基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法，属于电力系统自动化领域，包括主站部分以及向主站部分传输运行状态和数据的无功补偿部分，主站部分包括相互联系的系统调动平台、营销系统和生产管理系统，无功补偿部分包括随器补偿和就地补偿，就地补偿由小无线通讯实现内组网，形成一个交错网络，将台区内所有就地补偿的运行状态和数据传输到随器补偿装置，随器补偿装置将运行状态和数据通过GPRS方式连到系统调动平台，实现用户监测信息和无功补偿相关数据的远传和管理；本发明的通过无线组网实现对无功补偿装置进行统一平台管理，减小系统无功电流流动，减小线路损耗，稳定系统电压，提高末端低电压现象，提高电能质量，提高线路有功输送能力。
【专利说明】基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统自动化领域，涉及低压电网配电，尤其是一种基于快速可靠 通信的配电网无功优化补偿方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着现代工业和电力工业的不断发展，电能传输的距离和容量日益增 大，工业用户对电能质量的要求越来越高，由于配电台区至用户的供电线路一般比较长， 尤其在供电半径较大的地区，380V的供电线路可达到将近一千米，低压配电网存在长距离 输送无功功率，无功线损大的问题，因此，无论从提高输电网的传输能力、降低损耗、提高 系统稳定性，还是从提高供电质量的角度来看，都需要装设大量的无功补偿装置。
[0003] 我国目前电网无功补偿主要集中在高、中压配电网，而低压配电网补偿较少，以致 低压配电网的线损远大于高、中压配电网的线损，降低了电网运行的经济效益和电压质量。 而在有些农村综合配电台区，有的采用无功补偿方式，即在变压器附近安装无功补偿装置 进行集中补偿，但是集中补偿对于低压电网负荷端功率因数的提升效果差，无法有效减少 低压电网负荷电流，对降低低压线损作用较差。
[0004] 为了解决集中补偿的缺陷，本 申请人:在申请日为2013年06月17日，申请号为 201310237892. 2的中国实用新型专利公开了一种基于无线网络的低压配电台区分散无功 补偿方法，该方法在10千伏电网经过变电站配送输出线路的多个分线末端或负荷集中区 域的线路均安装有一分散补偿装置；该分散补偿装置实时监测相应分线末端的电压并将检 测获得的数据传送给微处理器；微处理器将所获取的数据经过处理后发送控制信号，电容 投切平衡电路电压；该分散补偿装置通过该无线网络通讯模块经无线连接与调控指挥中心 联网互传信息，调控指挥中心实时调控多个分线末端的分散补偿装置；但该方法对于提高 电能质量并降低低压线损作用仍不够理想。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于快速可靠通信的配电 网无功优化补方法，补偿效果更好，运行更稳定可靠，可以提高线路有功输送能力，进一步 提高电能质量并降低低压线损的作用。
[0006] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于快速可靠通信的配电网无功优 化补偿方法，包括向主站部分传输运行状态和数据的无功补偿部分，所述的主站部分包括 相互联系的系统调动平台、营销系统和生产管理系统，所述的无功补偿部分包括在10千伏 电网中变电站变压器侧根据变压器的无功情况进行补偿的随器补偿和针对线路以及在多 个分线末端无功情况进行补偿的就地补偿，所述的在多个分线末端进行的就地补偿由小无 线通讯实现内组网，形成一个交错网络，将台区内所有无功补偿装置的运行状态和数据传 输到随器补偿装置，所述的随器补偿装置将运行状态和数据通过GPRS方式连到系统调动 平台，实现用户监测信息和无功补偿相关数据的远传和管理。
[0007] 上述的基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法，在所述的台区内实现就地 补偿措施，实现即需即补，在负荷中心提高功率因数，减小电网内无功流动，提高电能质量 并降低线损，是对单台用电设备所需无功就近补偿的办法，把电容器直接接到单台用电设 备的同一个电气回路，用同一台开关控制，同时投运或断开，这种补偿方法，电容器靠近用 电设备，就地平衡无功电流，可避免无负荷时的过补偿，使电压质量得到保证。
[0008] 上述的基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法，在所述的台区内实现随器 补偿措施，实现因就地补偿无功补偿装置控制策略中因小电流拒补和线路感性无功等集合 而成的无功需求，采取在变压器侧进行随器无功补偿措施，达到稳定高压侧功率因数，提高 电能质量。
[0009] 上述的基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法，在所述的变压器侧设置配 变终端TTU，随器补偿装置把信息接入配变终端TTU，配变终端TTU通过有线网络方式连到 系统调动平台，实现监测用户信息和无功补偿相关数据的远传和管理。
[0010] 上述的基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法，所述的随器补偿装置和就 地补偿装置包含电流/电压信号采样功率因素检测单元、处理器、人机界面、开关模块和通 讯单元，电流/电压信号采样功率因素检测单元检测补偿点功率因数并传给处理器，处理 器根据控制对策实现对无功补偿装置进行控制，把信号分别传送到人机界面、开关模块和 通讯单元。
[0011] 本发明的有益效果是：1、稳定功率因数在标准范围内，并提高电容器使用寿命，降 低运行成本，通过无线组网实现对无功补偿装置进行统一平台管理；2、通过采取随器补偿 装置和就地补偿装置相结合，稳定系统电压，提高末端低电压现象，提高电能质量；3、减小 系统无功电流流动，减小线路损耗，这样既能提高末端的功率因数，又能提高线路末端的电 压合格率，并降低线路的损耗，提高线路有功输送能力；4、通过智能配变终端TTU与智能 无功补偿装置通讯方式和通讯协议，实现终端与主站的稳定可靠快捷的通讯，实现台区本 地智能无功补偿装置在智能配变终端TTU上的数据集成和统一调度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本发明方法示意图。
[0013] 图2为本发明随器补偿装置和就地补偿装置结构示意图。
[0014] 图3为本发明另一实施例方法示意图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0016] 如图1所示的基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法，包括主站部分以及 向主站部分传输运行状态和数据的无功补偿部分，所述的主站部分包括相互联系的系统调 动平台、营销系统和生产管理系统，系统调动平台与营销系统之间可以进行数据交换，系统 调动平台与生产管理系统之间也可以进行数据交换；所述的无功补偿部分包括在在10千 伏电网中变电站变压器侧根据变压器的无功情况进行补偿的随器补偿和针对线路以及在 多个分线末端无功情况进行补偿的就地补偿，在380V台区输电网络中，实现变压器侧随器 补偿和负荷集中区就地补偿两种补偿方式相结合，达到配电台优化治理无功补偿的目的； 就地补偿措施，实现即需即补，在负荷中心提高功率因数，减小电网内无功流动，提高电能 质量并降低线损；就地补偿措施是对单台用电设备所需无功就近补偿的办法，把电容器直 接接到单台用电设备的同一个电气回路，用同一台开关控制，同时投运或断开，这种补偿 方法，电容器靠近用电设备，就地平衡无功电流，可避免无负荷时的过补偿，使电压质量得 到保证。在多个分线末端进行的就地补偿由小无线通讯实现内组网，形成一个交错网络，将 台区内所有无功补偿装置的运行状态和数据传输到随器补偿装置，在所述的台区内实现随 器补偿措施，实现因就地无功补偿装置控制策略中因小电流拒补和线路感性无功等集合而 成的无功需求，采取在变压器侧进行随器无功补偿措施，达到稳定高压侧功率因数，提高电 能质量。所述的随器补偿装置将运行状态和数据通过GPRS方式连到系统调动平台，实现用 户监测信息和无功补偿相关数据的远传和管理。GPRS远程通信链路具备足够的通信带宽， 满足各类智能设备与系统调动平台上下行数据交互的要求。
[0017] 如图2所示，该随器补偿装置和就地补偿装置包含包含电流/电压信号采样功率 因素检测单元、处理器、人机界面、开关模块和通讯单元，电流/电压信号采样功率因素检 测单元检测补偿点功率因数并传给处理器，处理器根据控制对策实现对无功补偿装置进行 控制，经过处理后把信号分别传送到人机界面、开关模块和通讯单元，便于显示，观察获取 数据据和进行人工操作。作为一种优选方式，该无功补偿装置为智能无功补偿箱，是380V 低压电网高效节能、降低线损提高功率因数和电能质量的无功补偿装置，能够采集电压、电 流，显示当前实际电压、电流功率因数、无功功率、告警编码等信息；具有剩余过流、过压、欠 流、欠压、过温、缺相、投切次数限制、谐波等保护功能；多台智能电容器接入数据总线时，能 够相互识别并自动组网。当电容器运行参数超过设定值或出现异常时，智能电容器能发出 告警；参数恢复正常时，能够自行恢复；远方和就地可分别选择设置启用或禁用这些告警； 参数整定包括：过流、过压、欠流、欠压、过温、投切次数限制等动作值；投切无涌流冲击、无 操作过电压。在使用于380V配电台区时，提供电容器使用效率，提高末端低电压，减小低压 线损，提供电容器设备的工作效率。
[0018] 作为另一实施例，如图3所示，把无功补偿装置信息接入配变终端TTU，配变终端 TTU通过GPRS/CDMA、有线网络等方式连到系统调动平台与营销系统、生产管理系统等接 口，实现用户监测信息和无功补偿相关数据的远传和管理。例如在10千伏电网经过变电 站配送输出线路的多个分线末端均安装有就地补偿装置；该就地补偿装置实时监测相应分 线末端的电压并将检测获得的数据传送给随器补偿装置，随器补偿装置将检测获得的数据 传送给配变终端TTU，配变终端TTU将所获取的数据经过处理后发送控制信号，通过GPRS/ CDMA、有线网络等方式连到系统调动平台；根据就地采样值或远方设定值进行无功投切的 综合补偿功能；实现了对配变终端TTU和无功补偿装置运行信息的监测。通过对配变的电 压、电流、功率因素等实时监控，及时掌握配变的运行情况，防止配变负荷严重超载导致设 备的烧毁、三相负载严重不平衡导致配变的加速损坏，及时调整配变运行状态，合理配置配 变容量，调整配变的低压智能无功补偿控制等，保证配变安全、稳定、高效的运行。作为本发 明的进一步改进措施，该配变终端TTU使用智能配变终端TTU，通过智能配变终端TTU与智 能无功补偿装置通讯方式和通讯协议，实现终端与主站的稳定可靠快捷的通讯，实现台区 本地智能无功补偿装置在智能配变终端TTU上的数据集成和统一调度。
[0019] 在主站的系统调动平台中人机界面主要分为无功自动补偿、远程投切、无功补偿 参数、无功补偿记录四个大功能类。1.无功自动补偿界面；由于每个台区都有自己的电压 电流、负荷曲线等特性，电容器的投入时间、切除时间、投切间隔时间也可进行设置，这三个 参数直接影响到实际运行时无功补偿的效果；实际中如果该台区无功变化比较快，可适当 减小该值使投切判断加快，从而使补偿加快，提高补偿效果。2.远程投切界面；当自动投切 失效时，可进行手动投入和切除，手动投切也可用于平时短暂的投切试验，该界面实现手动 投切功能，通过召测回来的数据可以清楚了看到ABC三相的过压欠压状态，欠补偿还是过 补偿，电容器投切状态，投切次数、投切方式等信息。3.无功补偿参数界面；通过召测电容 器参数，可以清楚地了解台区下连接了多少路电容，每路电容信息。但须注意电容数量，根 据主站相关规定，一个共补电容器为两个电容，一个分补电容器为三个电容，且共补在前分 补在后。4.无功补偿记录界面；该界面主要是了解电容投切总次数，投切总时间，最多投入 电容次数等信息。
[0020] 上面结合附图对本发明实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方 式，对于本领域普通技术人员来说，还可以在不脱离本发明的前提下作出若干变型和改进， 这些也应视为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法，包括主站部分以及向主站部分 传输运行状态和数据的无功补偿部分，所述的主站部分包括相互联系的系统调动平台、营 销系统和生产管理系统，其特征在于：所述的无功补偿部分包括在10千伏电网中变电站变 压器侧根据变压器的无功情况进行补偿的随器补偿和针对线路以及在多个分线末端无功 情况进行补偿的就地补偿，所述的在多个分线末端进行的就地补偿由小无线通讯实现内组 网，形成一个交错网络，将台区内所有就地补偿的运行状态和数据传输到随器补偿装置，所 述的随器补偿装置将运行状态和数据通过GPRS方式连到系统调动平台，实现用户监测信 息和无功补偿相关数据的远传和管理。
2. 根据权利要求1所述的基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法，其特征在 于：在所述的台区内实现就地补偿措施，实现即需即补，在负荷中心提高功率因数，减小电 网内无功流动。
3. 根据权利要求2所述的基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法，其特征在 于：在所述的变压器侧实现随器补偿措施，实现因就地补偿装置控制策略中因小电流拒补 和线路感性无功等集合而成的无功需求，达到稳定高压侧功率因数。
4. 根据权利要求3所述的基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法，其特征在 于：在所述的变压器侧设置配变终端TTU，随器补偿装置把信息接入配变终端TTU，配变终 端TTU通过有线网络方式连到系统调动平台，实现监测用户信息和无功补偿相关数据的远 传和管理。
5. 根据权利要求1所述的基于快速可靠通信的配电网无功优化补偿方法，其特征在 于：所述的随器补偿装置和就地补偿装置包含电流/电压信号采样功率因素检测单元、处 理器、人机界面、开关模块和通讯单元，电流/电压信号采样功率因素检测单元检测补偿点 功率因数并传给处理器，处理器根据控制对策实现对无功补偿装置进行控制，把信号分别 传送到人机界面、开关模块和通讯单元。
【文档编号】H02J13/00GK104143827SQ201410317633
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】邬浩华, 李剑, 蒋行辉, 刘宝荣, 董文硕, 聂峥, 叶菁, 何瑾, 李一雯 申请人:国家电网公司, 国网浙江省电力公司台州供电公司, 国网浙江台州市椒江区供电公司, 浙江创维自动化工程有限公司