專利名稱：配電網(wǎng)綜合節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到電氣節(jié)能，特別涉及配電網(wǎng)綜合節(jié)能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，靜止同步補(bǔ)償器STATCOM和有源電力濾波器 APF在輸配電中得到了廣泛應(yīng)用，提高了電網(wǎng)電能質(zhì)量，降低了線路損耗，起 到了電氣節(jié)能的作用。但由于單一節(jié)能設(shè)備只具備某一方面的節(jié)能職能，如 靜止補(bǔ)償器，主要用于無功補(bǔ)償，減少無功電流在電網(wǎng)中的流動(dòng)，不能滿足 對全方面電氣節(jié)能的需要。
縱觀配電網(wǎng)節(jié)能技術(shù)，存在有以下不足1、整個(gè)配電網(wǎng)缺乏全局的規(guī)劃 與管理手段，能量管理水平不高，沒有形成"全方位、多方面"的綜合節(jié)能 降耗。配電網(wǎng)的節(jié)能設(shè)備還是單一運(yùn)行的，形成"孤島"林立的局面，信息 比較分散，集成度不高，不便于高層管理和控制。2、單一獨(dú)立節(jié)點(diǎn)節(jié)能設(shè)備 之間相互影響， 一旦局部調(diào)節(jié)過度或不足會(huì)造成臨近線路的故障，形成"要害 區(qū)域"。例如某節(jié)點(diǎn)應(yīng)用靜止無功補(bǔ)償器SVC來提高功率因數(shù)，減小電能的 損耗；同時(shí)應(yīng)用諧波抑制裝置來降低該節(jié)點(diǎn)諧波含量，減小諧波損耗；但沒 考慮到SVC本身產(chǎn)生的諧波的特點(diǎn)以及對諧波抑制裝置的影響，引起設(shè)備之 間以及設(shè)備與電網(wǎng)之間發(fā)生諧振，進(jìn)而造成臨近線路的故障，形成"要害區(qū)域"。 3、節(jié)能設(shè)備的獨(dú)立控制容易導(dǎo)致設(shè)備調(diào)節(jié)過于頻繁，設(shè)備使用壽命縮短，維 護(hù)成本增加。
同時(shí)，信息化時(shí)代的到來和通信技術(shù)的不斷提高，工業(yè)以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用， 為配電網(wǎng)綜合節(jié)能網(wǎng)絡(luò)化管理提供了技術(shù)保障。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有配電網(wǎng)綜合節(jié)能技術(shù)不足的難題，本實(shí)用新型旨在結(jié)合工 業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，提供一種配電網(wǎng)綜合節(jié)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)"全方位、多方 面"的綜合節(jié)能降耗和電能管理。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種配電網(wǎng)綜合節(jié)能系
統(tǒng)，包括節(jié)能裝置和集成管理系統(tǒng)，所述節(jié)能裝置經(jīng)光纖與網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換設(shè)備連 接，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換設(shè)備通過工業(yè)以太網(wǎng)與集成管理系統(tǒng)連接，所述節(jié)能裝置包括 高低壓側(cè)節(jié)能裝備。
所述高壓側(cè)節(jié)能裝備包括大功率混合型有源電力濾波器HAPF、高壓靜
止無功補(bǔ)償器SVC、 HAPF與SVC聯(lián)合系統(tǒng)和靜止同步補(bǔ)償器STATCOM; 低壓側(cè)節(jié)能裝備包括智能型戶內(nèi)外無功補(bǔ)償器IVC、配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償 器DSTATCOM、 DSTATCOM和晶閘管投切電容器TSC聯(lián)合系統(tǒng)和有源電力 濾波器APF。
所述HAPF與SVC聯(lián)合系統(tǒng)為一種由大功率混合型有源電力濾波器HAPF 與高壓靜止無功補(bǔ)償器SVC并聯(lián)在同一公共連接點(diǎn)上構(gòu)成的節(jié)能裝備。
所述DSTATCOM和晶閘管投切電容器TSC聯(lián)合系統(tǒng)為一種由一臺(tái)配電網(wǎng) 靜止同步補(bǔ)償器DSTATCOM與多個(gè)晶閘管投切電容器TSC并聯(lián)在同一公共 連接點(diǎn)上構(gòu)成的節(jié)能裝備。
所述集成管理系統(tǒng)包括兩臺(tái)相互熱備的通訊服務(wù)器、操作員站、工程師 站、綜合管理站、圖象監(jiān)控系統(tǒng)、模擬屏、操作票專家系統(tǒng)、外部服務(wù)器、 GPS授時(shí)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于提供了一種新的全局電氣節(jié)能思路，結(jié)合先 進(jìn)的電力電子技術(shù)和信息技術(shù)，形成配電網(wǎng)綜合節(jié)能系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有單一節(jié)能設(shè)備的局限性和各節(jié)能設(shè)備之間在調(diào)節(jié)過程中的相互影響，既提高了電 氣節(jié)能效率，又提高了配電網(wǎng)的平均功率因數(shù)。光纖通信的采用提高了信息 傳輸速率，還起到了電氣隔離的作用，提高了信息傳輸?shù)目垢蓴_能力和準(zhǔn)確 性。工業(yè)以太網(wǎng)的使用大大提高了信息傳輸?shù)男?，為?shí)現(xiàn)配電網(wǎng)綜合節(jié)能 和能量管理提供了信息保障。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

圖l是本實(shí)用新型的應(yīng)用總體框圖。
具體實(shí)施方式

參見圖1，圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)簡單應(yīng)用總體框圖。配電網(wǎng)綜合節(jié)能 系統(tǒng)，包括節(jié)能裝置和集成管理系統(tǒng)，所述節(jié)能裝置經(jīng)光纖與網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換設(shè)備 連接，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換設(shè)備通過工業(yè)以太網(wǎng)與集成管理系統(tǒng)連接，所述節(jié)能裝置包 括高低壓側(cè)節(jié)能裝備。集成管理節(jié)能系統(tǒng)集成了五個(gè)功能模塊，且模塊之間 可以相互進(jìn)行信息交換。
高壓側(cè)節(jié)能裝備包括靜止無功補(bǔ)償器SVC、靜止同步補(bǔ)償器STATCOM、 大功率混合型有源電力濾波器HAPF及HAPF與SVC聯(lián)合系統(tǒng)，所述聯(lián)合系 統(tǒng)為一種將HAPF與SVC并聯(lián)在同一公共連接點(diǎn)上，提供一種高品質(zhì)動(dòng)態(tài)無 功補(bǔ)償與諧波治理的節(jié)能裝備，SVC與STATCOM主要補(bǔ)償無功和調(diào)節(jié)電壓， HAPF能治理諧波，提高電能質(zhì)量，同時(shí)也能夠提供一定的無功補(bǔ)償，而HAPF 與SVC聯(lián)合系統(tǒng)不僅能夠提供高品質(zhì)的無功補(bǔ)償，也能進(jìn)行諧波治理。低壓 側(cè)節(jié)能裝備包括戶內(nèi)外智能無功補(bǔ)償器IVC、配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償器 DSTCOM、 DSTATCOM與TSC聯(lián)合系統(tǒng)，和有源電力濾波器APF。其中 DSTATCOM與TSC聯(lián)合系統(tǒng)是指一種由一臺(tái)DSTATCOM和多個(gè)TSC并聯(lián) 在同一公共連接點(diǎn)上，提供一種低成品大容量動(dòng)態(tài)連續(xù)可調(diào)的無功補(bǔ)償裝備，IVC可以提供有級無功補(bǔ)償；DSTATCOM能夠提供連續(xù)無功補(bǔ)償； DSTATCOM與TSC聯(lián)合系統(tǒng)能夠提供大容量無功補(bǔ)償；APF可以進(jìn)行諧波治理。
集成管理系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)包括兩臺(tái)相互熱備的通訊服務(wù)器、操作員站、 工程師站、綜合管理站、圖像監(jiān)控系統(tǒng)、模擬屏、操作票專家系統(tǒng)、外部服 務(wù)器、GPS授時(shí)系統(tǒng)。
通訊服務(wù)器選用具有高可靠性的工業(yè)計(jì)算機(jī)，服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)適配器與局 域網(wǎng)相聯(lián)，通過各個(gè)站級管理前端機(jī)獲取設(shè)備現(xiàn)場數(shù)據(jù)。通訊服務(wù)器通過中 心管理層網(wǎng)絡(luò)根據(jù)操作員站、工程師站、綜合管理站、門戶服務(wù)器的不同需 求采用不同的策略發(fā)送監(jiān)控系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)信息。通訊服務(wù)器采用冗余配置， 雙服務(wù)器互為熱備以提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。
圖像監(jiān)控系統(tǒng)采用可靠性高的工業(yè)計(jì)算機(jī)，通過以太網(wǎng)從通訊服務(wù)器獲得 現(xiàn)場的遙視圖像數(shù)據(jù)，在圖像監(jiān)控系統(tǒng)上實(shí)時(shí)看到監(jiān)控點(diǎn)的圖像變化，在圖
像監(jiān)控系統(tǒng)中提供多畫面切換功能；可以按照系統(tǒng)對監(jiān)控系統(tǒng)的需求進(jìn)行圖 像存儲(chǔ)，圖像回放。
操作員站采用可靠性較高的品牌計(jì)算機(jī)，通過局域網(wǎng)從通訊服務(wù)器獲得系 統(tǒng)數(shù)據(jù)，完成系統(tǒng)的監(jiān)視和控制功能，提供各種監(jiān)控和管理界面。
工程師站采用可靠性較高的品牌計(jì)算機(jī)，與操作員站一起構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)的 主要操作平臺(tái)。工程師站通過局域網(wǎng)從通訊服務(wù)器獲取系統(tǒng)和裝置數(shù)據(jù)。
操作票專家系統(tǒng)通過讀取實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，自動(dòng)檢查操作的閉鎖邏輯等有關(guān) 規(guī)定，生成正確的操作票。
綜合管理站通過中心管理層網(wǎng)絡(luò)與通訊服務(wù)器、操作員站、工程師站等其 它站點(diǎn)連接，此外綜合管理站上還接有模擬屏、GPS衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)。綜合管 理站主要負(fù)責(zé)處理站內(nèi)的綜合業(yè)務(wù)。
模擬屏通過和綜合管理站連接獲得監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，全屏實(shí)時(shí)顯示電站的主接線圖；實(shí)時(shí)刷新單回路接線圖及運(yùn)行參數(shù)；根據(jù)主接線圖的特點(diǎn)， 提供靈活的分屏分頁顯示；顯示本站概況、運(yùn)行規(guī)程、操作指導(dǎo)模擬等內(nèi)容， 顯示時(shí)鐘、日歷、安全運(yùn)行天數(shù)。
GPS衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)和綜合管理站連接，通過綜合管理站和系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)站點(diǎn) 對時(shí)，為整個(gè)系統(tǒng)提供了精確的時(shí)間信息，確保遙信、遙測、遙控等功能的 可靠性。
外部服務(wù)器提供完全透明的、智能的、統(tǒng)一的信息訪問接口，實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用 系統(tǒng)的開放、共享和集成，使各種信息資源得到最充分的利用，方便用戶通 過Internet遠(yuǎn)程監(jiān)控裝備運(yùn)行和生產(chǎn)情況。
集成管理系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用功能模塊包括配電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)視與分析模塊、 配電網(wǎng)能耗管理與節(jié)能決策模塊、配電網(wǎng)無功/有功潮流分析及無功優(yōu)化模塊、 配電網(wǎng)負(fù)荷建模模塊和配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化模塊，各模塊之間可以進(jìn)行信息交 互。配電網(wǎng)綜合節(jié)能集成管理系統(tǒng)為高壓側(cè)節(jié)能裝備和低壓側(cè)節(jié)能裝備之間 的信息交換提供了通信橋梁。配電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)視與分析模塊主要監(jiān)控諧波 電流，協(xié)調(diào)HAPF和HAPF與SVC聯(lián)合系統(tǒng)進(jìn)行全局高效諧波治理，提高配 電網(wǎng)電能質(zhì)量。配電網(wǎng)無功/有功潮流分析及無功優(yōu)化模塊通過分析配電網(wǎng)各 結(jié)點(diǎn)的信息，優(yōu)化結(jié)果生成指令通過工業(yè)以太網(wǎng)和光纖傳輸給SVC、 STATCOM、 HAPF、 IVC、 DSTATCOM和變壓器，調(diào)節(jié)它們的出力。配電網(wǎng) 負(fù)荷建模模塊可以提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。配電網(wǎng)能耗管理與節(jié)能決策模塊 可以節(jié)約用電成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化模塊具有顯示各結(jié)點(diǎn) 信息(電壓電流波形、有功、無功)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?bào)警處理、辦公自動(dòng)化等功 能。而集成管理節(jié)能系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為接入層、匯聚層、中心管理層、 對外服務(wù)層四層。
權(quán)利要求1、一種配電網(wǎng)綜合節(jié)能系統(tǒng)，包括節(jié)能裝置和集成管理系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)能裝置經(jīng)光纖與網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換設(shè)備連接，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換設(shè)備通過工業(yè)以太網(wǎng)與集成管理系統(tǒng)連接，其中節(jié)能裝置包括高、低壓側(cè)節(jié)能裝備。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述配電網(wǎng)綜合節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓側(cè) 節(jié)能裝備包括大功率混合型有源電力濾波器HAPF、高壓靜止無功補(bǔ)償器 SVC、 HAPF與SVC聯(lián)合系統(tǒng)和靜止同步補(bǔ)償器STATCOM;低壓側(cè)節(jié)能裝 備包括智能型戶內(nèi)外無功補(bǔ)償器IVC、配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償器DSTATCOM、 DSTATCOM和晶閘管投切電容器TSC聯(lián)合系統(tǒng)和有源電力濾波器APF。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述配電網(wǎng)綜合節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述HAPF 與SVC聯(lián)合系統(tǒng)為一種由大功率混合型有源電力濾波器HAPF與高壓靜止無 功補(bǔ)償器SVC并聯(lián)在同一公共連接點(diǎn)上構(gòu)成的節(jié)能裝備。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述配電網(wǎng)綜合節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述 DSTATCOM和晶閘管投切電容器TSC聯(lián)合系統(tǒng)為一種由一臺(tái)配電網(wǎng)靜止同 步補(bǔ)償器DSTATCOM與多個(gè)晶閘管投切電容器TSC并聯(lián)在同一公共連接點(diǎn) 上構(gòu)成的節(jié)能裝備。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述配電網(wǎng)綜合節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述集 成管理系統(tǒng)包括兩臺(tái)相互熱備的通訊服務(wù)器、與之連接的功能模塊和輸出裝置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述配電網(wǎng)綜合節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述功能模 塊包括綜合管理站、圖像監(jiān)控系統(tǒng)、操作票專家系統(tǒng)、外部服務(wù)器和GPS授 時(shí)系統(tǒng)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述配電網(wǎng)綜合節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出裝置為模擬屏。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種配電網(wǎng)綜合節(jié)能系統(tǒng)，包括節(jié)能裝置和集成管理系統(tǒng)，所述節(jié)能裝置經(jīng)光纖與網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換設(shè)備連接，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換設(shè)備通過工業(yè)以太網(wǎng)與集成管理系統(tǒng)連接，所述節(jié)能裝置包括高低壓側(cè)節(jié)能裝備。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)“全方位、多方面”的綜合節(jié)能降耗和電能管理。
文檔編號(hào)H02J3/01GK201256293SQ200820054378
公開日2009年6月10日 申請日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日
發(fā)明者彭雙劍, 徐先勇, 璐 方, 慧 李, 安 羅, 偉 趙 申請人:湖南大學(xué)