本实用新型涉及无功电压控制技术，特别涉及一种配变台区无功电压智能化控制系统。
背景技术：
随着经济的发展，电网负荷不断增长，部分区域出现一定程度的低电压问题。2010 年以来，国家电网公司持续开展配网低电压专项治理，采取的主要措施围绕无功设备和调压设备进行。低电压专项治理采取配电网无功电压三级协调控制的策略，兼顾平衡高、中、低三层配电网的调压需要。其中配变台区低压配电网由配电线路、配电变压器和用户连接组成，线路结构复杂，用电负荷率低，峰谷负荷差距大，末端电压低，其无功损耗占配电网的50%。因此，配变台区的无功补偿和调压对提高用户端的电压质量至关重要。
配变台区采用的无功补偿方式有集中补偿、分组补偿、末端补偿。集中补偿将补偿装置安装在配电变压器侧，减少无功负荷向电网中流动，降低配电变压器的损耗。分组补偿将补偿装置安装在功率因数较低的用电单元或母线上，降低输送线路的损耗。末端补偿将补偿装置直接安装在用户感性用电设备附近，提高用电设备回路的功率因数。调压装置安装在配电线路低电压节点处，在无功功率就地平衡的前提下，对电压进行调整。目前，无功补偿装置和调压装置的动作策略立足于单点运行，是一种分散孤立的调控方法，无法实现配电台区的全局无功优化。因此，国家电网低电压专项治理中提出要改善配网信息化基础，变分散调控为集中调控，实现全网无功电压优化。
技术实现要素：
本实用新型的发明目的是提供一种配变台区无功电压智能化控制系统，克服现有配变台区无功补偿和调压分散控制的缺点，全面获取配电台区的电压和无功信息，根据优化目标及策略，控制各节点的无功补偿装置和调压装置运行，实现全局无功电压优化，使配电台区的无功和电压控制水平有质的提高。
为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种配变台区无功电压智能化控制系统，包括若干无功补偿装置、若干调压装置，所述无功补偿装置中设有电力线载波通信模块或RS485通信模块，所述调压装置中设有电力线载波通信模块或RS485通信模块，控制系统还包括服务器主机、智能配变终端；所述服务器主机通过GPRS-VPN无线专用网络接口与智能配变终端相连；所述智能配变终端通过电力线载波通信接口或RS485通信接口与所述无功补偿装置和调压装置相连；所述智能配变终端中设有配变电能质量监测模块，所述配变电能质量监测模块连接在配变低压侧，获取配变低压侧的电能质量数据并输出至智能配变终端的控制芯片。
上述技术方案中，所述智能配变终端监测配变低压侧的电能质量，通过电力线载波或RS485通信接口获取配变台区无功补偿装置、调压装置节点处的电能质量数据和运行状态，向无功补偿装置和调压装置发送遥控命令。智能配变终端通过GPRS-VPN无线专用网络将配变台区的电能质量监测数据和无功补偿装置、调压装置运行状态上传到服务器主机，进行数据存储、查询和显示。
进一步的技术方案，所述服务器主机经网络接口连接至互联网。
服务器主机安装在电网公司机房，软件采用B/S结构，Web应用程序包括数据服务模块、显示模块、通信模块。通过GPRS-VPN无线专用网络获取智能配变终端的上传信息，进行数据存储和查询，通过WEB页面显示配变台区的电能质量监测数据和无功补偿装置、调压装置运行状态，同时将数据存储于数据库中，用户可以查询当前和历史数据。
上述技术方案中，所述智能配变终端由配变电能质量监测模块、无功电压控制模块、GPRS通信模块、电力线载波通信模块和RS485通信模块构成，所述无功电压控制模块中含有控制芯片，所述配变电能质量监测模块包括互感器，配变电能质量监测模块的输出端口连接至所述控制芯片，所述GPRS通信模块、电力线载波通信模块和RS485通信模块分别与所述控制芯片的输入输出接口连接。
无功电压控制模块通过配变电能质量监测模块监测配变低压侧的电压、电流、功率等，同时通过电力线载波或RS485通信模块获取各处无功补偿装置和调压装置的遥测数据。根据上述信息分析整个配变台区的电压和无功状况，综合考虑网损最小、电压质量最好等各项指标，选取优化目标函数，确定最佳的控制策略，并将控制命令发送给各处的无功补偿装置和调压装置。同时，智能配变终端将配变台区的电能质量监测数据和无功补偿装置、调压装置运行状态汇总后，通过GPRS接口上传给服务器主机。
上述技术方案中，每一所述无功补偿装置包括本地电能质量监测模块、投切开关、电容器组、电力线载波通信模块和RS485通信模块；所述本地电能质量监测模块的输出端连接所述电力线载波通信模块和RS485通信模块的通信端口，所述电力线载波通信模块和RS485通信模块的通信端口连接所述投切开关的控制端，所述投切开关连接控制所述电容器组的运行。
无功补偿装置安装在配电台区各集中、分组、末端补偿节点，监测本地的电能质量，将监测数据通过通信接口上传给智能配变终端，同时接受智能配变终端的指令，通过投切开关控制电容器组的运行。
上述技术方案中，每一所述调压装置包括本地电能质量监测模块、有载分接开关、调压变压器、电力线载波通信模块和RS485通信模块；所述本地电能质量监测模块的输出端连接所述电力线载波通信模块和RS485通信模块的通信端口，所述电力线载波通信模块和RS485通信模块的通信端口连接所述有载分接开关的控制端，有载分接开关控制调压变压器的运行。
调压装置安装在配电台区配电线路上，监测本地的电能质量，将监测数据通过通信接口上传给智能配变终端，同时接受智能配变终端的指令，通过有载分接开关控制调压变压器的运行。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
本实用新型通过设置服务器主机和智能配变终端，并在无功补偿装置和调压装置中设置通信模块，全面获取配电台区的电压和无功信息，对配电台区的无功补偿装置和调压装置进行全局优化控制，克服单点运行、分散调控的缺点，可以提高功率因数，减少无功负荷向电网中流动，减少视在功率的需求，降低配电变压器和配电线路的损耗，提高配电台区的电压合格率，保证用户的用电质量，有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本实用新型实施例中配变台区无功电压智能化控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例：一种配变台区无功电压智能化控制系统，具体结构如附图1所示，由服务器主机、智能配变终端、若干无功补偿装置、若干调压装置组成。服务器主机通过GPRS-VPN无线专用网络接口与智能配变终端相连。智能配变终端通过电力线载波通信接口或RS485通信接口与无功补偿装置和调压装置相连。
服务器主机安装在电网公司机房，软件采用B/S结构，Web应用程序包括数据服务模块、显示模块、通信模块。服务器主机通过GPRS-VPN无线专用网络获取智能配变终端的上传信息，通过WEB页面显示配变台区的电能质量监测数据和无功补偿装置、调压装置运行状态，同时将数据存储于数据库中，用户可以查询当前和历史数据。
智能配变终端安装在配电变压器低压侧，包括配变电能质量监测模块、无功电压控制模块、GPRS通信模块、电力线载波通信模块和RS485通信模块。智能配变终端采用ARM Cortex嵌入式处理器，通过互感器监测配变低压侧的电压、电流、功率等，同时通过电力线载波或RS485通信模块获取各处无功补偿装置和调压装置的遥测数据。根据上述信息分析整个配变台区的电压和无功状况，综合考虑网损最小、电压质量最好等各项指标，选取优化目标函数，确定最佳的控制策略，并将控制命令发送给各处的无功补偿装置和调压装置。同时，智能配变终端将配变台区的电能质量监测数据和无功补偿装置、调压装置运行状态汇总后，通过GPRS接口上传给服务器主机。RS485通信模块采用光电隔离，具有开路、短路、过流和过压保护。电力线载波通信模块采用OFDM复用技术，具有帧中继功能，通信速率自适应。
无功补偿装置安装在配电台区各补偿点，包括本地电能质量监测模块、投切开关、电容器组、电力线载波通信模块和RS485通信模块。其中的电能质量监测模块、电力线载波通信模块和RS485通信模块，与智能配变终端相同。无功补偿装置监测本地的电压、电流、功率等，将监测数据通过电力线载波或RS485通信接口上传给智能配变终端，同时接受智能配变终端的遥控指令，以共补或分补方式通过复合开关投切电容器组。
调压装置安装在配电台区配电线路上，包括本地电能质量监测模块、有载分接开关、调压变压器、电力线载波通信模块和RS485通信模块。其中的电能质量监测模块、电力线载波通信模块和RS485通信模块，与智能配变终端相同。调压装置监测本地的电压、电流、功率等，通过电力线载波或RS485通信接口上传给智能配变终端，同时接受智能配变终端的遥控指令，通过有载分接开关调节调压变压器的档位。