[发明专利]智能配网串联补偿装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于配电网电压质量控制领域，具体涉及一种用于10kV配电线路的智能配网串联补偿装置及其使用方法。

背景技术

众所周知，配网电压质量是衡量供电质量是否符合标准的一项重要指标，其质量的优劣直接关系到用电设备的安全经济运行和生产的正常运作，而且随着社会的发展，电网公司及电力用户对电压质量的要求日趋提高。然而，我国配电网建设相对输电网严重滞后，其网架薄弱，设施老化，线径小，线路长——尤其是山村线路——配电变压器数量多，甚至较多线路带有多台大容量的电动机或变化迅速的工业负荷，导致线路末端电压低、电压跌落严重。

以往采取的解决措施主要有：改变变压器分接头、更换线径更大的导线和采用分散式并联无功补偿。其中，第一种方法最为常用，但该方法可调范围小，不能解决整条长线路的电压问题；第二种方法的投资费用高且回收效益低，不适合解决配网低电压这一普遍性的问题；第三种方法采用的并联无功补偿装置往往数量多，维护量大，开关动作频繁，噪声大，响应速度慢，而且往往会引起“重载时电压低、轻载时电压高”的问题。

随着技术的发展，现有技术中开始采用串联补偿技术。交流输电系统的串联补偿技术是将电容器串接于输电线路中，通过电容器容抗补偿输电线路感抗的阻抗补偿方式缩短线路的等值电气距离，减少功率输送引起的电压降和功角差，从而提高电力系统稳定性，增大线路输送容量。串联补偿技术在输电网中能够显著提高输电线路利用效率，促进实现电力长距离、大容量、高效率传输；应用于电压较低的辐射状配电线路可改善电压分布情况、减小电压闪变。其结构和控制相对简单，十分适用于改善长距离配网线路末端电压偏低的情况。但串联补偿技术在配电线路中的实际工程应用存在下面几个问题：

（1）线路上的配电变压器和串联电容器之间有可能产生铁磁谐振，危害到配电线路上的电气设备安全。现有的解决方法是在电容器两端并联电阻器，然而该方法存在电阻器功耗过大的问题。

（2）现有配网串补装置的保护一般采用金属氧化物压敏电阻（MOV）和触发间隙的方式。然而该类保护设备实现复杂、体积较大、价格昂贵、维护困难。

（3）串补装置电容器组若有一只或若干只电容器损坏，会引起该相电压和电流的变化从而造成线路三相不平衡。该现象会造成诸如电能损耗增加、用电设备运行受影响等问题。

（4）线路充电时会产生配电变压器励磁涌流现象，该励磁涌流能达到变压器额定电流的6～10倍。配电线路的重合闸现象所造成的励磁涌流会引起串补电容器过压，从而影响设备的安全运行和使用寿命。

（5）现有串补装置的运行工况缺乏实时获取信息的手段，包括投入/旁路、开关及电容器设备是否正常、二次设备是否正常等。

本发明涉及一种微电网与大电网高压智能柔性传输串联补偿装置及其控制方法。公开号为：CN103050972A的发明专利《微电网与大电网高压智能柔性传输串联补偿装置及其控制方法》中也公开了一种串联补偿装置，该发明主要是解决现有的并联补偿控制装置存在的在解决统一潮流、低电压穿越承受能力薄弱的技术问题。该发明的技术方案是：微电网与大电网高压智能柔性传输串联补偿装置，它包括微电网侧混合型有源电力动态滤波器电路、微电网侧参数检测电路、IGCT五电平开关拓扑电路、IGCT开关驱动电路、智能柔性传输串联补偿装置DSP控制电路等电路，其中：它还包括微电网侧和大电网侧双向晶闸管开关控制的串联补偿电容器电路。该控制方法是：依据从微电网侧和大电网侧检测得到的参数信息，形成有功功率调节控制量ΔP(t)=ΔPs(t)-ΔPr(t)和无功功率调节控制量ΔQ(t)=ΔQs(t)-ΔQr(t)，实现对柔性有功功率Ps(t)和柔性无功功率Qs(t)的控制。这样的装置效果不错，但是结构过于复杂。

发明内容

本发明的目的在于一种智能配网串联补偿装置及其使用方法，该装置具有改善配电线路沿线电压分布、减小电压跌落和提高线路输送容量的作用，并具有负荷“自适应”电压调节和实时响应的特点。