智能型电能质量综合控制成套装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电能质量的综合性整体治理、自动控制和智能化管理的成套装置，具体是智能型电能质量综合控制成套装置，属于电网及用电设备电能质量控制领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着社会经济快速发展和科学技术的进步，现代工业、服务业和居民用电设备，如计算机、互联网和通讯设备、彩电和变频空调的大量使用。尤其是现代工业生产中各种电子仪器或电子设备的应用，如各种自动化生产线、自动控制系统、变频调速设备、精密测量仪表设备等的广泛应用，对电能质量的要求越来越高。但是，这些自动化生产线或自动控制系统内部都含有大量的整流逆变器件或装置，如开关电源、变频器以及荧光灯等，产生大量的谐波。谐波电压和谐波电流引起电源波形严重畸变，加上电网和用电系统中其他非线性负荷、冲击性负荷、干扰性负荷日益增加，也不断地恶化用电环境，使得电网和用电系统的非线性、非对称性、波动性问题日益严重。这些负荷在运行中，不仅会产生大量的无功功率使功率因数降低造成用电效率低、产生大量的谐波给电网和设备造成危害，而且会产生电压波动、电压闪变以及三相不平衡等多种电能质量问题。这些电能质量问题，不仅给工业生产造成停工、损坏设备、产品质量下降、产品报废等经济损失，对其他产业如科研、教学、商业、医疗、楼宇、居民小区等城市供用电带来危害，影响广大居民的日常生活；降低了用电设备的安全可靠性，造成安全事故的发生；严重威胁电力系统的安全运行，甚至会引起系统频率波动，大量地浪费电能。
[0003]目前，解决无功、谐波、电压波动和闪变以及三相不平衡等电能质量问题，主要是针对某一个具体的电能质量问题采取独立治理的方法。比如:针对无功问题，采用静态或动态的无功功率补偿，使功率因数提高并稳定；针对谐波问题，采用无源或有源滤波器，滤除特征谐波；针对电压波动问题，采用稳压器或不间断电源(UPS)实现电压稳定。也有将无功补偿支路设计成某一个特征谐波的低阻抗通道，使该支路在实现无功功率补偿的同时具有无源滤波功能。上述技术方法，存在着设备相互独立，功能单一，控制随机化，元器件重复安装(比如每套都需要测量、控制、保护系统等)，精度低效果差(比如静态无功补偿和无源滤波)、容量小(比如稳压器、不间断电源和有源滤波器)、费用高(比如有源滤波器)。
[0004]由于电能质量指标中各参数在物理或者数学上有理论变换关系，在电网中相互影响或者相互转化。供电网安全运行和用户安全用电要求具备系统性、整体性、综合性的全面的电能质量控制，任何一个电能质量问题，都会影响或危害供用电安全，造成损失和浪费。独立解决某一个或某一方面具体的电能质量问题，具有片面性。所安装的设备或仪器因为其他电能质量问题的存在，其精度和可靠性受影响。
[0005]因此，针对电能质量问题，需要全面分析、综合治理、整体解决。在功能上希望能够实现连续无级平滑调节、动态跟踪反馈、自动控制；在效果方面，希望能够达到连续平滑的动态无功功率补偿、有源滤波或混合有源滤波效果、稳压器的稳压水平、实现三相负荷或电流平衡；在费用方面，希望能够按照常规设备和成熟元器件配置，能够短期收回；希望能够结合智能电网和数字化综合变电站要求，实现综合性自动控制和保护，实现智能化管理。【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供智能型电能质量综合控制成套装置，其结构是由电源模块、电能参数采集模块、电能质量分析模块、电能质量控制模块、磁控电抗器成套装置模块、电容器成套装置模块、智能控制模块、通信模块和数据存储模块组成。其中:所述电源模块为模块提供直流电源；
[0007]所述电能参数采集模块与所述电源模块、电能质量分析模块及数据存储模块电连接，用于全面采集电网参数；
[0008]所述电能质量分析模块与所述电能参数采集模块、电能质量控制模块、智能控制模块及数据存储模块电连接，用于接收所述电能参数采集模块采集到的参数，综合分析判断出各项电能质量的结果，提出整体治理和配置方案；
[0009]所述电能质量控制模块与所述电能质量分析模块、磁控电抗器模块、电容器模块、智能控制模块及数据存储模块电连接，用于根据接收到电能质量分析模块给出的综合性整体治理各项技术方案编制出不同的控制策略，设定各项控制目标的限制，实施综合控制；
[0010]所述磁控电抗器模块和电容器模块的输入端皆与所述电能质量控制模块连接，输出端与所述智能控制模块连接，连续无级调节感性无功功率使系统的功率因数提高并稳定，连续平滑调节线路阻抗使系统或设备的电压稳定以避免电压波动与闪变，连续平滑调节磁控电抗器电感量使滤波支路阻抗接近于零实现动态谐波治理，连续平滑调节设备阻抗使三相负荷和变压器三相输出电流平衡；
[0011]所述智能控制模块与所述磁控电抗器模块、电容器模块、电能质量分析模块、电能质量控制模块及通信模块电连接，所述通信模块与所述数据存储模块电连接，实现综合自动化控制和智能化管理；所述通信模块实现计算机网络通讯和无线网络通信；所述数据存储模块实现超大容量的数据存储和数据资源共享。
[0012]利用电源模块为各模块提供直流电源；利用电能参数采集模块全面采集电网的参数；利用电能质量分析模块综合分析各项电能质量，提出综合性整体治理方案；利用电能质量控制自动调节磁控电抗器的输出和动态跟踪反馈；利用磁控电抗器成套装置和电容器成套装置，连续无级调节感性无功功率使系统的功率因数提高并稳定、连续平滑调节线路阻抗使系统或设备的电压稳定以避免电压波动与闪变连、续平滑调节磁控电抗器电感量使滤波支路阻抗接近于零实现动态谐波治理、连续平滑调节线路阻抗使三相负荷和变压器三相输出电流平衡；利用智能控制模块实现综合自动化控制和智能化管理；利用通信模块实现计算机网络通讯和无线网络通信；利用数据存储模块实现超大容量的数据存储和数据资源共享。有效解决目前电能质量控制装置功能单一、设备相互独立、元器件重复安装、精度低效果差、容量小费用高等问题。
[0013]电源模块通过A/D转换，为装置中各模块提供直流电源。
[0014]电能质量数据采集模块通过电压互感器、电流互感器和传感器，采集电网或用电设备的电压、电流、有功功率、无功功率、谐波电压、谐波电流和耗电量等电能参数，自动生成相关的图表，绘制出电压变化曲线、电流变化曲线、有功功率变化曲线、无功功率变化曲线、功率因数变化曲线、谐波电压变化曲线和谐波电流频谱图，表格列出各电能参数的最大值、最小值、平均值、5%概率和95%概率等，将所采集数据转换成脉冲同步信号输出。
[0015]电能质量分析模块接收采集模块给出的参数，计算出平均功率因数、电压波动范围、谐波电流含量、谐波电压畸变量，统计电压暂跌和暂升状况、系统三相负荷和变压器三相输出电流平衡状况，绘制功率因数变化曲线、三相负荷不平衡曲线。通过与标准参数要求或设定目标限值的对比，综合分析判断出各项电能质量存在的问题，提出综合性整体治理技术方案，包括:动态无功功率补偿方案、动态谐波治理方案、系统电压和设备电压调整方案、三相负荷平衡和零序电流补偿方案，以及整体控制和保护方案、系统或设备配置方案、系统或设备分布和布置要求、输出参数和通信要求等。
[0016]电能质量控制模块接收电能质量分析模块给出的综合性整体治理各项技术方案后，DSCCPU主机根据各项技术方案编制出不同的控制策略，设定各项控制目标的限制，实施综合控制。通过改变磁控电抗器晶闸管的导通角，连续平滑调节磁控电抗器的电感量和输出的感性无功功率；通过自动