[发明专利]优选优切无功补偿方法及无功补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力供配电的控制方法及控制装置，特别是涉及配电网无功补偿方法及无功补偿装置。

背景技术

无功补偿控制器是无功补偿装置的核心部件，而无功补偿控制方法又是无功补偿控制器内的关键技术之一。补偿控制方法主要包括投切判断策略和投切电容选择策略两部分。

现有技术投切判断策略，按控制物理量分为功率因数控制方式、电压控制方式、无功电流控制方式、无功功率控制方式和复合控制方式。所述复合控制方式又包括电压和无功功率复合控制方式，无功功率和功率因数复合控制方式，以及电压和功率因数复合控制方式。

现有技术电容投切方式有顺序投切、循环投切和编码投切。顺序投切的操作方式是排序在前的电容器组先投后切，排序在后的电容器组后投先切。循环投切的操作方式是先投入先切除，后投入后切除。顺序投切和循环投切一般都是等容量的电容配置模式，对投切精度有一定影响，针对此问题，又产生了编码投切。编码投切是指在配置电容时，这些电容的容量之间符合一定的规律，并与特定的编码对应，每一种编码所对应的电容组合构成一种投切容量的组合。无功补偿控制器根据需要投切的容量找到对应编码，再根据编码发出投切控制指令。

现有技术无功补偿方法还存在以下的缺陷和不足之处：

1. 根据功率因数来控制判断无功补偿的电容投切是早期无功补偿控制器的实现方式，容易产生无功倒送以及投切振荡等问题，这种单一的控制方式已被逐步淘汰。此外，其它单一的控制方式如电压控制方式、无功电流控制方式、无功功率控制方式在实际应用中也发现有不完善的地方，如重载时补偿不充分，单一控制目标不够迅速、准确等。现在大多数的无功补偿控制器都采用复合控制方式。有些还在复合控制方式的基础上对这些复合控制量应用模糊控制理论，这大大增加了应用程序实现的复杂性，实际效果也有限；

2. 顺序投切使序号在前面的电容器组经常处于投入使用状态，积累的热量不易散发，影响电容器的使用寿命；而排序在后的电容器组投切开关频繁动作，同样对无功补偿装置的正常使用产生不利影响；因此顺序投切方式已逐渐被循环投切所取代；循环投切使电容器组和投切开关的使用率基本一致，从而延长了整个无功补偿装置的使用寿命；顺序投切和循环投切基本上采取等容量分布的电容配置方式，虽然比较简单，控制也方便，且利于生产和维护，但补偿速度慢，不利于提高无功补偿的补偿精度；对于编码投切，采用不同容量的电容通过一定的组合可满足现场大多数的补偿精度需求，而且，电容级数越多，精度越高。一般情况下这就需要相当多的不同容量的电容，给电容的生产和维护使用带来了不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种基于无功补偿控制器的优选优切无功补偿方法及无功补偿装置，采用在投入电容工作计时基础上的“优选优切”投切电容方法，以及通过三相电压、三相无功功率和功率因数的复合物理量判断控制策略，从而有效地克服了顺序投切、循环投切需要配置等容量电容的限制，提高了控制精度，克服了编码投切对电容容量的限制，有效防止了轻载时的投切振荡和重载时的补偿不充分，达到了普遍适用、方便灵活、投切快速准确的效果。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

提出一种基于无功补偿控制器的优选优切无功补偿方法，包括如下步骤：

A. 根据无功补偿控制器设置的各项参数确定共补电容的容量级别，每个共补电容容量级别的电容数量，分补电容的容量级别，以及每个分补电容容量级别的电容数量；

B. 对配电网的电气运行参数进行采样，获取采样电气运行参数；

C. 确定投入使用的电容和没有投入使用的电容，对投入使用的电容进行计时统计，确定投入使用的电容的连续工作计时和累计工作计时；

D. 根据步骤B获取的采样电气运行参数，确定电容投切方案，

如果采样电气运行参数都超出无功补偿控制器设置的取值范围，立即切除所有电容；

如果采样电气运行参数中的采样电压在无功补偿控制器设置的最大电压取值范围的上限与次级电压取值范围的上限之间，执行步骤E；

如果采样电气运行参数中的采样电压在无功补偿控制器设置的次级电压取值范围内，且采样功率因数在无功补偿控制器设置的功率因数取值范围外，根据无功补偿控制器设置的功率因数取值范围的下限确定的需要补偿的电容量，以及已经补偿的电容量确定补偿电容量的最小值；如果该补偿电容量的最小值小于无功补偿控制器设置的投入电容容量，就切除所有电容，否则执行步骤F；

E. 控制逐级切除电容；

F. 采用优选优切投切电容；