本发明专利技术涉及一种可变串联电抗动态调压无功补偿方法及装置，涉及一种动态调压无功补偿技术。本方法包括：设置可变电抗器和电容器串并联组件并接入负荷侧入口；实时检测组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数；根据负荷侧电压偏移、运行工况和电网侧功率因数，动态控制串并联可变电抗器和电容器的参数，实现负荷侧电压达标和电网侧功率因数的提高。本装置包括可变电抗器和电容器串并联单元、负荷电压偏移和电网无功缺额检测单元、动态调压和无功补偿控制单元、动态调压和无功补偿执行单元以及器件和装置保护单元。本发明专利技术用于低电压治理、改善电能质量、降损节能、提高供用电可靠性和电能利用效率，具有安全、环保、节能和增效的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种可变串联电抗动态调压无功补偿方法及其装置
本专利技术涉及一种动态调压无功补偿技术，尤其涉及一种可变串联电抗动态调压无功补偿方法及其装置。
技术介绍
随着城乡建设步伐的加快和国家节能政策力度的加大,城乡居民生活水平得到显著提高,用电负荷快速增长,城乡配电网的建设滞后于电力需求的增长，导致城乡配电网存在供电质量下降、供电可靠性不高、故障频繁、线损居高不下、局部供电能力不足、部分长线路末端台区电压低至用电设备不能正常工作、部分变电站夜间10kV母线电压偏高，甚至严重超标，危机电网和配电设备的安全运行等问题。这些问题的存在，使得电压偏移严重的地区，电气设备不能正常工作，严重影响城乡居民的正常工作和生活，甚至造成“电压崩溃”，威胁电力系统的稳定性。为了治理低电压问题对电网和电气设备的不良影响，我国制定了相应的国家标准：《零过渡过程低压动态无功功率补偿装置》GB/T25839-2010。国内外普遍采用的低电压治理技术与装置有两类：一类是基于电抗调压原理的固定电抗调压技术和可变电抗调压技术，另一类是基于无功补偿调压原理的固定电容调压技术和可变电容调压技术。但以上各种技术均存在各种不足：串联固定电抗技术升压不明显，且无法做到动态调压，功率因数无法得到保证。串联可变电抗技术可以实现调压，但调压的同时无法保证功率因数满足要求。并联固定电容技术具有较强的无功补偿能力，在一定的条件下具有一定的抬高电压的功能，但调节电压的范围很窄，无法降低电压。目前，为了针对配电网台区低电压治理的问题，市场上迫切需要一种既能到达调压效果，又能满足功率因数要求，本专利技术提供了可变串联电抗器动态调压无功补偿方法及装置。
技术实现思路
本专利技术主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种运用可变串联电抗器与可变并联电容器组配合实现动态调压无功补偿的原理，对低电压问题与无功缺额问题严重的负荷侧进行有效的动态调压与无功补偿，使负荷侧电压指标达标和电网侧功率因数符合国家电压质量和功率因数标准的要求，而且，可以提高供用电可靠性和电能利用效率，具有安全、环保、节能和增效的特点的可变串联电抗动态调压无功补偿方法及其装置。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种可变串联电抗动态调压无功补偿方法，其特征在于：设置可变电抗器和电容器组件、组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数的实时检测单元以及可变电抗器和电容器串并联组件的参数控制单元，在负荷入口端和电网之间接入可变电抗器和电容器组件，通过实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，改变和调整可变电抗器和电容器串并联组合方式和参数，实现负荷侧电压指标达标和电网侧功率因数提高；具体包括如下步骤：步骤1、设置可变电抗器和电容器串并联组件，构成动态调压无功补偿主回路；步骤2、将可变电抗器和电容器串并联组件接入负荷入口端和电网之间，形成动态调压无功补偿节点，具体方法是：三相可变电抗器串联组件由三个相互独立、对应元件参数相同的可变电抗器串联组件组成；三相可变电抗器串联组件的一端分别与负荷侧的某一相(A,B,C)(相连接，另一端分别电网侧的对应相(A,B,C)相连接)；三相电容器并联组件由三个相互独立、对应元件参数相同的电容器并联组件组成，采用星形接线连接；三相电容器并联组件的一端分别负荷侧的某一相(A,B,C)相连接，另一端与并联组件星形接线的中性点N连接在一起；对于三相四线制系统，中性点N需要接入电网的中性点连接线；步骤3、实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，为负荷侧电压与电网侧功率因数调节提供控制信息，具体方式是：实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，为负荷侧电压与电网侧功率因数调节提供控制信息：在步骤2的基础上，实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，其主要内容包括：三相电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数；实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数的精度和响应时间满足电能质量监测的基本要求和技术标准；实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，真实反映负荷侧和电网侧的电能质量和运行工况情况，同时体现动态调压无功补偿的效果步骤4、根据检测的电压偏移量、运行工况和功率因数，确定动态调压和无功补偿范围，具体方法是：在步骤2和步骤3的基础上，根据组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，确定动态调压和无功补偿范围；确定动态调压和无功补偿范围的原则是根据线路和系统参数以及实测数据计算出在满足电压偏移合格和功率因数尽可能达标条件下，可变电抗器和电容器参数的变化范围；步骤5、根据供用电工况，动态调整串并联可变电抗器和电容器的参数，实现负荷侧电压指标达标和电网侧功率因数提高，具体方法是：在步骤2、步骤3和步骤4的基础上，根据组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，动态调整串并联可变电抗器和电容器的参数和结构，即：当电压偏低时，增加电抗器的电抗值，加大无功补偿容量，适当过补偿，从而抬高负荷端电压；当电压偏高时，适当调整电抗器的电抗值，减少无功补偿容量，从而降低负荷端电压；。在上述的一种可变串联电抗动态调压无功补偿方法，步骤一、设置可变电抗器和电容器串并联组件，构成动态调压无功补偿主回路：可变电抗器和电容器组件由可变电抗器串联组件和电容器并联组件组成；可变电抗器串联组件由多个参数不同的电抗器串联构成，与并联电容器组配合而形成调压电路，调节负荷侧的电压；n个不同串联电抗支路的电抗器的参数应满足对应元件的电抗值呈2的n-1次方关系，即：串联电抗支路1、2、3、...、n的电抗器的感抗参数分别为：jXL1，j2XL1，j4XL1，...，j2n-1XL1,n＝1、2、3、...、NL；其中，n为自然数；可变电容器并联组件由多个参数不同的电容器并联而成电压和功率因数调整电路，按无功功率容量配置电容器的容抗值；并联电容器支路为1、2、3、...、NC,第n个并联电容器的容性无功功率容量为2的n-1次方,即：QC1、2QC1、4QC1、8QC1、...、2n-1QC1，n＝1、2、3、...、NC；串联电抗器支路1、2、3、...、NL与并联电容器支路1、2、3、...、NC组合应满足负荷侧电压指标达标和电网侧功率因数提高的要求。一种新型的动态调压无功补偿拓扑，其特征在于，包括一个可变电抗器和电容器串并联单元；所述可变电抗器和电容器串并联单元的串联组件端连接电网，可变电抗器和电容器串并联单元串联组件和并联组件公共端连接负荷侧；负荷电压偏移和电网无功缺额检测单元的两组输入分别接入串联组件端电网侧和串联组件与并联组件公共端的负荷侧；负荷电压偏移和电网无功缺额检测单元的输出连接动态调压和无功补偿控制单元输入；动态调压和无功补偿控制单元的输出连接动态调压和无功补偿执行单元的输入；动态调压和无功补偿执行单元的输出连接可变电抗器和电容器串并联单元的输入；器件和装置保护单元的输出连接可变电抗器和电容器串并联单元的输入和动态调压和无功补偿执行单元输入本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可变串联电抗动态调压无功补偿方法，其特征在于：设置可变电抗器和电容器组件、组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数的实时检测单元以及可变电抗器和电容器串并联组件的参数控制单元，在负荷入口端和电网之间接入可变电抗器和电容器组件，通过实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，改变和调整可变电抗器和电容器串并联组合方式和参数，实现负荷侧电压指标达标和电网侧功率因数提高；具体包括如下步骤：步骤1、设置可变电抗器和电容器串并联组件，构成动态调压无功补偿主回路；步骤2、将可变电抗器和电容器串并联组件接入负荷入口端和电网之间，形成动态调压无功补偿节点，具体方法是：三相可变电抗器串联组件由三个相互独立、对应元件参数相同的可变电抗器串联组件组成；三相可变电抗器串联组件的一端分别与负荷侧的某一相(A,B,C)(相连接，另一端分别电网侧的对应相(A,B,C)相连接)；三相电容器并联组件由三个相互独立、对应元件参数相同的电容器并联组件组成，采用星形接线连接；三相电容器并联组件的一端分别负荷侧的某一相(A,B,C)相连接，另一端与并联组件星形接线的中性点N连接在一起；对于三相四线制系统，中性点N需要接入电网的中性点连接线；步骤3、实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，为负荷侧电压与电网侧功率因数调节提供控制信息，具体方式是：实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，为负荷侧电压与电网侧功率因数调节提供控制信息：在步骤2的基础上，实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，其主要内容包括：三相电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数；实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数的精度和响应时间满足电能质量监测的基本要求和技术标准；实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，真实反映负荷侧和电网侧的电能质量和运行工况情况，同时体现动态调压无功补偿的效果；步骤4、根据检测的电压偏移量、运行工况和功率因数，确定动态调压和无功补偿范围，具体方法是：在步骤2和步骤3的基础上，根据组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，确定动态调压和无功补偿范围；确定动态调压和无功补偿范围的原则是根据线路和系统参数以及实测数据计算出在满足电压偏移合格和功率因数尽可能达标条件下，可变电抗器和电容器参数的变化范围；步骤5、根据供用电工况，动态调整串并联可变电抗器和电容器的参数，实现负荷侧电压指标达标和电网侧功率因数提高，具体方法是：在步骤2、步骤3和步骤4的基础上，根据组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，动态调整串并联可变电抗器和电容器的参数和结构，即：当电压偏低时，增加电抗器的电抗值，加大无功补偿容量，适当过补偿，从而抬高负荷端电压；当电压偏高时，适当调整电抗器的电抗值，减少无功补偿容量，从而降低负荷端电压。...
【技术特征摘要】
1.一种可变串联电抗动态调压无功补偿方法，其特征在于：设置可变电抗器和电容器组件、组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数的实时检测单元以及可变电抗器和电容器串并联组件的参数控制单元，在负荷入口端和电网之间接入可变电抗器和电容器组件，通过实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，改变和调整可变电抗器和电容器串并联组合方式和参数，实现负荷侧电压指标达标和电网侧功率因数提高；具体包括如下步骤：步骤1、设置可变电抗器和电容器串并联组件，构成动态调压无功补偿主回路；步骤2、将可变电抗器和电容器串并联组件接入负荷入口端和电网之间，形成动态调压无功补偿节点，具体方法是：三相可变电抗器串联组件由三个相互独立、对应元件参数相同的可变电抗器串联组件组成；三相可变电抗器串联组件的一端分别与负荷侧的某一相(A,B,C)相连接，另一端分别电网侧的对应相(A,B,C)相连接；三相电容器并联组件由三个相互独立、对应元件参数相同的电容器并联组件组成，采用星形接线连接；三相电容器并联组件的一端分别与负荷侧的某一相(A,B,C)相连接，另一端与并联组件星形接线的中性点N连接在一起；对于三相四线制系统，中性点N需要接入电网的中性点连接线；步骤3、实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，为负荷侧电压与电网侧功率因数调节提供控制信息，具体方式是：实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，为负荷侧电压与电网侧功率因数调节提供控制信息：在步骤2的基础上，实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，其主要内容包括：三相电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数；实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数的精度和响应时间满足电能质量监测的基本要求和技术标准；实时检测可变电抗器和电容器串并联组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，真实反映负荷侧和电网侧的电能质量和运行工况情况，同时体现动态调压无功补偿的效果；步骤4、根据检测的电压偏移量、运行工况和功率因数，确定动态调压和无功补偿范围，具体方法是：在步骤2和步骤3的基础上，根据组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，确定动态调压和无功补偿范围；确定动态调压和无功补偿范围的原则是根据线路和系统参数以及实测数据计算出在满足电压偏移合格和功率因数尽可能达标条件下，可变电抗器和电容器参数的变化范围；步骤5、根据供用电工况，动态调整串并联可变电抗器和电容器的参数，实现负荷侧电压指标达标和电网侧功率因数提高，具体方法是：在步骤2、步骤3和步骤4的基础上，根据组件出口端的电压偏移量、运行工况和入口端的功率因数，动态调整串并联可变电抗器和电容器的参数和结构，即：当电压偏低时，增加电抗器的电抗值，加大无功补偿容量，适当过补偿，从而抬高负荷端电压；当电压偏高时，适当调整电抗器的电抗值，减少无功补偿容量，从而降低负荷端电压。2.根据权利要求1所述的一种可变串联电抗动态调压无功补偿方法，其特征在于，所述步骤1中设置主回路的具体方法是：可变电抗器和电容器组件由可变电抗器串联组件和电容器并联组件组成；可变电抗器串联组件由多个参数不同的电抗器串联构成，与并联电容器组配合而形成调压电路，调节负荷侧的电压；n个不同串联电抗支路的电抗器的参数应满足对应元件的电抗值呈2的n-1次方关系，即：串联电抗支路1、2、3、...、n的电抗器的感抗参数分别为：jXL1，j2XL1，j4XL1，...，j2n-1XL1,n＝1、2、3、...、NL；其中，n为自然数；可变电容器并联组件由多个参数不同的电容器并联而成电压和功率因数调整电路，按无功功率容量配置电容器的容抗值；并联电容器支路为1、2、3、...、NC,第n个并联电容器的容性无功功率容量为2的n-1次方,即：QC1、2QC1、4QC1、8QC1、...、2n-1QC1，n＝1、2、3、...、NC；串联电抗器支路1、2、3、...、NL与并联电容器支路1、2、3、...、NC组合应满足负荷侧电压指标达标和电网侧功率因数提高的要求。3.一种采用权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓明，赵鹏，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。