一种电网无功补偿方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电网节能技术领域，尤其是一种电网无功补偿方法及系统。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长， 同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。由于负荷的不断增加，以及电源的大 幅增加，不但改变了电力系统的网络结构，也改变了系统的电源分布，造成系统的无功分布 不尽合理，甚至可能造成局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。
[0003] 电压质量是电力系统电能质量的重要指标之一，它的好坏主要取决于电力系统无 功补偿是否合理。但由于电网系统庞大，无功功率的种类和分布极其复杂，这就给电网的无 功补偿提出了很大的难题。如何针对不同的情况快速做出不同的无功补偿措施，一直是本 领域研宄的热点和难点。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种电网无功补偿方法及系统，能够针对不同类 型的无功功率，自动使用不同的策略进行无功补偿，并通过数据反馈进行策略修正，提高了 电网各个层级的无功补偿效率，提升了功率因数。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是： 一种电网无功补偿方法，包括如下步骤： A、 利用布设在各电网监测点的电压监控器和电流监控器，实时收集该电网监测点的电 压值和电流值，并将采集到的电压值和电流值发送到运算模块； B、 运算模块将接收到的各电网监测点的电压值和电流值进行存储，并将存储的数据定 时进行运算，得到平均功率因数数据并发送至逻辑分析模块； C、 逻辑分析模块将步骤B中的平均功率因数进行综合分类，并根据分类结果生成不同 的控制策略，该生成的控制策略施加于无功补偿器以进行无功补偿； D、 反馈模块将无功补偿后的平均功率因数与步骤B中发送至逻辑分析模块中的无功 补偿前的平均功率因数进行比较，并根据该比较结果对逻辑分析模块施加于无功补偿器的 控制策略进行修正； E、 人机交互模块分别将步骤C中逻辑分析模块做出的分类结果和步骤D中逻辑分析模 块做出的对无功补偿器的控制策略进行显示，如果监控人员发现该控制策略出现错误，即 通过人机交互模块手动修正对无功补偿器的控制策略。
[0006] 进一步的，步骤B中，运算模块每1分钟对储存的数据进行一次运算，得出一个平 均功率因数数据。
[0007] 进一步的，步骤C中，逻辑分析模块对平均功率因数进行综合分类包括以下步骤： C-1、将来源于同一监测点的平均功率因数定义为用户终端级平均功率因数； C-2、将每个用户终端容量与其所在配电变压器容量的比值定义为该用户终端的加权 因子，同一配电变压器下所有的加权因子相加之和等于1，将来源于同一配电变压器的用户 终端级平均功率因数乘以其相应的加权因子之后的平均值定义为子网级平均功率因数； C-3、将每个子网容量与全网容量的比值定义为该子网的加权因子，所有的子网加权因 子相加之和等于1，将全网的子网级平均功率因数乘以其相应的加权因子之后的平均值定 义为全网级平均功率因数。
[0008] 进一步的，针对用户终端级的无功功率，启动并联电容器或串联电容器或并联电 抗器进行无功补偿；针对子网级的无功功率，启动并联电容器或串联电容器或并联电抗器 或静止补偿器进行无功补偿；针对全网级的无功功率，启动同步调相机或静止补偿器或有 源滤波器进行无功补偿。
[0009] 进一步的，步骤D中，反馈模块采用PID算法修正逻辑分析模块对无功补偿器的控 制策略。
[0010] 一种电网无功补偿系统，包括电压监控器和电流监控器、运算模块、逻辑分析模 块、无功补偿器、反馈模块和人机交互模块；其中，电压监控器和电流监控器分别通过无线 连接于运算模块，运算模块分别与逻辑分析模块和反馈模块相连接，逻辑分析模块分别与 反馈模块、无功补偿器和人机交互模块相连接，无功补偿器与反馈模块相连接；每个电网监 测点均布设有一对电压监控器和电流监控器，分别用于采集该电网监测点的电压值和电流 值并发送至运算模块；运算模块用于将接收到的各电网监测点的电压值和电流值进行平均 功率因数计算并将计算出的平均功率因数发送至逻辑分析模块；逻辑分析模块将接收到的 平均功率因数进行综合分类，并根据分类结果产生用于控制无功补偿器工作的控制策略； 无功补偿器用于执行该控制策略，对无功功率进行补偿；反馈模块用于对补偿后的电网功 率因数与补偿前的平均功率因数进行比较并根据比较结果指导逻辑分析模块修正施加于 无功补偿器的控制策略；人机交互模块用于实时显示逻辑分析模块做出的分类结果和施加 于无功补偿器的控制策略，并对错误的控制策略进行手动修正。
[0011] 进一步的，所述电压监控器、电流监控器和运算模块中分别设置有无线通讯机构。
[0012] 进一步的，所述无线通讯机构为远距离无线网桥。
[0013] 进一步的，所述无功补偿器包括同步调相机、并联电容器、串联电容器、并联电抗 器、静止补偿器和有源滤波器。
[0014] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 通过使用本发明的电网无功补偿方法及系统，可以对用户终端级、子网级和全网级的 三级无功功率分别进行控制补偿，实现了电网各个层级的功率因数的提高，实验数据见下 表： ① 仅对用户终端级无功功率进行补偿 ② 仅对子^级无功功率进行补i尝
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③ 仅对全网级无功功率进行补偿
④ 对用户终端级、子网级和全网级的三级无功功率进行分别补偿
由上述实验数据可以看出，采用本发明的电网无功补偿方法及系统进行用户终端级、 子网级和全网级的三级无功功率进行分别补偿后，电网各个层级的功率因数都有了显著的 提尚。
[0015] 此外，本发明将取样时间优选为1分钟，既兼顾了取样的时效性，又避免了无功补 偿器频繁启停，延长了无功补偿器的使用寿命。反馈模块采用PID算法，使系统每次的调整 时间缩短了 1倍。并且，本发明根据电网不同层级的无功功率的特点，选取不同的无功补偿 器，降低了设备资金的投入量。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明电网无功补偿系统的原理图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0018] 参看附图1，一种电网无功补偿系统，包括电压监控器和电流监控器、运算模块、逻 辑分析模块、无功补偿器、反馈模块和人机交互模块；电压监控器、电流监控器和运算模块 中分别设置有无线通讯机构，并且无线通讯机构可以为远距离无线网桥；其中，电压监控器 和电流监控器分别通过无线连接于运算模块，运算模块分别与逻辑分析模块和反馈模块相 连接，逻辑分析模块分别与反馈模块、无功补偿器和人机交互模块相连接，无功补偿器与反 馈模块相连接；每个电网监测点均布设有一对电压监控器和电流监控器，分别用于采集该 电网监测点的电压值和电流值并发送至运算模块；运算模块用于将接收到的各电网监测点 的电压值和电流值进行平均功率因数计算并将计算出的平均功率因数发送至逻辑分析模 块；逻辑分析模块将接收到的平均功率因数进行综合分类，并根据分类结果产生用于控制 无功补偿器工作的控制策略；无功补偿器用于执行该控制策略，对无功功率进行补偿；反 馈模块用于对补偿后的电网功率因数与补偿前的平均功率因数进行比较并根据比较结果 指导逻辑分析模块修正施加于无功补偿器的控制策略；人机交互模块用于实时显示逻辑分 析模块做出的分类结果和施加于无功补偿器的控制策略，并对错误的控制策略进行手动修 正。无功补偿器包括同步调相机、并联电容器、串联电容器、并联电抗器、静止补偿器和有源 滤波器。
[0019] 采用上述电网无功补偿系统进行电网无功补偿的方法步骤如下： A、 利用布设在各电网监测点的电压监控器和电流监控器，实时收集该电网监测点的电 压值和电流值，并将采集到的电压值和电流值发送到运算模块； B、 运算模