专利名称：一种智能快速动态混合型无功补偿系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无功补偿系统，尤其涉及一种智能快速动态混合型无功补偿系统。
背景技术：
在供电系统中，无功功率过大会直接影响功率因素，从而浪费电能。因此，在供电系统中都设置有无功补偿装置。现有的无功补偿装置是取用单相电压信号，将交流接触器作为投切开关，控制电容器组同时投入或退出。此种控制方式有很多缺点，例如由于取用单相电压信号，实行无功补偿不够准确。尤其在三相不平衡时，若根据某相信号判断电容组是否投切，会造成某相的过补偿或欠补偿；而且，由于电容组中各电容的容量相等，不能选择适当的电容来进行无功补偿；此外，由于无法消除电网谐波，也很容易缩短电容组的寿命。
发明内容
本发明针对现有技术的弊端，提供一种智能快速动态混合型无功补偿系统。本发明所述智能快速动态混合型无功补偿系统，包括对电力线路的电流信号及电压信号进行采样的采样单元、以及将无功补偿单元接入电力线路的刀闸开关单元，还包括总控单元、投切开关单元、以及无功补偿单元；其中，所述总控单元根据采样单元获取的电力线路的电流信号和电压信号计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元接通对应的无功补偿单元进行无功补偿。本发明所述智能快速动态混合型无功补偿系统中，所述无功补偿单元为三相补偿单元；当总控单元根据采样单元获取的电压信号判断电力线路为过压时，计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元切断对应的三相补偿单元；当总控单元根据采样单元获取的电压信号判断电力线路为欠压时，计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元接通对应的三相补偿单元。本发明所述智能快速动态混合型无功补偿系统中，所述无功补偿单元还包括单相补偿单元；当总控单元根据采样单元获取的电流信号判断电力线路为过流时，计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元切断对应的单相补偿单元；当总控单元根据采样单元获取的电流信号判断电力线路为欠流时，计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元接通对应的单相补偿单元。本发明所述智能快速动态混合型无功补偿系统中，所述总控单元包括模拟/数字转换模块、数据处理模块、数据存储模块、以及数据输入/输出接口模块；其中，所述数据输入/输出接口模块作为数据进出总控单元的接口 ；所述模拟/数字转换模块用于实现模拟信号向数字信号的转换，该模拟/数字信号转换模块的输入端与数据输入/输出接口模块连接，该模拟/数字信号转换模块的输出端与数据处理模块连接；其将数据输入/输出接口模块接入的模拟电流信号和电压信号转换为数字信号，并传输至数据处理模块；所述数据处理模块分别与数据存储模块、模拟/数字转换模块、和数据输入/输出接口模块连接；该数据处理模块自数据存储模块中读取数据、以及将数据处理结果存储入数据存储模块中；所述数据处理模块根据预置程序对接入的电流信号和电压信号进行计算，从而确定当前电力线路所需的无功补偿量，并进而根据预置程序而确定投入无功补偿单元的组
口 ο本发明所述智能快速动态混合型无功补偿系统中，所述投切开关单元包括指令接收模块和动作执行模块；其中，所述指令接收模块与总控单元连接，并接收总控单元的投入/切除指令；所述动作执行模块则根据接收到的投入/切除指令而选择接通开关回路或者断开开关回路。本发明所述智能快速动态混合型无功补偿系统中，所述采样单元包括电流取样装置和电压取样装置，分别用于实现电流信号和电压信号的获取。本发明所述智能快速动态混合型无功补偿系统中，根据电力线路的实际情况计算确定所需的无功补偿量，并依次采取三相补偿和单相补偿的方式，能够适应无功功率快速变化的场合，改善三相不平衡程度、减少线路电能损耗、改善功率因素、稳定线路电压、吸收电网谐波、提高供电设备供电能力、延长用电设备寿命、减少用户电费支出。
图1为本发明所述智能快速动态混合型无功补偿系统的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本发明所述的智能快速动态混合型无功补偿系统，包括对电力线路的电流信号及电压信号进行采样的采样单元、以及将无功补偿单元接入电力线路的刀闸开关单元，还包括总控单元、投切开关单元、以及无功补偿单元。其中，所述采样单元包括电流取样装置和电压取样装置，分别用于实现电流信号和电压信号的获取。所述电流取样装置可利用电流互感器而实现，所述电压取样装置则可通过对电力线路的直接连线或对刀闸开关的直接连线而测得。所述采样单元获取的电流信号和电压信号被接入到总控单元，由总控单元进行后续数据处理。所述刀闸开关单元设置于电力线路与无功补偿单元之间，其用于将无功补偿单元接入电力线路或切断无功补偿单元。具体应用时，可通过分级设置总刀闸开关和空气开关而实现。所述总控单元根据采样单元获取的电力线路的电流信号和电压信号计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元接通对应的无功补偿单元进行无功补偿。具体而言，如图1所示，所述总控单元包括模拟/数字转换模块、数据处理模块、数据存储模块、以及数据输入/输出接口模块。其中，所述数据输入/输出接口模块作为数据进出总控单元的接口，承担信息接入与信息导出的桥梁作用。所述模拟/数字转换模块则用于实现模拟信号向数字信号的转换，该模拟/数字信号转换模块的输入端与数据输入/输出接口模块连接，该模拟/数字信号转换模块的输出端与数据处理模块连接；其将数据输入/输出接口模块接入的模拟电流信号和电压信号转换为数字信号，并传输至数据处理模块。所述数据处理模块作为总控单元的核心模块，其分别与数据存储模块、模拟/数字转换模块、和数据输入/输出接口模块连接；一方面，数据处理模块自数据存储模块中读取数据(包括预置的计算程序)，另一方面，数据处理模块可将数据处理结果存储入数据存储模块中。本发明中，所述数据处理模块根据预置程序中的算法，对接入的数字模式的电流信号和电压信号进行计算，从而确定当前电力线路所需的无功补偿量。进一步的，所述数据处理模块还可根据当前计算的所需的无功补偿量而确定以何种组合方式投入无功补偿单元。因为，在所述数据存储模块中预置了不同的无功补偿单元投入策略，这些策略与系统所需投入的无功补偿单元的组合呈一一对应关系。当数据处理模块计算出当前所需的无功补偿量后，即会搜寻该所需的无功补偿量所对应的策略，进而投入该策略所对应的无功补偿单元组合。本发明中，所述无功补偿单元可具体包括三相补偿单元和单相补偿单元。通过对三相补偿单元和单相补偿单元的分级逐次投入，适应无功功率的快速变化，实现就地补偿。当总控单元根据采样单元获取的电压信号判断电力线路为过压时，计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元切断对应的三相补偿单元；当总控单元根据采样单元获取的电压信号判断电力线路为欠压时，计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元接通对应的三相补偿单元。进一步的，当总控单元根据采样单元获取的电流信号判断电力线路为过流时，计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元切断对应的单相补偿单元；当总控单元根据采样单元获取的电流信号判断电力线路为欠流时，计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元接通对应的单相补偿单元。本发明，所述投切开关单元包括指令接收模块和动作执行模块，其中，所述指令接收模块与总控单元连接，并接收总控单元的投入/切除指令；所述动作执行模块则根据接收到的投入/切除指令而选择接通开关回路或者断开开关回路，即投入无功补偿单元或退出无功补偿单元。本发明所述智能快速动态混合型无功补偿系统中，根据电力线路的实际情况计算确定所需的无功补偿量，并依次采取三相补偿和单相补偿的方式，能够适应无功功率快速变化的场合，改善三相不平衡程度、减少线路电能损耗、改善功率因素、稳定线路电压、吸收电网谐波、提高供电设备供电能力、延长用电设备寿命、减少用户电费支出。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
权利要求
1.一种智能快速动态混合型无功补偿系统，包括对电力线路的电流信号及电压信号进行采样的采样单元、以及将无功补偿单元接入电力线路的刀闸开关单元，其特征在于，还包括总控单元、投切开关单元、以及无功补偿单元； 其中，所述总控单元根据采样单元获取的电力线路的电流信号和电压信号计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元接通对应的无功补偿单元进行无功补偿。
2.如权利要求1所述的智能快速动态混合型无功补偿系统，其特征在于，所述无功补偿单元为三相补偿单元； 当总控单元根据采样单元获取的电压信号判断电力线路为过压时，计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元切断对应的三相补偿单元； 当总控单元根据采样单元获取的电压信号判断电力线路为欠压时，计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元接通对应的三相补偿单元。
3.如权利要求2所述的智能快速动态混合型无功补偿系统，其特征在于，所述无功补偿单元还包括单相补偿单元； 当总控单元根据采样单元获取的电流信号判断电力线路为过流时，计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元切断对应的单相补偿单元； 当总控单元根据采样单元获取的电流信号判断电力线路为欠流时，计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元接通对应的单相补偿单元。
4.如权利要求1所述的智能快速动态混合型无功补偿系统，其特征在于，所述总控单元包括模拟/数字转换模块、数据处理模块、数据存储模块、以及数据输入/输出接口模块； 其中，所述数据输入/输出接口模块作为数据进出总控单元的接口 ； 所述模拟/数字转换模块用于实现模拟信号向数字信号的转换，该模拟/数字信号转换模块的输入端与数据输入/输出接口模块连接，该模拟/数字信号转换模块的输出端与数据处理模块连接；其将数据输入/输出接口模块接入的模拟电流信号和电压信号转换为数字信号，并传输至数据处理模块； 所述数据处理模块分别与数据存储模块、模拟/数字转换模块、和数据输入/输出接口模块连接；该数据处理模块自数据存储模块中读取数据、以及将数据处理结果存储入数据存储模块中； 所述数据处理模块根据预置程序对接入的电流信号和电压信号进行计算，从而确定当前电力线路所需的无功补偿量，并进而根据预置程序而确定投入无功补偿单元的组合。
5.如权利要求1所述的智能快速动态混合型无功补偿系统，其特征在于，所述投切开关单元包括指令接收模块和动作执行模块；其中，所述指令接收模块与总控单元连接，并接收总控单元的投入/切除指令；所述动作执行模块则根据接收到的投入/切除指令而选择接通开关回路或者断开开关回路。
6.如权利要求1所述的智能快速动态混合型无功补偿系统，其特征在于，所述采样单元包括电流取样装置和电压取样装置，分别用于实现电流信号和电压信号的获取。
全文摘要
本发明公开了一种智能快速动态混合型无功补偿系统，包括对电力线路的电流信号及电压信号进行采样的采样单元、以及将无功补偿单元接入电力线路的刀闸开关单元，还包括总控单元、投切开关单元、以及无功补偿单元；其中，所述总控单元根据采样单元获取的电力线路的电流信号和电压信号计算电力线路所需的无功补偿量，并控制投切开关单元接通对应的无功补偿单元进行无功补偿。本发明所述智能快速动态混合型无功补偿系统中，根据电力线路的实际情况计算确定所需的无功补偿量，并依次采取三相补偿和单相补偿的方式，能够适应无功功率快速变化的场合，改善三相不平衡程度、改善功率因素、延长用电设备寿命。
文档编号H02J3/18GK103023052SQ20121058136
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者林勇传, 邓毅 申请人:广西腾峰科技有限公司