[发明专利]阶梯式配电网低压智能电容器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种10kV线路配变低压侧电容器控制方法，尤其是一种阶梯式配电网低压智能电容器控制方法，属于电容器控制技术领域。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，近些年来电力负荷的增长势头迅猛，而其中尤以电动机等感性负荷增长较多，因此国内多数省份出现了用电紧张的情况。此外，之前我国电网规划线径不合理，结构较为复杂，农村地区供电线路过长、城市地区负荷过于集中等问题，都造成了我国的电能供应在传输过程中的严重的损耗，如果可以进一步降低运输过程中的损耗，这无疑可以有效地缓解当今电能紧张的问题。

电力系统中过多的无功功率流动是电网产生损耗的主要原因，而根据电网运行监测数据显示，这损耗大部分发生在配电网的运行中。这是因为在输电网中由于电压等级较高，线路的对地电容充电功率较大，可以基本满足本地的无功需求；而在配电网中电压等级较低，并且十分靠近负荷，因此存在着较多的无功缺额，尽管目前普遍采用的电容器补偿可以有效平衡部分无功负荷，但大多数时候配电网10kV线路都需要上层电网下送无功。

按照电力系统中按电压分层、无功分区就地平衡的原则，配电网中的理想状态是每条10kV馈线可以实现无功就地平衡，这也就意味着线路必须要配置一定容量的电容器，并且制定恰当的投切策略。目前无功补偿电容器的容量一般按照配变总容量的30％～40％配置，运行经验表明这个补偿额度在绝大多数情况下是足够的，甚至相当部分的时间里无功补偿装备并没有全部投入而是闲置着。按照当前的投切策略，一般把无功补偿点的功率因数控制在滞后的0.90～0.95之间，而这个控制方法却并不能很好实现无功就地平衡。因为从经济性和工程性方面考虑，并不是所有的配变低压侧都会安装无功补偿装置，因此如果每个补偿点都按照本地的功率因数控制在滞后0.90～0.95之间的话，那么配电变压器和10kV线路中的无功损耗都不能很好地实现就地平衡，线路中没有安装补偿的配变台区的无功损耗也需要上层和线路输送无功补偿。因此，从这里可以进一步挖掘无功补偿的降损潜力。

另一方面，电网部门近年来也提出了打造智能电网的口号，而作为智能电网的重要支撑和基础，配网自动化也越来越引起人们的重视。2009年，国家电网提出智能电网计划，指出要以通信信息平台为支撑、以智能控制为手段；而南方电网则在珠海等地建立了无线专网的配网通信试点工程，并在逐步推广中；而在国外，城市中的配网自动化实现率已经达到60％以上。由此看来，配网自动化的实现是大势所趋。

而有了基于通信的配网自动化做支撑，变电站和线路中各个监测点之间的信息可以实现交互，因此可以实时掌握全线的状况，这对于更好地实现无功补偿和就地平衡有着极大的推动作用。同时，这也解放了传统的、保守的电容器投切控制策略，由于担心无功会倒送给上层电网，因此传统投切控制策略中，无功补偿点的电容器功率因数都控制在滞后的状态，而不允许超前倒送给线路。而实现配网自动化后，馈线首端的无功状况可以及时地反馈到主站，因此只要馈线首端的功率因数没有达到超前，该线路就不会往变电站和上层电网倒送无功，在此前提下，该线路的无功补偿设备可以得到最大化的投入使用。

因此，需要提出一种低压智能电容器的控制方法，可以根据全线无功状况来确定无功补偿电容器投切，并进行实时控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中无功补偿控制策略的缺陷，提供一种电容器投切的阶梯式配电网低压智能电容器控制方法，该方法可以根据10kV馈线首端的功率因数来判断某地区的无功平衡状况，结合通信手段对各无功补偿安装点的电容器进行阶梯式的投切控制，以更好地实现配电网无功补偿潜力的进一步挖掘和无功就地平衡，从而达到节能降耗的目的。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

阶梯式配电网低压智能电容器控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1)测量10kV馈线首端的功率因数；

2)按测量所得的功率因数分为功率因数滞后0.98以下、功率因数滞后0.98～1和功率因数超前三段；

3)在补偿点电压未出现越限时，将馈线首端的功率因数滞后0.98以下、功率因数滞后0.98～1和功率因数超前三段与各低压智能电容器动作分别实行对应；在补偿点电压出现越限或将出现越限时，对各低压智能电容器进行相应的操作使电压合格；

4)通过配变低压侧的电流互感器测量计算无功补偿安装点的配变负载率；

5)根据两次测量对比得到无功补偿点负载率的变动幅度，确定投切的优先级，以补偿点电压未出现越限为前提，对各低压智能电容器进行投切控制。