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，如每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，然后运 算模块将计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； 步骤C中，逻辑分析模块对平均功率因数进行综合分类具体包括以下步骤： 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。
[0020] 步骤C中，具体的控制策略为： 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。
[0021] 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，并根据该比较结果采用PID算法对逻辑分析模块施 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。
[0022] 本发明的工作原理在于：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 仅对子网级无功功率进行补偿
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讲行分别补偿
由上述四个表格中的实验数据可以看出，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后，电网各个层级的功率因数都 有了显著的提高。
[0023] 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。
【主权项】
1. 一种电网无功补偿方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： 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。2. 根据权利要求1所述的电网无功补偿方法，其特征在于：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。3. 根据权利要求1所述的电网无功补偿方法，其特征在于：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。4. 根据权利要求3所述的电网无功补偿方法，其特征在于：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。5. 根据权利要求1所述的电网无功补偿方法，其特征在于：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。6. -种电网无功补偿系统，其特征在于：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。7. 根据权利要求6所述的电网无功补偿系统，其特征在于：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。8. 根据权利要求7所述的电网无功补偿系统，其特征在于：所述无线通讯机构为远距 离无线网桥。9. 根据权利要求6所述的电网无功补偿系统，其特征在于：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。
【专利摘要】本发明公开了一种电网无功补偿方法及系统，该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。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。
【IPC分类】H02J3/18
【公开号】CN104979836
【申请号】CN201510347950
【发明人】曹建立, 孙立成, 王学彬, 李进国
【申请人】国家电网公司, 国网河北省电力公司, 国网河北省电力公司晋州市供电分公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月23日