控SVG模块，变流器、逆变器、无功补偿模块和数据传输模块；该方案有效地解决了配电网由于无功补偿不足而造成的无功损耗问题，并且能够实现平滑补偿，补偿效率高，补偿精度高，最大程度上减小了电网损耗；该方案通过自动化控制，有效的避免了补偿装置过补、欠补等问题，延长了补偿装置的使用寿命；该方案将补偿装置与电网的电能质量治理装置集成在一起，可以有效地治理电网中存在的谐波、三相不平衡问题；该方案采用自动补偿、自动治理的方法，大大提高了电网的智能化水平，降低了技术人员的劳动强度，并且，提高了供电可靠性和供电质量，降低了电网运行维护费用。

与现有技术相比，本发明提供的一种基于三相不平衡治理的节能控制装置的节能方法，具有如下优点，节能控制装置的工业用机在接入电网前先进行验证，以确保工业用机的可靠性能，进而提高了电网运行时的稳定靠性能。有利于电网的运行，并且，节能控制装置具有良好的节能效果。

附图说明

附图1是本发明一种基于三相不平衡治理的节能控制装置的结构框图；

附图2是本发明一种基于三相不平衡治理的节能控制装置中数据检测终端的结构框图；

附图3是本发明一种基于三相不平衡治理的节能控制装置中监控终端的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一种基于三相不平衡治理的节能控制装置作进一步说明。以下实施例仅用于帮助本领域技术人员理解本发明，并非是对本发明的限制。

如图1所示，一种基于三相不平衡治理的节能控制装置，包括监控终端1和与监控终端1通讯的至少两个数据检测终端2，监控终端1与数据检测终端2通过通讯电缆通讯；

如图2所示，所述数据检测终端2包括控制模块3、电流采集器4、电压采集器5、数据调理模块6、有源电力滤波器7、可控SVG模块8，变流器9、逆变器10、无功补偿模块11和数据传输模块12，所述数据调理模块6、有源电力滤波器7、可控SVG模块8、变流器9、逆变器10、无功补偿模块11和数据传输模块12均与控制模块3通讯，所述电流采集器4、电压采集器5均通过数据调理模块6与控制模块3通讯，所述变流器9为自换相的电力半导体桥式变流器，所述逆变器10为电压源型逆变器；

如图3所示，所述监控终端1包括主控模块13和分别与主控模块13通讯的数据收发模块14、中低压配电网AVC15、谐波定位分析与控制模块16、配电节能指标评估模块17、电能质量协调控制模块18和暂降扰动分析模块19；

所述可控SVG模块8包括检测器、控制运算器和补偿输出器，所述检测器、控制运算器和补偿输出器均通过电抗器并联在配电网上，所述检测器、控制运算器和补偿输出器均为IGBT组成的自换相桥式电路。

以上各部件组成节能控制装置，在实际使用过程中，节能控制装置具有自动补偿、自动治理的效果，相对于现有技术无功补偿模块11补偿稳定，提高了电网运行时的稳定性能。并且，该方案具有良好的节能效果，减小了电网运行过程中的损耗。

一种基于三相不平衡治理的节能控制装置的节能方法，包括以下步骤；

步骤a，调查电网台区的损耗、功率平衡参数，并调查电网台区现有的节能控制方法，以了解电网台区现有的数据信息；

步骤b，调查电网台区的拓扑结构和电网台区的控制方法，以了解现有电网台区的结构；

步骤c，根据步骤a和步骤b的调查信息试制节能控制装置的样机，并进行模拟试验，根据步骤a、步骤b了解的数据制成初步的样机，并利用仿真手段对该样机进行验证，以校验样机的性能，对于不符合要求的样机应重新设计，并在设计完成后重新利用仿真手段进行验证，样机验证后，根据电网台区的电路结构及电路接口，选择节能控制装置的硬件接口；

步骤d，制成节能控制装置的工业用机并将其接入电网，实现节能控制装置的工业用机投入使用；

步骤e，利用计算机对电网台区和节能控制装置进行自动控制。利用计算机控制系统对电网台区和节能控制装置进行控制，实现电网自动化。

以上结合附图对本发明的部分实施例进行了详细介绍。本领域技术人员阅读本说明书后，基于本发明的技术方案，可以对上述实施例进行修改，这些修改仍属于本发明的保护范围。