專利名稱：一種智能分散式無功補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于配電自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種智能分散式無功補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
我國城鄉(xiāng)IOkV配電線路廣泛采用大樹干、多分支的單向輻射型供電方式。這些線路的特點(diǎn)是負(fù)荷率低，負(fù)荷季節(jié)性波動大，配電變壓器的平均負(fù)荷率低，供電半徑長，無功消耗多，功率因數(shù)低，線路損耗大，末端電壓質(zhì)量差。因此，在IOkV配電線路上采用自動投切的無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行分散補(bǔ)償十分必要， 投切并聯(lián)電容器對配電線路進(jìn)行分散補(bǔ)償具有投資小，回收快，補(bǔ)償效率較高，便于管理和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。目前，我國已有不少配電線路采用了自動控制投切的無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行分散補(bǔ)償，補(bǔ)償后能顯著改善配電線路的運(yùn)行性能、降低電能損耗、提高電壓質(zhì)量，但傳統(tǒng)的無功自動補(bǔ)償裝置尤其是在IOkm以上遠(yuǎn)距離配電線路上的無功自動補(bǔ)償裝置仍普遍存在一些不足之處由于補(bǔ)償裝置是向安裝點(diǎn)線路兩端(電源端和負(fù)荷端)輸送無功功率，這勢必有一定量的無功功率朝著電源端反送，容易導(dǎo)致測量點(diǎn)電源側(cè)過補(bǔ)償，不僅加大線損，而且會使得電壓過高，導(dǎo)致補(bǔ)償電容器及其他設(shè)備損壞。另外，控制器通常不能很好的反映線路全局的負(fù)荷情況，并且由于每一組并聯(lián)電容都設(shè)有一套控制器，成本投入較大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是傳統(tǒng)的無功自動補(bǔ)償裝置在長距離線路，尤其是在IOkm以上遠(yuǎn)距離配電線路上的無功自動補(bǔ)償容易導(dǎo)致測量點(diǎn)電源側(cè)過補(bǔ)償，不僅加大線損，而且會使得電壓過高，導(dǎo)致補(bǔ)償電容器及其他設(shè)備損壞，另外各個(gè)補(bǔ)償裝置獨(dú)立， 成本高，不能有效反應(yīng)線路全局狀況。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種智能型分散式無功補(bǔ)償系統(tǒng)，包括獨(dú)立的測量控制單元和多個(gè)投切執(zhí)行單元，每個(gè)投切執(zhí)行單元對應(yīng)配有無功補(bǔ)償單元，無功補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)置在IOkm以上的長距離配電線路上，測量控制單元位于線路首端，各投切執(zhí)行單元及無功補(bǔ)償單元位于線路中的無功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)，測量控制單元與投切執(zhí)行單元均設(shè)有GPRS無線通訊模塊，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)連接。進(jìn)一步的，測量控制單元與投切執(zhí)行單元通過GPRS無線通訊模塊將線路的三相電壓，三相電流，功率因素，有功功率，無功功率信息傳輸給上位機(jī)。本實(shí)用新型用測量控制單元與投切執(zhí)行單元遠(yuǎn)距離分割開來避免過補(bǔ)償?shù)陌l(fā)生， 由于傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置將測量控制單元與投切執(zhí)行單元連接在一起，而控制器所采集到的無功量就是該測量點(diǎn)上的，因而補(bǔ)償裝置只能滿足該點(diǎn)的無功功率達(dá)到預(yù)定要求；另外， 傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置是向安裝點(diǎn)線路兩端電源端和負(fù)荷端輸送無功功率，勢必有一定量的無功功率朝著電源端反送，容易導(dǎo)致測量點(diǎn)電源側(cè)過補(bǔ)償。本實(shí)用新型利用測量控制單元與投切執(zhí)行單元遠(yuǎn)距離分割開來，測控點(diǎn)位于線路首端，補(bǔ)償點(diǎn)位于線路中的1個(gè)點(diǎn)或幾個(gè)點(diǎn)，因此，投切執(zhí)行單元的投切指令是根據(jù)線路首端的測量單元所測得無功量來決定的，就避免了傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置容易導(dǎo)致測量點(diǎn)電源側(cè)過補(bǔ)償?shù)陌l(fā)生。另外，由于整條線路只需要一臺控制器，由一個(gè)測量控制單元控制多個(gè)投切執(zhí)行單元，不僅大大降低了成本，還有利于維護(hù)并且可以綜合全網(wǎng)使得無功潮流趨于經(jīng)濟(jì)合理。

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1，本實(shí)用新型包括獨(dú)立的測量控制單元和多個(gè)投切執(zhí)行單元，每個(gè)投切執(zhí)行單元對應(yīng)配有無功補(bǔ)償單元，無功補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)置在IOkm以上的長距離配電線路上，測量控制單元位于線路首端，各投切執(zhí)行單元及無功補(bǔ)償單元位于線路中的無功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)，測量控制單元與投切執(zhí)行單元均設(shè)有GPRS無線通訊模塊，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)連接。本實(shí)用新型在選定整條線路的分散的無功補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，引入了基于靈敏度的最佳位置選擇和基于遺傳算法的全局優(yōu)化控制算法，使配電線路上的無功潮流的分布更加合理更加經(jīng)濟(jì)1)基于靈敏度的補(bǔ)償位置確定采用轉(zhuǎn)置雅可比矩陣法求出有功網(wǎng)損對節(jié)點(diǎn)注入無功的靈敏度，依此確定饋線上的最佳補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)，設(shè)置投切執(zhí)行單元及無功補(bǔ)償單元；2)基于遺傳算法的投切位置確定測量控制單元通過遺傳算法，以有功網(wǎng)損最小為目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算投切位置以改變電網(wǎng)中無功流的分布來減小系統(tǒng)的有功網(wǎng)損；3)投切控制測量控制單元利用電壓、電流互感器從電網(wǎng)中檢測各種電能數(shù)據(jù)， 經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、分析和控制決策，發(fā)出數(shù)字投切指令，投切指令信號通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給投切執(zhí)行單元，經(jīng)過信號轉(zhuǎn)化，將數(shù)字信號變成為電信號，驅(qū)動投切執(zhí)行單元進(jìn)行無功補(bǔ)償動作。上述基于靈敏度的最佳位置選擇和基于遺傳算法的全局優(yōu)化控制算法均為本技術(shù)領(lǐng)域在計(jì)算無功補(bǔ)償時(shí)的常用手段，不再詳述。無功補(bǔ)償系統(tǒng)的測量控制單元利用電壓、電流互感器從電網(wǎng)中檢測各種電能數(shù)據(jù)，經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、分析和控制決策，發(fā)出數(shù)字投切指令，GPRS無線通訊模塊將投切指令信號，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給饋線終端，經(jīng)過信號轉(zhuǎn)化，將數(shù)字信號變成為電信號，驅(qū)動需要補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的投切執(zhí)行單元，進(jìn)行無功補(bǔ)償操作。GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸單元是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)達(dá)到四遙(遙測、遙信、遙調(diào)、遙控)的關(guān)鍵，并可與變電站或者調(diào)度中心的后臺軟件相配合，對線路上的各種信息，包括三相電壓，三相電流，功率因素，有功功率，無功功率等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。投切執(zhí)行單元主要完成驅(qū)動開關(guān)的合、分閘動作，以接通和開斷電容器組；投切執(zhí)行單元的投切開關(guān)采用專用永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器，可以實(shí)現(xiàn)過零投切，防止涌流和過電壓的沖擊，使電容器的使用壽命得到延長；無功補(bǔ)償單元為無功功率發(fā)生單元，起主要補(bǔ)償作用，其他單元都是為其服務(wù)的。現(xiàn)有無功補(bǔ)償技術(shù)中用到的GPRS通訊主要用于解決現(xiàn)行無功補(bǔ)償系統(tǒng)干擾能力差，組網(wǎng)困難等缺點(diǎn)，只作為一種傳輸工具來利用。而本實(shí)用新型中的GPRS無線通訊模塊不僅僅作為一種傳輸信號的通道，還可與變電站或者調(diào)度中心的后臺軟件相配合，對線路上的各種信息實(shí)時(shí)監(jiān)控。本實(shí)用新型利用GPRS把傳統(tǒng)補(bǔ)償裝置中集成在一起的測量控制單元和投切執(zhí)行單元分離開，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制無功補(bǔ)償單元的自動運(yùn)行，避免了在測量點(diǎn)電源側(cè)發(fā)生過補(bǔ)償這類事情的發(fā)生，從而降低了線損，穩(wěn)定了電壓，節(jié)約了成本的投入。
權(quán)利要求1.一種智能型分散式無功補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征是包括獨(dú)立的測量控制單元和多個(gè)投切執(zhí)行單元，每個(gè)投切執(zhí)行單元對應(yīng)配有無功補(bǔ)償單元，無功補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)置在IOkm以上的長距離配電線路上，測量控制單元位于線路首端，各投切執(zhí)行單元及無功補(bǔ)償單元位于線路中的無功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)，測量控制單元與投切執(zhí)行單元均設(shè)有GPRS無線通訊模塊，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能型分散式無功補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征是測量控制單元與投切執(zhí)行單元通過GPRS無線通訊模塊將線路的三相電壓，三相電流，功率因素，有功功率， 無功功率信息傳輸給上位機(jī)。
專利摘要一種智能分散式無功補(bǔ)償裝置，包括獨(dú)立的測量控制單元和多個(gè)投切執(zhí)行單元，每個(gè)投切執(zhí)行單元對應(yīng)配有無功補(bǔ)償單元，無功補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)置在10km以上的長距離配電線路上，測量控制單元位于線路首端，各投切執(zhí)行單元及無功補(bǔ)償單元位于線路中的無功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)，測量控制單元與投切執(zhí)行單元均設(shè)有GPRS無線通訊模塊，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)連接。本實(shí)用新型用測量控制單元與投切執(zhí)行單元遠(yuǎn)距離分割開來避免過補(bǔ)償?shù)陌l(fā)生，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制無功補(bǔ)償單元的自動運(yùn)行，降低了線損，穩(wěn)定了電壓，節(jié)約了成本的投入。
文檔編號H02J13/00GK201994671SQ201020613659
公開日2011年9月28日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者吳世寶, 徐建源, 王益濤 申請人:南京因泰萊配電自動化設(shè)備有限公司