一種可變串聯(lián)電抗動(dòng)態(tài)調(diào)壓無功補(bǔ)償方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)調(diào)壓無功補(bǔ)償技術(shù)，尤其涉及一種可變串聯(lián)電抗動(dòng)態(tài)調(diào)壓無 功補(bǔ)償方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城鄉(xiāng)建設(shè)步伐的加快和國(guó)家節(jié)能政策力度的加大，城鄉(xiāng)居民生活水平得到 顯著提高，用電負(fù)荷快速增長(zhǎng)，城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的建設(shè)滯后于電力需求的增長(zhǎng)，導(dǎo)致城鄉(xiāng)配電 網(wǎng)存在供電質(zhì)量下降、供電可靠性不高、故障頻繁、線損居高不下、局部供電能力不足、部分 長(zhǎng)線路末端臺(tái)區(qū)電壓低至用電設(shè)備不能正常工作、部分變電站夜間10kV母線電壓偏高，甚 至嚴(yán)重超標(biāo)，危機(jī)電網(wǎng)和配電設(shè)備的安全運(yùn)行等問題。這些問題的存在，使得電壓偏移嚴(yán)重 的地區(qū)，電氣設(shè)備不能正常工作，嚴(yán)重影響城鄉(xiāng)居民的正常工作和生活，甚至造成"電壓崩 潰"，威脅電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0003] 為了治理低電壓?jiǎn)栴}對(duì)電網(wǎng)和電氣設(shè)備的不良影響，我國(guó)制定了相應(yīng)的國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn)：《零過渡過程低壓動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置》GB/T25839-2010。
[0004] 國(guó)內(nèi)外普遍采用的低電壓治理技術(shù)與裝置有兩類：一類是基于電抗調(diào)壓原理的固 定電抗調(diào)壓技術(shù)和可變電抗調(diào)壓技術(shù)，另一類是基于無功補(bǔ)償調(diào)壓原理的固定電容調(diào)壓技 術(shù)和可變電容調(diào)壓技術(shù)。但以上各種技術(shù)均存在各種不足：
[0005] 串聯(lián)固定電抗技術(shù)升壓不明顯，且無法做到動(dòng)態(tài)調(diào)壓，功率因數(shù)無法得到保證。
[0006] 串聯(lián)可變電抗技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，但調(diào)壓的同時(shí)無法保證功率因數(shù)滿足要求。
[0007] 并聯(lián)固定電容技術(shù)具有較強(qiáng)的無功補(bǔ)償能力，在一定的條件下具有一定的抬高電 壓的功能，但調(diào)節(jié)電壓的范圍很窄，無法降低電壓。
[0008] 目前，為了針對(duì)配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)低電壓治理的問題，市場(chǎng)上迫切需要一種既能到達(dá)調(diào) 壓效果，又能滿足功率因數(shù)要求，本發(fā)明提供了可變串聯(lián)電抗器動(dòng)態(tài)調(diào)壓無功補(bǔ)償方法及 裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種運(yùn)用可變串聯(lián)電抗器 與可變并聯(lián)電容器組配合實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)壓無功補(bǔ)償?shù)脑?，?duì)低電壓?jiǎn)栴}與無功缺額問題嚴(yán) 重的負(fù)荷側(cè)進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)調(diào)壓與無功補(bǔ)償，使負(fù)荷側(cè)電壓指標(biāo)達(dá)標(biāo)和電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)符 合國(guó)家電壓質(zhì)量和功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且，可以提高供用電可靠性和電能利用效率，具 有安全、環(huán)保、節(jié)能和增效的特點(diǎn)的可變串聯(lián)電抗動(dòng)態(tài)調(diào)壓無功補(bǔ)償方法及其裝置。
[0010] 本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：
[0011] 一種可變串聯(lián)電抗動(dòng)態(tài)調(diào)壓無功補(bǔ)償方法，其特征在于：設(shè)置可變電抗器和電容 器組件、組件出口端的電壓偏移量、運(yùn)行工況和入口端的功率因數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)單元以及可 變電抗器和電容器串并聯(lián)組件的參數(shù)控制單元，在負(fù)荷入口端和電網(wǎng)之間接入可變電抗器 和電容器組件，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)可變電抗器和電容器串并聯(lián)組件出口端的電壓偏移量、運(yùn)行 工況和入口端的功率因數(shù)，改變和調(diào)整可變電抗器和電容器串并聯(lián)組合方式和參數(shù)，實(shí)現(xiàn) 負(fù)荷側(cè)電壓指標(biāo)達(dá)標(biāo)和電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)提高；
[0012] 具體包括如下步驟：
[0013] 步驟1、設(shè)置可變電抗器和電容器串并聯(lián)組件，構(gòu)成動(dòng)態(tài)調(diào)壓無功補(bǔ)償主回路；
[0014] 步驟2、將可變電抗器和電容器串并聯(lián)組件接入負(fù)荷入口端和電網(wǎng)之間，形成動(dòng)態(tài) 調(diào)壓無功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)，具體方法是：三相可變電抗器串聯(lián)組件由三個(gè)相互獨(dú)立、對(duì)應(yīng)元件參數(shù) 相同的可變電抗器串聯(lián)組件組成；
[0015] 三相可變電抗器串聯(lián)組件的一端分別與負(fù)荷側(cè)的某一相（A,B,C)(相連接，另一 端分別電網(wǎng)側(cè)的對(duì)應(yīng)相（A，B，C)相連接）；
[0016] 三相電容器并聯(lián)組件由三個(gè)相互獨(dú)立、對(duì)應(yīng)元件參數(shù)相同的電容器并聯(lián)組件組 成，采用星形接線連接；
[0017] 三相電容器并聯(lián)組件的一端分別負(fù)荷側(cè)的某一相（A,B,C)相連接，另一端與并聯(lián) 組件星形接線的中性點(diǎn)N連接在一起；對(duì)于三相四線制系統(tǒng)，中性點(diǎn)N需要接入電網(wǎng)的中性 點(diǎn)連接線；
[0018] 步驟3、實(shí)時(shí)檢測(cè)可變電抗器和電容器串并聯(lián)組件出口端的電壓偏移量、運(yùn)行工況 和入口端的功率因數(shù)，為負(fù)荷側(cè)電壓與電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)調(diào)節(jié)提供控制信息，具體方式是：
[0019] 實(shí)時(shí)檢測(cè)可變電抗器和電容器串并聯(lián)組件出口端的電壓偏移量、運(yùn)行工況和入口 端的功率因數(shù)，為負(fù)荷側(cè)電壓與電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)調(diào)節(jié)提供控制信息：
[0020] 在步驟2的基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)檢測(cè)可變電抗器和電容器串并聯(lián)組件出口端的電壓偏移 量、運(yùn)行工況和入口端的功率因數(shù)，其主要內(nèi)容包括：三相電壓、電流、有功功率、無功功率 和功率因數(shù)；
[0021] 實(shí)時(shí)檢測(cè)可變電抗器和電容器串并聯(lián)組件出口端的電壓偏移量、運(yùn)行工況和入口 端的功率因數(shù)的精度和響應(yīng)時(shí)間滿足電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的基本要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；
[0022] 實(shí)時(shí)檢測(cè)可變電抗器和電容器串并聯(lián)組件出口端的電壓偏移量、運(yùn)行工況和入口 端的功率因數(shù)，真實(shí)反映負(fù)荷側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的電能質(zhì)量和運(yùn)行工況情況，同時(shí)體現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)壓 無功補(bǔ)償?shù)男Ч?br>[0023] 步驟4、根據(jù)檢測(cè)的電壓偏移量、運(yùn)行工況和功率因數(shù)，確定動(dòng)態(tài)調(diào)壓和無功補(bǔ)償 范圍，具體方法是：在步驟2和步驟3的基礎(chǔ)上，根據(jù)組件出口端的電壓偏移量、運(yùn)行工況和 入口端的功率因數(shù)，確定動(dòng)態(tài)調(diào)壓和無功補(bǔ)償范圍；
[0024] 確定動(dòng)態(tài)調(diào)壓和無功補(bǔ)償范圍的原則是根據(jù)線路和系統(tǒng)參數(shù)以及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算 出在滿足電壓偏移合格和功率因數(shù)盡可能達(dá)標(biāo)條件下，可變電抗器和電容器參數(shù)的變化范 圍；
[0025] 步驟5、根據(jù)供用電工況，動(dòng)態(tài)調(diào)整串并聯(lián)可變電抗器和電容器的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷 側(cè)電壓指標(biāo)達(dá)標(biāo)和電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)提高，具體方法是：在步驟2、步驟3和步驟4的基礎(chǔ)上， 根據(jù)組件出口端的電壓偏移量、運(yùn)行工況和入口端的功率因數(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整串并聯(lián)可變電抗 器和電容器的參數(shù)和結(jié)構(gòu)，即：當(dāng)電壓偏低時(shí)，增加電抗器的電抗值，加大無功補(bǔ)償容量，適 當(dāng)過補(bǔ)償，從而抬高負(fù)荷端電壓；當(dāng)電壓偏高時(shí)，適當(dāng)調(diào)整電抗器的電抗值，減少無功補(bǔ)償 容量，從而降低負(fù)荷端電壓；。
[0026] 在上述的一種可變串聯(lián)電抗動(dòng)態(tài)調(diào)壓無功補(bǔ)償方法，步驟一、設(shè)置可變電抗器和 電容器串并聯(lián)組件，構(gòu)成動(dòng)態(tài)調(diào)壓無功補(bǔ)償主回路：
[0027] 可變電抗器和電容器組件由可變電抗器串聯(lián)組件和電容器并聯(lián)組件組成；
[0028] 可變電抗器串聯(lián)組件由多個(gè)參數(shù)不同的電抗器串聯(lián)構(gòu)成，與并聯(lián)電容器組配合而 形成調(diào)壓電路，調(diào)節(jié)負(fù)荷側(cè)的電壓；
[0029]n個(gè)不同串聯(lián)電抗支路的電抗器的參數(shù)應(yīng)滿足對(duì)應(yīng)元件的電抗值呈2的n-1次方 關(guān)系，即：串聯(lián)電抗支路1、2、3.....n的電抗器的感抗參數(shù)分別為：jXu，j2Xu，j4Xu，...， j2n^XL1,n=U2,3.....隊(duì);其中，n為自然數(shù)；
[0030] 可變電容器并聯(lián)組件由多個(gè)參數(shù)不同的電容器并聯(lián)而成電壓和功率因數(shù)調(diào)整電 路，按無功功率容量配置電容器的容抗值；
[0031] 并聯(lián)電容器支路為1、2、3.....N。，第n個(gè)并聯(lián)電容器的容性無功功率容量為2的 n-1 次方，BP:QC1、2QC1、4QC1、8QC1、? ? ?、2n-1Qcl，n= 1、2、3、. ? ?、NC;
[0032] 串聯(lián)電抗器支路1、2、3、...、隊(duì)與并聯(lián)電容器支路1、2、3、.. .合應(yīng)滿足負(fù)荷 側(cè)電壓指標(biāo)達(dá)標(biāo)和電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)提高的要求。
[0033] 一種新型的動(dòng)態(tài)調(diào)壓無功補(bǔ)償拓?fù)洌涮卣髟谟?，包括一個(gè)可變電抗器和電容器 串并聯(lián)單元；所述可變電抗器和電容器串并聯(lián)單元的串聯(lián)組件端連接電網(wǎng)，可變電抗器和 電容器串并聯(lián)單元串聯(lián)組件和并聯(lián)組件公共端連接負(fù)荷側(cè)；負(fù)荷電壓偏移和電網(wǎng)無功缺額 檢測(cè)單元的兩組輸入分別接入串聯(lián)組件端電網(wǎng)側(cè)和串聯(lián)組件與并聯(lián)組件公共端的負(fù)荷側(cè)； 負(fù)荷電壓偏移和電網(wǎng)無功缺額檢測(cè)單元的輸出連接動(dòng)態(tài)調(diào)壓和無功補(bǔ)償控制單元輸入；動(dòng) 態(tài)調(diào)壓和無功補(bǔ)償控制單元的輸出連接動(dòng)態(tài)調(diào)壓和無功補(bǔ)償執(zhí)行單元的輸入；動(dòng)態(tài)調(diào)壓和 無功補(bǔ)償執(zhí)行單元的輸出連接可變電抗器和電容器串并聯(lián)單元的輸入；器件和裝置保護(hù)單 元的輸出連接可變電抗器和電容器串并聯(lián)單元的輸入和動(dòng)態(tài)調(diào)壓和無功補(bǔ)償執(zhí)行單元輸