供配電系統綜合一體化節能系統的製作方法

2023-07-02 22:49:51

專利名稱：供配電系統綜合一體化節能系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種大型電力系統綜合節能系統，特別涉及了一種供配電系統綜合一體化 節能系統。
背景技術：
目前，供電系統和配電系統存在巨大的電能浪費，市場上的節電裝置，無功補償裝置， 諧波治理裝置，變頻器裝置除了技術不高以外，最大的問題就是各自單一運行，不能協調配 合工作，造成了整體節能效果非常差，例如，在供電系統中無功補償裝置不能按需工作，不 是欠補，就是過補，這樣就導致了輸電線路的有功損耗，大量的電能浪費在電力線路上，無 功過補又升高了電壓，對用電設備造成了潛在的威脅。在配電系統中，運用了大量的低壓設 備和電纜，低壓配電線路越多，電能損耗就越大，還有傳統的供電模式採用了集中式的供電 模式，把高壓電變為低壓電後，再分很多支路，把低壓電送到用戶，低壓線路越長，線損越 大。這種模式導致了電能的巨大損耗。
當前供電系統和配電系統各自獨立運行，當前使用的管理系統沒有把兩個系統統一起來 管理，具體指就是沒有把各個節電裝置統一起來，統一控制，造成了節能效果比較差，無功 潮流和諧波在各級電網中亂竄，威脅電力系統穩定運行。

發明內容
本發明的目的就是為了解決以上問題，將供電系統與配電系統的各種節能裝置與電能質 量冶理裝置統一起來，組成一個大的節能系統，統一調度供電系統與配電系統的各種節電裝 置運行，使供配電系統始終最經濟的運行。對於每一個子系統，它又把一個小範圍的各種節 電裝置統一起來，協調配合工作，達到良好節能的效果，同時還能改善電能的質量。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種供配電系統綜合一體化節能系統，它包括上位機監控模塊、通信模塊和至少一個 執行模塊；其中，上位機監控模塊為採用組態仿真技術的組態仿真計算機，對整個系統進行 可視化和實時化控制，同時計算機還採用海量存儲裝置及大型管理資料庫；
通信模塊為採用LAMP軟體的伺服器，通信模塊還採用乙太網通訊模塊通過現場總線以及 通過無線通訊裝置與系統的其他模塊通訊；執行模塊包括至少一個子系統，每個子系統包括綜合系列控制節電裝置、組態監控裝置、 現場總線裝置、無功補償裝置、穩壓裝置、諧波治理裝置、變頻調速裝置和智能箱變裝置中 的至少一個或多個。
所述現場總線為CAN總線。
所述無功補償裝置包括TSC晶閘管投切電容器裝置、SVC靜止補償裝置和SVG無功發生 器；其中，SVG無功發生器的主電路為自換相橋式電路，實時跟蹤補償變化的無功,它包括一 組傳感器，傳感器與測量裝置連接，測量裝置與控制裝置連接，控制裝置與驅動電路連接， 驅動電路通過光纖與逆變器連接，逆變器與電網連接，同時逆變器還與濾波器連接；SVC靜 止補償裝置採用TCR型SVC裝置，TSC晶閘管投切電容裝置採用的是晶閘管投切電容。
所述穩壓裝置為V0C穩壓裝置。
所述諧波治理裝置為有源濾波裝置，它包括諧波測量電路，該諧波測量電路通過PT或 CT測量系統的諧波含量，進行傅立葉分析後，將數據送入控制電路；控制電路則與逆變器連 接；逆變器產生與系統中大小相等，方向相反的諧波注入到系統中；同時逆變器還與防 湧電阻組和高通濾波器連接，防湧電阻組在裝置啟動前先為直流電容充電，保護電壓對 直流電容的衝擊，高通濾波器用來吸收系統中的高次諧波，保護系統電壓對逆變器的衝 擊。
所述諧波治理裝置為混合併聯型有源濾波裝置，採用了有源濾波器I和無源濾波器I並 聯接入到電網中，兩者統一控制，利用無源濾波器I濾除大部分幅值固定的低次諧波，利用 有源濾波器I吸收其它幅值變化的高次諧波；其中有源濾波器I為逆變器，逆變器逆變直流 電容兩端的直流電壓，產生容性和感性的補償無功電流，逆變器通過電抗器並聯到電網 上。
所述諧波治理裝置為混合串聯型有源濾波裝置，它包括相互串聯的無源濾波II和有源濾 波器II,無源濾波器II與擴展器連接，測量電路與電網連接，檢測信號送入控制器，控制 器控制驅動電路，驅動電路則驅動有源濾波器II，同時有源濾波器II也與擴展器連接，其 中有源濾波器II為SVG無功發生器的逆變器。
所述諧波治理裝置為無源濾波裝置；所述變頻調速裝置為電流矢量型變頻器。 所述智能箱變裝置包括箱體，在箱體內設有智能開關，輸入電源首先接入智能開關，智 能開關與變壓器連接，變壓器分別與監控裝置、繼電保護裝置、無功補償裝置、調壓裝置和 有源濾波裝置I連接，調壓系統與負載連接；在箱體內還設有避雷裝置和通信裝置。所述逆變器包括一個由一組並聯的IGBT模塊組成的逆變器，該逆變器與直流電容並聯， 直流電容為逆變器提供一個直流支撐電壓逆變器逆變直流電容兩端的直流電壓，產生 容性和感性的補償無功電流，逆變器中各IGBT模塊分別與一個相應的電抗器連接。
本發明中供配電系統綜合一體化節能系統主要有三部分組成上位機監控模塊，通信模 塊和至少一個執行模塊，其中執行模塊包括至少一個子系統，各子系統包括綜合系列控制 節電裝置、組態監控裝置、現場總線裝置、無功補償裝置、穩壓裝置、諧波治理裝置、變頻 調速裝置和智能箱變裝置中的一個或多個,它們可用作智能化供電節能系統，智能化企業節 能系統，智能化小區節能系統，智能化樓宇節能系統，智能化照明節電系統，智能化通 信節能系統，智能化商業節能系統(超市，學校，醫院)，智能化通信節能系統，智能 化電氣鐵路系統等。
本發明中上位機監控模塊是一個大型的實時管理系統，其創新點採用了高性能的組態仿 真技術，真實模擬裝置的物理形態，實現了裝置的動作可視化，實時控制化等；還採用了海 量存儲技術，可存儲三年以上的歷史數據，它還採用了大型管理資料庫。通信部分的創新點 採用了通信系統採用了開源軟體LAMP (Linux+Apache+Mysql+Perl/PHP/Python)， 一組 常用來搭建動態網站或者伺服器的開源軟體，本身都是各自獨立的程序，但是因為常被 放在一起使用，擁有了越來越高的兼容度，共同組成了一個強大的Web應用程式平臺。 利用LAMP搭建的伺服器，實時性，可靠性，穩定性大大提高，為供配電系統提供了很 高的技術優勢。各子系統可分別用作智能化供電節能系統，智能化企業節能系統，智能 化小區節能系統，智能化樓宇節能系統，智能化照明節電系統，智能化通信節能系統， 智能化商業節能系統(超巿，學校，醫院)，智能化通信節能系統，智能化電氣鐵路系 統等。
本發明的有益效果是它把供電系統與配電系統統一起來，組成一個大的節能系統，統 一調度供電系統與配電系統運行，使之始終最經濟的運行。對於每一個子系統，它又把各種 裝置統一起來，協調配合工作，綜合解決各種問題。


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圖l為本發明的結構框圖2為SVG無功發生器結構框圖3為有源濾波裝置結構示意圖4為混合型有源濾波裝置結構示意圖5為另一種混合型有源濾波裝置結構示意圖6為智能箱變裝置結構示意圖。其中，1.上位機監控模塊，11.組態仿真計算機，12,海量存儲裝置及大型管理資料庫， 2.通信模塊，21.伺服器，22.乙太網通訊模塊，23.無線通訊裝置，3.子系統，31。綜合 系列控制節電裝置，32.組態監控裝置，33,現場總線裝置，34.無功補償裝置，341.投切電 容裝置，342。 SVC靜止補償裝置，343. SVG無功發生器，3431. IGBT模塊組，3432。直流 電容，3433.電抗器，3434.傳感器，3435.測量裝置，3436控制裝置，3437,驅動電路， 3438.濾波器，35.穩壓裝置，36.諧波治理裝置，361.有源濾波裝置，3611.諧波測量電路， 3612. PT裝置，'3613.控制電路，3614.防湧電阻組，3615.高通濾波器，362.混合有源 濾波裝置，3621,無源濾波器II， 3622.有源濾波器II, 3623。驅動電路，3624.控制器， 3625.測量電路，3626.擴展器，3627.有源濾波器I, 3638.無源濾波器I, 363.無源濾波裝 置，37.變頻調速裝置，38.智能箱變裝置，381.智能開關，382.變壓器，383.計量裝置， 384.繼電保護裝置，385。無功補償裝置，386.調壓裝置，387.有源濾波裝置I, 388.控 制器，389,通信裝置。
具體實施方式
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下面結合附圖與實施對本發明作進一步說明。
圖1中，它包括上位機監控模塊1,通信模塊2和執行模塊；其中，上位機監控模塊1 為採用組態仿真技術的組態仿真計算機ll,對整個系統進行可視化和實時化控制，同時上位 機監控模塊1還採用海量存儲裝置及大型管理資料庫12;
通信模塊2為採用LAMP軟體的伺服器21,它採用乙太網通訊模塊22利用現有的CAN現 場總線以及無線通訊裝置23與系統的其他各個模塊通訊；
執行模塊由若干個子系統3組成，每個子系統3均包括綜合系列控制節電裝置31、組態 監控裝置32、現場總線裝置33、無功補償裝置34、穩壓裝置35、諧波治理裝置36、變頻調 速裝置37和智能箱變裝置38。
組態仿真計算機11是一個大型的實時管理系統，其創新點採用了高性能的組態仿真技 術，真實模擬裝置的物理形態，實現了裝置的動作可視化，實時控制化等；還採用了海量存 儲技術，可存儲三年以上的歷史數據，它還採用了大型管理資料庫。
通信模塊2採用LAMP伺服器21，通信系統採用3g無線公網或LAMP (Linux+Apache+Mysql+Perl/PHP/Python),利用乙太網通訊模塊22通過CAN總線以 及無線通訊裝置23，與系統的其餘各個模塊進行通訊。
組態監控裝置33也是一臺計算機，組態仿真監控軟體運行在上面，作為子系統的上位機； 也可以是一臺工控機，作業系統為實時嵌入式組態仿真軟體。現場總線裝置33均採用當前流行的CAN總線和器件，性能可靠，抗幹擾能力強，開放式 的通訊協議，宜於和原有的裝置兼容。
無功補償裝置34包括投切電容裝置341、 SVC靜止補償裝置342和SVG無功發生器343。 圖2中，SVG無功發生器343的主電路為自換相橋式電路，實時跟蹤補償變化的無功,它 包括一組傳感器3434，傳感器3434與測量裝置3435連接，測量裝置3435與控制裝置3436 連接，控制裝置3436與驅動電路3437連接，驅動電路3437通過光纖與逆變器連接，逆變器 與電網連接，同時逆變器還與濾波器3438連接，逆變器與直流電容3432並聯，直流電容3432 為逆變器提供一個直流支撐電壓；逆變器逆變直流電容3432兩端的直流電壓，產生容 性和感性的補償無功電流，逆變器中各IGBT模塊組3431分別與一個相應的電抗器3433 連接。
投切電容裝置341為晶閘管投過電容。SVC靜止補償裝置342為低端的動態無功補償裝 置，技術成熟，主要用於大容量的高壓無功補償場合。
穩壓裝置35為VQC裝置，技術成熟，主要用來保證電壓的質量，保障用電設備安全可靠 的運行。
圖3中，諧波治理裝置36為有源濾波裝置361,它包括諧波測量電路3611，該諧波測量 電路3611通過PT裝置3612測量系統的諧波含量，進行傅立葉分析後，將數據送入控制電路 3613;控制電路3613則與逆變器連接；逆變器採用SVG無功發生器343的逆變器，電抗器 3433將逆變器產生的與系統中大小相等，方向相反的諧波注入到系統中；同時逆變器 還與防湧電阻組3614和高通濾波器3615連接，防湧電阻組3614在裝置啟動前先為直 流電容3432充電，保護電壓對直流電容3432的衝擊，高通濾波器3615用來吸收系統 中的高次諧波，保護系統電壓對逆變器的衝擊。
本發明中，有源濾波裝置不再使用濾波電容和濾波電抗作為濾波裝置，而是使用電力電 子器件組成的逆變電路作為補償手段，如IGBT模塊，IGCT模塊，IPM模塊，GTO模塊等測 量電路通過PT測量系統中的諧波含量，經過了傅立葉分析後，把數據提供給控制電路， 控制電路根據測量電路提供的數據，準確觸發逆變器，產生和系統中大小相等，方向相 反的諧波，通過電抗器3433注入到系統中。防湧流電阻組3614的作用主要是，裝置啟 動前先為直流電容3432充電，保護電壓對直流電容3432的衝擊，裝置的高通濾波器 3615主要是用來吸收系統中的高次諧波，保護系統電壓對逆變器的衝擊。控制部分和 測量部分，兩部分的核心都是快速的數位訊號處理器DSP，能快速準確地檢測系統中的 各次諧波含量，提供給控制電路。控制電路依據檢測數據，依據高效的算法，控制逆變 器。其性能如下所述
81動態補償電網無功功率，暫態響應時間小於lms: ' 2動態補償2—一60次諧波；
3可以瞬間提供一定有功功率，補償電網電壓跌落和閃變； 4補償三相不平衡；
5併網後可以自動運行，不需要人員操作；
6中文圖形液晶顯示，人機界面清晰友好；
7具有完善的自診斷和監視功能，對故障可具體定位，方便調試。
圖4中，諧波治理裝置為混合型有源濾波裝置362，它包括並聯在供電系統上的有源濾 波器13627和無源濾波器13628,有源濾波器13627與控制器3624連接，同時在供電系統上 還並聯有高通濾波器；其中有源濾波器13627為SVG無功發生器343的逆變器。把無源濾波 和有源濾波接合起來，統一控制，充分發揮二者的優勢，利用無源濾波濾除低次的諧波， 利用有源濾波器濾除系統中的高次諧波，無源濾波部分還能補償系統中無功。高通濾波 器用來保護有源濾波器部分。
圖5中，諧波治理裝置為混合型有源濾波裝置362,它包括相互串聯的無源濾波器II3621 和有源濾波器113622，無源濾波器II3621與擴展器3626連接，測量電路3625與電網連接， 檢測信號送入控制器3624,控制器3624控制驅動電路3623，驅動電路3623則驅動有源濾波 器II3622,同時有源濾波器II3622也與擴展器3626連接，其中有源濾波器II3622為SVG 無功發生器343的逆變器。把有源濾波器II3622和無源濾波器II3621串聯起來，無源 部分和電網聯接到一起，這樣做的目的是大大提高有源濾波的耐壓能力。
混合型有源濾波既補償無功，又補償諧波；克服L-C濾波器易受電網阻抗影響，易與電 網阻抗發生諧振的缺點；有源濾波器不承受電網交流電源的基波電壓，裝置容量小；有源、 無源混合使用，充分發揮無源和有源的各自優點，使成套裝置容量大、成本低、性能好；混 合有源濾波器的把有源濾波器和無源濾波器接合起來，利用無源濾波器濾除含量較大，固定 次數的低次諧波，利用有源濾波器消除其它高次諧波。
無源濾波裝置363採用常規的無源濾波器。
圖6中，智能箱變裝置38包括箱體，在箱體內設有智能開關381，輸入電源首先接入 智能開關381,智能開關381與變壓器382連接，變壓器382分別與計量裝置383、微機保護 裝置384、無功補償裝置385、調壓裝置386和有源濾波裝置1387連接，調壓系統386與負 載連接；在箱體內還設有控制器388和通信裝置389。智能式箱變根據用電特點分為多個種類，如小區用，工廠用，電氣化鐵路用，以後根據 負荷的增加，再多組合使用。具有無功補償與諧波治理功能，抑制三相不平衡和電壓的波動 的閃變。具有遠動控制功能。智能箱變可組合使用。
電網的電壓經過智能開關進入變壓器，智能開關為公司自主開發的複合開關，具有過載, 過壓，過流保護，能接受控制部分的軟控制，具有自動分合閘的功能。電能經過變壓器後， 能過和變壓器並聯的動態無功補償裝置和有源濾波裝置，輸出到用戶，調壓系統能根據用戶 負荷的特點，自動調壓，保證了供電的質量。裝置的整個工作過程，都在監控部分監控下工 作，通過通信裝置上傳到調度中心，可遠程控制箱變的工作。繼電保護部分可保證整個裝置 安全的運行，保護可靠，不誤動。智能箱變具有以下技術優勢
實現了自閉、貫通電源系統設計高可靠性。整個系統20年免維修。高壓全密封、全絕緣， 無裸露電部位。獨特設計自閉、貫通環網櫃。高低壓核心器件原裝進口。多路電源自投，可 靠性高結構緊湊，設計合理，體積超小，美觀大方。採用雙層密封防腐箱體，產品防護等級 高。產品標準化設計，內部器件互換性強。可實現雙電源遠程監控，自動化程度高。
本發明的系統把各種節電裝置和電能質量治理裝置包含進來，不是簡單的連接起來,它的 工作原理和過程如下
對於整個系統來說，優先投入離用電設備最近的節能裝置,例如無功補償裝置，先投入隨 器和隨機補償,再投入集中補償和線路補償,儘量就地平衡無功，嚴格的控制無功向上一級的 電網流動，這樣能使節能效果大大提高。當隨機補償和隨器補償全部投入後，系統準確計算 電網需要的無功，投入集中補償和線路補償，整個電網既不過補，也不會欠補。
現以一個冶金企業的綜合節能說明其工作過程
冶金企業常見的用設備有:各種電機等動力設備，風機水泵設備，工業衣車設備，電焊機、 行車;電弧爐設備，中頻爐設備，衝壓與煅壓設備冶金設備等，照明設備，製冷設備。
電機等動力設備的節電，用的是矢量變頻裝置和無功補償裝置，有源濾波裝置。電機起 動時，會產生一個很大的啟動電流，電機和供電線路在電機啟動過程中，電能損耗很大，對 電網的衝擊也很大，加入矢量變頻時，電機的起動變成軟起動的方式，這一啟動過程中，產 生的電流很小， 一方面節能，另一方面避免對電網的衝擊。
電機在工作過程中，大多負載變化比較大，當負載較小時，電機如果不加以控制，仍然 在大功功率的情況下運行，造成了所謂的"大馬拉小車"的現象，造成電能的極大浪費。加
入矢量變頻時，變頻器的電機探測儀對電機的負載情況實時監測，始終讓變頻器給電機的輸 入功率和輸出所需的負載功率匹配，達到了很好的節能效果。變頻器並不能提高功率因數，只是對功率的控制，電機產生的感性無功是非常大的，所以
還要加裝無功補償裝置，此處的無償裝置若電機不頻繁的啟動,可選用TSC裝置,把功率因數 平衡在電機就近的電網上，不讓無功竄入到電網中，這一部分的節能效果也是很明顯的。
變頻器的應用必然產生諧波，不能因為節能而造成電壓質量的下降，對其它設備造成危 害，所以加入了有源濾波裝置，治理諧波.有源濾波裝置還具有抑制電網三相不平衡的功能， 保護電機,在三相平衡的情況下工作.
矢量變頻裝置，無功補償裝置，有源濾波裝置的工作過程,分別能通過各自的通信部分受 到企業級組態監控系統的監控,協調工作,統一控制.
風機水泵設備的節電，採用了矢量變頻器。如供水系統，若水塔或水罐中沒有水，電機 就自動起動，水滿後，電機停止，這種供水方式造成了電機的頻繁起動，造成電能的浪費。 採用了變頻器後，採用了恆壓供水的方式，電機在低速運行，通過電機的電流很小，這和前 一種方式相比，節能效果顯著。風機設備也是運用這個原理和過程節能。
工業衣車設備的節電主要運用了綜合節電裝置,工業衣車的用電特點是頻繁的啟停,工作 負荷的變化比較大,若是對其單純的無功補償,效果不好,所以運用了綜合節電裝置。節電裝置 能根據工業衣車的負荷情況和功率因數,動態的調節功率和補償無功，使工業衣車始終最經濟 的運行.綜合節電設備的工作過程,能通過上位機的監控，考慮到經常移動,採用無線通訊的方 式.
電焊機、行車的節電採用了動態無功補償裝置SVC和SVG。這些用電設備的特點是無功 變化率比較大,平均功率因數低,還產生一定量的諧波。對於容量比較大,電壓等級比較高的用 電設備，採用SVC;容量較小，電壓等級比較低的採用SVG。電焊機、電弧爐的用電特點是 無功變化非常大，還產生一定量的諧波,若容量不大採用SVG,能快速跟蹤補償無功和濾除諧 波，達到節能的目的。對於行車，在起吊重物時，對電網的衝擊非常大，功率因數迅速降低， 這是過程持續到放下重物時。而在放下重物時，行車有制動的過程，電能會回饋電網中，若 不加以控制， 一方面對電網造成衝擊，另一方面由於出現了大電流,造成損耗非常大，經常出 現尖銳的噪聲，運用SVG是最好的方案，能快速跟蹤補償無功，抑制行車在起吊重物時對電 網的衝擊，能使電能平穩的回饋到電網中，消除電網的噪聲。
若是這些設備的容量比較大時，可以利用SVC就近的集中補償和冶理諧波。
SVC與SVG均能與上位機通訊，受到上位機的監控。
電弧爐設備,中頻爐設備，衝壓與煅壓設備冶金設備的綜合運用了,SVC和SVG,有源濾波 裝置,調壓裝置,其節電過程如下
這些設備的用電特點是電弧爐,中頻爐，衝壓與煅壓設備做為非線性及無規律負荷接入
11電網，將會對電網產生一系列不良影響，其中主要是導致電網嚴重三相不平衡，產生負序 電流產生高次諧波，其中普遍存在如2、 4次偶次諧波與3、 5、 7次等奇次諧波共存的狀況， 使電壓畸變更趨複雜化存在嚴重能夠的電壓閃變，功率因數低。
徹底解決上述問題的唯一方法是用戶必須安裝具有快速響應速度的動態無功補償SVG。 SVG系統響應小於5ms,完全可以滿足嚴格的技術要求，向電弧爐等冶金設備快速提供無功 電流並且穩定母線電網電壓，增加冶金有功功率的輸出，提高生產效率，並且最大限度地降 低閃變的影響。SVG具有的分相補償功能可以消除電弧爐造成的三相不平衡，有源濾波裝置 可以消除有害的高次諧波並通過向系統提供容性無功來提高功率因數。
照明設備和製冷設備的節電運用了綜合節電裝置和有源濾波裝置。照明設備和節電設備 的用電特點是用電負荷不是很大，負荷比較平穩，節能燈的使用又產生諧波，所以運用綜合 節電裝置和有源濾波裝置，消除對其它設備的影響。
對於新建的廠區和車間，採用智能箱變，打破集中供電的模式，把中壓電能引入到離負荷 最近的車間，減小低壓供電的半徑，這樣大大降低線損，由於採用了智能箱變，消除傳統箱 變本身的損耗。節能效果良好。
上述的各種節電裝置均能通過企業的組態監控通訊，在組態監控下，統一控制，協調工作， 達到系統節能的原理。
上述內容完整描述了一個子系統的節電工作過程與原理，各子系統的節能數據，會實時傳 到總上位機上，上位機以最優的控制方式使節能系統最經濟的運行。讓節電效果在總上位機 上可控化，可視化，最大力度的節電。
權利要求
1.一種供配電系統綜合一體化節能系統，其特徵是，它包括上位機監控模塊、通信模塊和至少一個執行模塊；其中，上位機監控模塊為採用組態仿真技術的組態仿真計算機，對整個系統進行可視化和實時化控制，同時計算機還採用海量存儲裝置及大型管理資料庫；通信模塊為採用LAMP軟體的伺服器，通信模塊還分別採用乙太網通訊模塊，現場總線以及通過無線通訊裝置與系統的其他模塊通訊；執行模塊包括至少一個子系統，每個子系統包括綜合系列控制節電裝置、組態監控裝置、現場總線裝置、無功補償裝置、穩壓裝置、諧波治理裝置、變頻調速裝置和智能箱變裝置中的至少一個。
2. 如權利要求1所述的供配電系統綜合一體化節能系統，其特徵是，所述現場總線為 CAN總線。
3. 如權利要求1所述的供配電系統綜合一體化節能系統，其特徵是，所述無功補償裝 置包括TSC晶閘管投切電容器裝置、SVC靜止補償裝置和SVG無功發生器；其中，SVG無功發 生器的主電路為自換相橋式電路，實時跟蹤補償變化的無功,它包括一組傳感器，傳感器與測 量裝置連接，測量裝置與控制裝置連接，控制裝置與驅動電路連接，驅動電路通過光纖與逆 變器連接，逆變器與電網連接，同時逆變器還與濾波器連接；SVC靜止補償裝置採用TCR型 SVC裝置，TSC晶閘管投切電容裝置採用的是晶閘管投切電容。
4. 如權利要求1所述的供配電系統綜合一體化節能系統，其特徵是，所述穩壓裝置為 VQC穩壓裝置，具備電壓和無功統一控制功能。
5. 如權利要求1所述的供配電系統綜合一體化節能系統，其特徵是，所述諧波治理裝 置為有源濾波裝置，它包括諧波測量電路，該諧波測量電路通過PT或CT測量系統的諧波含 量，進行傅立葉分析後，將數據送入控制電路；控制電路則與逆變器連接；逆變器產生與系 統中大小相等，方向相反的諧波注入到系統中；同時逆變器還與防湧流電阻和高通濾波 器連接，防湧流電阻在裝置啟動前先為直流電容充電，保護電壓對直流電容的衝擊，高 通濾波器用來吸收系統中的高次諧波，保護系統電壓對逆變器的衝擊。
6. 如權利要求1所述的供配電系統綜合一體化節能系統，其特徵是，所述諧波治理 裝置為混合併聯型有源濾波裝置，採用了有源濾波器I和無源濾波器I並聯接入到電網中， 兩者統一控制，利用無源濾波器I濾除幅值固定的低次諧波，利用有源濾波器I濾除幅值變 化的高次諧波；其中有源濾波器I主電路為逆變器，逆變器逆變直流電容兩端的直流電壓， 產生與電網中的大小相等，方向相反的諧波，逆變器通過電抗器並聯到電網上。
7. 如權利要求1所述的供配電系統綜合一體化節能系統，其特徵是，所述諧波治理 裝置為混合串聯型有源濾波裝置，它包括相互串聯的無源濾波II和有源濾波器II,無源濾波器n與擴展器連接，測量電路與電網連接，檢測信號送入控制器，控制器控制驅動電路， 驅動電路則驅動有源濾波器n,同時有源濾波器ii也與擴展器連接，其中有源濾波器ii為SVG無功發生器的逆變器。
8. 如權利要求1所述的供配電系統綜合一體化節能系統，其特徵是，所述諧波治理 裝置為無源濾波裝置；所述變頻調速裝置為電流矢量型變頻器。
9. 如權利要求1所述的供配電系統綜合一體化節能系統，其特徵是，所述智能箱變 裝置包括箱體，在箱體內設有智能開關，輸入電源首先接入智能開關，智能開關與變壓器連 接，變壓器分別與、無功補償裝置、調壓裝置和有源濾波裝置I連接，調壓系統與負載連接； 在箱體內還設有控制器、微機保護裝置，通信裝置。微機保護裝置、通信裝置均和控制器連 接。
10. 如權利要求3或5或6或7所述的供配電系統綜合一體化節能系統，其特徵是， 所述逆變器為自換相橋式電路包括一個由一組並聯的IGBT模塊組成的逆變器，該逆變器與直 流電容並聯，直流電容為逆變器提供一個直流支撐電壓；逆變器逆變直流電容兩端的直 流電壓，產生容性和感性的補償無功電流，逆變器中各IGBT模塊分別與一個相應的電 抗器連接。
全文摘要
本發明涉及一種供配電系統綜合一體化節能系統。它將供、配電系統的各節能裝置與電能質量治理裝置統一起來，組成一個綜合的節能系統，進行統一調度，使供配電系統始終最經濟的運行。對每一個子系統，它又把各種節能裝置統一起來，協調配合工作，使配電網達到節能的最佳效果。其結構為它包括上位機監控模塊，通信模塊和多個執行子模塊；上位機監控模塊對整個系統進行可視化和實時化控制，並採用海量存儲裝置及大型管理資料庫；通信模塊採用乙太網，現場總線和無線通訊裝置與系統的其他模塊通訊；各執行子模塊包括綜合系列控制節電裝置、組態監控裝置、現場總線裝置、無功補償裝置、穩壓裝置、諧波治理裝置、變頻調速裝置和智能箱變裝置。
文檔編號H02J13/00GK101552491SQ200910015649
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月22日 優先權日2009年5月22日
發明者孫國棟, 楊東廷 申請人:山東魯電電氣集團有限公司