一种用于中高压电网的补偿系统的制作方法

本发明涉及电网补偿系统，具体涉及一种用于中高压电网的补偿系统。

背景技术：

电网的无功平衡对于电压和网损都有重要意义，无功过剩或者不足，将导致电压的升高或降低，影响电压质量，导致网损的增加。

目前，我国城市电网内部工商业负荷较多，而且分布很不均匀，不少地区负荷密度大，造成高峰负荷时电压偏低；另一方面，明显的峰谷差又造成低谷负荷时运行电压偏高，高峰负荷时运行电压偏低。因此，电网中必需装设一定数量的补偿电容器和电抗器来提供无功功率，提高电压质量，同时降低网损。

但是，目前的无功补偿方法存在以下不足：

1、无功补偿配置不足

长期以来，在无功电压管理中，普遍存在重电压、轻无功的情况，无功的管理工作被长期忽视，以致大部分地区无功补偿配置不足，所提供的无功补偿容量不能满足无功负荷及电网无功损耗的需要。

2、无功补偿配置不合理

一些老站带大量负荷却没有配置或配置很少的无功补偿装置，增加了电网损耗，也降低了电压质量；一些新站带少量的负荷却配置了大容量的无功补偿装置，而且使用率很低。

3、无功补偿计算方法简单

目前，使用变压器容量的15％-30％进行配置取值，由于没有确定具体取值，因此各地的配置值较为随意。用该方法配置没有考虑降损与投资，这个值也只能够补偿变压器的无功损耗，无法补偿变压器上级输电线路的无功损耗及配电线路首段的无功损耗、无功负荷。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种用于中高压电网的补偿系统，能够有效克服现有技术所存在的无功补偿配置不够精确、无功补偿缺乏层次性的缺陷。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于中高压电网的补偿系统，包括子控制模块和主控制模块，所述子控制模块与用于分设在子系统电网中的电压监控装置、电流监控装置相连，所述子控制模块与用于对电压监控装置、电流监控装置的监测数据进行处理的数据处理模块相连，所述子控制模块与用于对数据处理模块处理后的数据进行分类的数据分类模块相连，所述子控制模块与用于根据数据分类模块的分类结果选择补偿策略的补偿策略选择模块相连；

所述主控制模块通过无线通信模块与子控制模块建立通信，所述主控制模块通过运行状态采集模块采集子系统电网中混合无功补偿装置的工作状态参数，所述主控制模块与用于根据工作状态参数建立参数模型的参数模型建立模块相连，所述主控制模块与用于根据各子系统电网中混合无功补偿装置的无功投入状态进行全网无功优化计算的全网优化计算模块相连，所述主控制模块与用于根据全网无功优化计算结果向子控制模块下发无功调节量的无功调节分配模块相连；

所述子控制模块结合补偿策略、无功调节量驱动混合无功补偿装置在子系统电网中进行无功补偿。

优选地，所述数据处理模块根据电压监控装置、电流监控装置的监测数据对子系统电网的平均功率因数进行计算。

优选地，所述数据分类模块将数据处理模块处理后的数据分为用户终端平均功率因数、子系统电网平均功率因数和全网平均功率因数；

所述用户终端平均功率因数为来源于同一监测点的平均功率因数；

所述子系统电网平均功率因数为来源于同一配电变压器的用户终端平均功率因数乘以其对应加权因子后的平均值；

所述全网平均功率因数为全网的子系统电网平均功率因数乘以其对应加权因子后的平均值。

优选地，所述子系统电网平均功率因数中的加权因子为每个用户终端容量与其所在配电变压器容量的比值，其中同一配电变压器下所有的加权因子相加之和等于1；

所述全网平均功率因数中的加权因子为每个子网容量与全网容量的比值，其中所有的加权因子相加之和等于1。

优选地，所述子控制模块与用于对数据处理模块处理后的数据进行对比的数据对比模块相连，所述子控制模块与用于根据数据对比模块的对比结果修正补偿策略的补偿策略修正模块相连。

优选地，所述数据对比模块将混合无功补偿装置投入后子系统电网的平均功率因数与投入前的平均功率因数进行比较，所述补偿策略修正模块根据数据对比模块的比较结果对施加于混合无功补偿装置的补偿策略进行修正。

优选地，所述补偿策略修正模块采用pid算法修正施加于混合无功补偿装置的补偿策略。

优选地，所述混合无功补偿装置包括用户终端无功补偿装置、子系统电网无功补偿装置和全网无功补偿装置；

所述用户终端无功补偿装置包括并联电容器、串联电容器、并联电抗器；

所述子系统电网无功补偿装置包括并联电容器、串联电容器、并联电抗器、静止补偿器；

所述全网无功补偿装置包括同步调相机、静止补偿器、有源滤波器。

优选地，所述子控制模块与用于存储电压监控装置、电流监控装置的监测数据以及数据处理模块处理后数据的数据存储模块相连。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的一种用于中高压电网的补偿系统，能够利用电压监控装置、电流监控装置的监测数据计算出平均功率因数，根据平均功率因数选择合适的补偿策略，并结合无功调节量驱动混合无功补偿装置在子系统电网中进行无功补偿，使得无功补偿配置更加精确；还能够根据数据分类模块对数据处理模块处理后数据的分类结果对用户终端、子系统电网、全网进行无功补偿，更具有层次性和针对性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于中高压电网的补偿系统，如图1所示，包括子控制模块和主控制模块，子控制模块与用于分设在子系统电网中的电压监控装置、电流监控装置相连，子控制模块与用于对电压监控装置、电流监控装置的监测数据进行处理的数据处理模块相连，子控制模块与用于对数据处理模块处理后的数据进行分类的数据分类模块相连，子控制模块与用于根据数据分类模块的分类结果选择补偿策略的补偿策略选择模块相连，子控制模块与用于存储电压监控装置、电流监控装置的监测数据以及数据处理模块处理后数据的数据存储模块相连。

数据处理模块根据电压监控装置、电流监控装置的监测数据对子系统电网的平均功率因数进行计算。

数据分类模块将数据处理模块处理后的数据分为用户终端平均功率因数、子系统电网平均功率因数和全网平均功率因数；

用户终端平均功率因数为来源于同一监测点的平均功率因数；

子系统电网平均功率因数为来源于同一配电变压器的用户终端平均功率因数乘以其对应加权因子后的平均值，子系统电网平均功率因数中的加权因子为每个用户终端容量与其所在配电变压器容量的比值，其中同一配电变压器下所有的加权因子相加之和等于1；

全网平均功率因数为全网的子系统电网平均功率因数乘以其对应加权因子后的平均值，全网平均功率因数中的加权因子为每个子网容量与全网容量的比值，其中所有的加权因子相加之和等于1。

主控制模块通过无线通信模块与子控制模块建立通信，主控制模块通过运行状态采集模块采集子系统电网中混合无功补偿装置的工作状态参数，主控制模块与用于根据工作状态参数建立参数模型的参数模型建立模块相连，主控制模块与用于根据各子系统电网中混合无功补偿装置的无功投入状态进行全网无功优化计算的全网优化计算模块相连，主控制模块与用于根据全网无功优化计算结果向子控制模块下发无功调节量的无功调节分配模块相连，子控制模块结合补偿策略、无功调节量驱动混合无功补偿装置在子系统电网中进行无功补偿。

混合无功补偿装置包括用户终端无功补偿装置、子系统电网无功补偿装置和全网无功补偿装置；

用户终端无功补偿装置包括并联电容器、串联电容器、并联电抗器；

子系统电网无功补偿装置包括并联电容器、串联电容器、并联电抗器、静止补偿器；

全网无功补偿装置包括同步调相机、静止补偿器、有源滤波器。

利用电压监控装置、电流监控装置的监测数据计算出平均功率因数，根据平均功率因数选择合适的补偿策略，并结合无功调节量驱动混合无功补偿装置在子系统电网中进行无功补偿，使得无功补偿配置更加精确；还能够根据数据分类模块对数据处理模块处理后数据的分类结果对用户终端、子系统电网、全网进行无功补偿，更具有层次性和针对性。

子控制模块与用于对数据处理模块处理后的数据进行对比的数据对比模块相连，子控制模块与用于根据数据对比模块的对比结果修正补偿策略的补偿策略修正模块相连。

数据对比模块将混合无功补偿装置投入后子系统电网的平均功率因数与投入前的平均功率因数进行比较，补偿策略修正模块根据数据对比模块的比较结果对施加于混合无功补偿装置的补偿策略进行修正，补偿策略修正模块采用pid算法修正施加于混合无功补偿装置的补偿策略。

通过设置反馈机制，使得无功补偿具有更强的适应性，有效提升系统的无功补偿效果。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。