一种分布式电能质量补偿系统的制作方法

1.本实用新型涉及配电线路技术领域，具体为一种分布式电能质量补偿系统。


背景技术：

2.在配电网线路中有时需要对分段线路的无功电流进行补偿，而目前由于不同地区负荷的不同，比如某些地区10kv线路功率因数很高，无功电流很小，采用传统的例如svg补偿装置，无法投入使用，而当线路电流很大时，只采用电压调节装置，增加台数效果不会按比例提升，因此，会减小电压提升装置的利用率。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种分布式电能质量补偿系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种分布式电能质量补偿系统，包括：配电网线路3、电源管理模块2、svg补偿装置1、复合开关4、双口ram数据线5；所述配电网线路3上分别连接有电源管理模块2和svg补偿装置1；所述svg补偿装置1上连接有负载；所述复合开关4并联到负载线路，且连接有用于为负载线路调压的电压调节装置7；所述双口ram数据线5的一端连接有电源管理模块2另一端连接有svg补偿装置1和复合开关4，电源管理模块2还连接有后台监控终端6，所述后台监控终端6与电源管理模块2通信连接。
6.进一步的，所述电源管理模块2包括：电流传感器、电压传感器、主控单元20、通信模块、gps对时模块24、供电模块26；所述通信模块、gps对时模块24、供电模块26分别与主控单元20连接；所述电流传感器和电压传感器的一端与配电线路3连接，另一端与主控单元20连接。
7.进一步的，所述电流传感器采用pcb式罗氏线圈电流传感器21，所述电压传感器采用空间电容分压传感器22。
8.进一步的，所述通信模块包括，zigbee相间通信模块23和gprs模块25，所述zigbee相间通信模块23与主控单元20连接，所述gprs模块25的一端与后台监控终端6连接，另一端与主控单元20连接。
9.进一步的，所述供电模块26采用利用电流互感器的感应取电和配备锂电池作为后备电源相结合的方式为系统供电。
10.电源管理模块，用于获取该配电网线路的参数信息；
11.svg补偿装置，用于检测配电网线路的功率因数，且输出连接到负载；
12.双口ram数据线，用于实现电源管理模块分别与复合开关和svg补偿装置之间的通信；
13.所述电源管理模块根据参数信息以及功率因数，用于控制所述复合开关以实现该电压调节装置与负载线路之间的通断状态；
14.所述参数信息包括线路电流以及线路电压的高低情况。
15.电流传感器，用于获取配电网线路的电流值；
16.电压传感器，用于获取配电网线路的电压值。
17.gps对时模块，用于系统对时和定位；
18.所述通信模块包括zigbee相间通信模块以及gprs模块，其中所述zigbee相间通信模块用于三相终端之间实现数据交互，所述gprs模块用于将数据传输至后台监控终端，以负责台监控终端与安装节点的数据交换。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
20.本实用新型，采用电源管理模块配合现有的svg补偿装置以及复合开关等共同组成电能质量补偿系统，用作在配电网线路中分散安装，分段就地补偿线路无功电流。根据实际需要，在配电网线路中适当位置安装该系统作为电能质量补偿器，运行控制由后台监控终端统一控制，svg补偿装置检测，比如在功率因数较大时按线路电流工作，功率因数较小时按功率因数进行补偿，主控单元根据svg补偿装置检测结果，通过双口ram数据线控制复合开关接通，使得电压调节装置并入到负载线路工作，就会大幅提升电压调节装置时的电压提升水平。
附图说明
21.图1为本实用新型原理示意图。
22.图中：1-svg补偿装置、2-电源管理模块、20-主控单元、21-pcb式罗氏线圈电流传感器、22-空间电容分压传感器、23-zigbee相间通信模块、24-gps对时模块、25-gprs模块、26-供电模块、3-配电网线路、4-复合开关、5-双口ram数据线、6-后台监控终端、7-电压调节装置、8-负载。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.实施例1
25.一种分布式电能质量补偿系统，包括：配电网线路3、电源管理模块2、svg补偿装置1、复合开关4、双口ram数据线5；所述配电网线路3上分别连接有电源管理模块2和svg补偿装置1；所述svg补偿装置1上连接有负载；所述复合开关4并联到负载线路，且连接有用于为负载线路调压的电压调节装置7；所述双口ram数据线5的一端连接有电源管理模块2另一端连接有svg补偿装置1和复合开关4，电源管理模块2还连接有后台监控终端6，所述后台监控终端6与电源管理模块2通信连接。
26.所述电源管理模块2包括：
27.电流传感器，与主控单元20连接并用于获取配电网线路3的电流值；
28.电压传感器，与主控单元20连接并用于获取配电网线路3的电压值。
29.实施例2
30.如图1，一种分布式电能质量补偿系统，包括：配电网线路3、电源管理模块2、svg补偿装置1、复合开关4、双口ram数据线5；所述配电网线路3上分别连接有电源管理模块2和svg补偿装置1；所述svg补偿装置1上连接有负载；所述复合开关4并联到负载线路，且连接有用于为负载线路调压的电压调节装置7；所述双口ram数据线5的一端连接有电源管理模块2另一端连接有svg补偿装置1和复合开关4，电源管理模块2还连接有后台监控终端6，所述后台监控终端6与电源管理模块2通信连接。
31.所述电源管理模块2包括：电流传感器、电压传感器、主控单元20、通信模块、gps对时模块24、供电模块26；所述通信模块、gps对时模块24、供电模块26分别与主控单元20连接；所述电流传感器和电压传感器的一端与配电线路3连接，另一端与主控单元20连接。
32.进一步的，所述电流传感器采用pcb式罗氏线圈电流传感器21，所述电压传感器采用空间电容分压传感器22。
33.进一步的，所述通信模块包括，zigbee相间通信模块23和gprs模块25，所述zigbee相间通信模块23与主控单元20连接，所述gprs模块25的一端与后台监控终端6连接，另一端与主控单元20连接。
34.本实用新型中，为了解决采用传统的例如svg补偿装置，无法在某些地区因线路功率因数很高，无功电流很小投入使用以及当线路电流很大时，只采用增加电压调节装置台数，会减小电压提升装置的利用率的问题，根据线路负荷分布、线路参数，采用电源管理模块配合现有的svg补偿装置以及复合开关等共同组成电能质量补偿系统，用作在配电网线路中分散安装，分段就地补偿线路无功电流。本实用新型，根据实际需要，在配电网线路中适当位置安装该系统作为电能质量补偿器，运行控制由后台监控终端6统一控制，svg补偿装置检测，比如在功率因数较大时按线路电流工作，功率因数较小时按功率因数进行补偿，
35.具体是：主控单元20根据svg补偿装置检测结果，通过双口ram数据线4控制复合开关4接通，使得电压调节装置7并入到负载线路工作，就会大幅提升少量电压调节装置7时的电压提升水平。因此，该系统既具有传统意义的调节线路电流的功能，又是电压调节的重要设备。既可是电力电子设备，又可是传统电容补偿装置。
36.在本实用新型中，电压、电流传感器分别采集导线电压和电流，主控通信模块实现电压、电流信号的同步采集存储及传输功能，具体时是，能够实现相量测量、同步采样和远程通信，用在配电网线路上，每组电源管理模块由三相终端构成，其中a相为协调器，三相终端之间通过zigbee实现数据交互.协调器与后台通过gprs/cdma/3g通信，各个模块通过gps/beidou实现分布式同步采样。电流传感器优选采用pcb式罗氏线圈电流传感器21，有低成本、测量精度高、重量轻、走线方式灵活等优点，能够解决垂直方向磁场干扰和开启式结构等问题。电压传感器优选空间电容分压传感器22，可以获得稳定的分压比，可通过测量分压电容上的电压推算出线路电压。通信模块主要包括相间短距离通信和远距离通信，a相作为协调器，每相数据由zigbee模块汇总至a相，再由a相上配备的gprs模块将数据打包传输至主站。zigbee相间通信模块主要负责将bc两相数据传至a相，a相上配备的远距离通信模块通过全球移动通信系统(gsm)网络使用gprs将数据传输至后台监控终端6，主要负责后台监控终端6与安装节点的数据交换。相间通信和远距离通信相结合的方式能够满足系统成本和功耗的要求。
37.在本实用新型中，供电模块主要从配电网线路上获取能量，为装置供电，主要利用
电流互感器原理，将线路电流转化为功率并输出，考虑到配电网线路负荷波动较大，在波谷时段线路电流较低，为维持电源管理模块的不间断运行，设计锂电池模块作为后备电源。电流互感器的取能磁芯套装于线路上，经过功率控制及过压保护模块后整流、滤波，输送到第1级dc/dc转换器转换为5v输出。在供电管理模块控制下，5v输出可经第2级dc/dc转换器转换为3.3v输出供给负载。在取能充足时，5v输出可通过充电管理模块为锂电池充电作为后备电源。
38.本实用新型中，电源管理模块2的主控单元20、svg补偿装置1以及复合开关4之间利用双口ram数据线作为缓冲器通信，实现了数据交互。所述svg补偿装置1可采用现有的混合型svg无功补偿装置或10kv直挂式svg无功补偿装置等，所述复合开关4可采用现有的三相共补的复合开关，如基于单片机pic16c61并应用于低压电容无功补偿的复合开关等。
39.总的来说，根据实际需要，在配电网线路3中适当位置安装该系统作为电能质量补偿器，运行控制由后台监控终端6统一控制，根据svg补偿装置检测，比如在功率因数较大时按线路电流工作，功率因数较小时按功率因数进行补偿，主控单元20根据svg补偿装置检测结果，通过双口ram数据线4控制复合开关4接通，使得电压调节装置7并入到负载线路工作，就会大幅提升电路中电压调节装置7时的电压提升水平。
40.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种分布式电能质量补偿系统，其特征在于，包括配电网线路、电源管理模块、svg补偿装置、复合开关、双口ram数据线；所述配电网线路上分别连接有电源管理模块和svg补偿装置；所述svg补偿装置上连接有负载；所述复合开关并联到负载线路，且连接有用于为负载线路调压的电压调节装置；所述双口ram数据线的一端连接有电源管理模块另一端连接有svg补偿装置和复合开关，电源管理模块还连接有后台监控终端，所述后台监控终端与电源管理模块通信连接。2.根据权利要求1所述的分布式电能质量补偿系统，其特征在于，所述电源管理模块包括：电流传感器、电压传感器、主控单元(20)、通信模块、gps对时模块(24)、供电模块(26)；所述通信模块、gps对时模块(24)、供电模块(26)分别与主控单元(20)连接；所述电流传感器和电压传感器的一端与配电线路连接，另一端与主控单元(20)连接。3.根据权利要求2所述的分布式电能质量补偿系统，其特征在于，所述电流传感器采用pcb式罗氏线圈电流传感器(21)，所述电压传感器采用空间电容分压传感器(22)。4.根据权利要求2所述的分布式电能质量补偿系统，其特征在于，所述通信模块包括，zigbee相间通信模块(23)和gprs模块(25)，所述zigbee相间通信模块(23)与主控单元(20)连接，所述gprs模块(25)的一端与后台监控终端连接，另一端与主控单元(20)连接。5.根据权利要求4所述的分布式电能质量补偿系统，其特征在于，所述供电模块(26)采用利用电流互感器的感应取电和配备锂电池作为后备电源相结合的方式为系统供电。

技术总结
本实用新型涉及配电线路技术领域，尤其为一种分布式电能质量补偿系统，包括：配电网线路、电源管理模块、SVG补偿装置、复合开关、双口RAM数据线；所述配电网线路上分别连接有电源管理模块和SVG补偿装置；所述SVG补偿装置上连接有负载；所述复合开关并联到负载线路，且连接有用于为负载线路调压的电压调节装置；所述双口RAM数据线的一端连接有电源管理模块另一端连接有SVG补偿装置和复合开关，电源管理模块还连接有后台监控终端，所述后台监控终端与电源管理模块通信连接。本实用新型，大幅提升线路中电压调节装置时的电压提升水平。线路中电压调节装置时的电压提升水平。线路中电压调节装置时的电压提升水平。


技术研发人员：张海锋 马丽山 王生宏 张利春 温志恒
受保护的技术使用者：国网青海省电力公司果洛供电公司
技术研发日：2021.11.01
技术公布日：2022/5/25