一種基于數(shù)據(jù)融合的串聯(lián)補償裝置的監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于數(shù)據(jù)融合的串聯(lián)補償裝置的監(jiān)測方法，包括以下步驟：獲取串聯(lián)補償裝置中的核心參數(shù)；根據(jù)所述核心參數(shù)確定所述串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)。本發(fā)明設(shè)計了串聯(lián)補償裝置，還基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)構(gòu)建了判斷串聯(lián)補償裝置的融合函數(shù)，提高了判斷速度，且將溫度傳感器設(shè)置在補償電容上，提高了判斷準(zhǔn)確性，確保了串聯(lián)補償裝置的安全。
【專利說明】
一種基于數(shù)據(jù)融合的串聯(lián)補償裝置的監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及計算機控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于數(shù)據(jù)融合的串聯(lián)補償裝置的監(jiān) 測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力網(wǎng)損耗是指電能從發(fā)電廠傳輸?shù)娇蛻舻囊幌盗羞^程中，在輸電、變電、配電盒 營銷等各環(huán)節(jié)的電能損耗和損失。損率是綜合反映電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計、生產(chǎn)的運行和經(jīng)營管 理水平的主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)。電力網(wǎng)的線損電量主要包括可變損耗、固定損耗和管理損耗。 可變損耗指的是消耗在電力線路和電力變壓器電阻上的電量，該部分損耗與傳輸功率(或 電流)的平方成正比。固定損耗指的是產(chǎn)生在電力線路和變壓器的等值并聯(lián)電導(dǎo)上的損耗， 對配電網(wǎng)而言主要包括電力變壓器的鐵損，電力電纜和電容器的絕緣介質(zhì)損耗，絕緣子的 泄漏損耗等。固定損耗和可變損耗可以通過理論計算得出，故常將其稱為理論線損。管理損 耗指的是線損電量扣除理論線損后的部分。電網(wǎng)損耗每年浪費電能巨大，且影響了供電質(zhì) 量，導(dǎo)致用電器損壞。
[0003] 目前現(xiàn)有技術(shù)中也提出了一些電網(wǎng)補償方案，主要采用并聯(lián)電容的方式進行補 償，其成本高，響應(yīng)速度慢，且安裝位置一般選擇在源段，補償效果差。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中也有串聯(lián)補償裝置，但是沒有針對其工作狀態(tài)的監(jiān)測方法，或者監(jiān)測 方法過于復(fù)雜，影響處理速度，導(dǎo)致串聯(lián)補償裝置損壞。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中采集串聯(lián)補償裝置的溫度一般將溫度傳感器放在串聯(lián)補償裝置箱體 內(nèi)，由于補償電容是串聯(lián)補償裝置的核心部件，電容產(chǎn)生的熱量通過空氣傳導(dǎo)至箱體時間 較慢，影響了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，可能導(dǎo)致串聯(lián)補償裝置損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提出了如下技術(shù)方案。
[0007] -種基于數(shù)據(jù)融合的串聯(lián)補償裝置的監(jiān)測方法，包括以下步驟：
[0008] 獲取串聯(lián)補償裝置中的核心參數(shù)；
[0009] 根據(jù)所述核心參數(shù)確定所述串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)。
[0010] 更進一步地，所述核心參數(shù)包括:通過所述補償電容的電流數(shù)據(jù)、所述補償電容的 兩端的電壓數(shù)據(jù)和所述補償電容的溫度數(shù)據(jù)；
[0011] 所述串聯(lián)補償裝置，包括:第一開關(guān)、第二開關(guān)、補償電容，補償電容通過所述第一 開關(guān)和第二開關(guān)串聯(lián)在供電線路中；氧化鋅組件，與所述補償電容并聯(lián);放電限流限流電路 和渦流快速開關(guān)，放電限流限流電路與渦流快速開關(guān)串聯(lián)后與所述補償電容并聯(lián);熱備開 關(guān)，與所述第一開關(guān)1和第二開關(guān)2并聯(lián);電流互感器，用于采集通過所述補償電容的電流數(shù) 據(jù)；電壓互感器，用于采集所述補償電容的兩端的電壓數(shù)據(jù);溫度傳感器，設(shè)置在所述補償 電容上，用于采集所述補償電容的溫度數(shù)據(jù)。
[0012] 更進一步地，獲取串聯(lián)補償裝置中的核心參數(shù)的步驟具體為：
[0013] 使用電流互感器每隔0.1ms設(shè)置一個采樣點，采集10個電流數(shù)據(jù)，將采集的電流數(shù) 據(jù)存儲在一個數(shù)組current [10]中；
[0014] 使用電壓互感器每隔0.1ms設(shè)置一個采樣點，采集10個電壓數(shù)據(jù)，將采集的電壓數(shù) 據(jù)存儲在一個數(shù)組voltaget[10]中；
[0015] 使用溫度傳感器每隔0.1ms設(shè)置一個采樣點，采集10個溫度數(shù)據(jù)，將采集的溫度數(shù) 據(jù)存儲在一個數(shù)組tem[ 10]中；
[0016] 其中所述電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)和所述溫度數(shù)據(jù)是同步采集的。
[0017] 更進一步地，所述串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)包括正常工作、一般風(fēng)險和高危風(fēng)險。
[0018] 更進一步地，根據(jù)所述核心參數(shù)確定所述串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)的具體步驟 為：
[0019] 獲取數(shù)組current[10]中的電流數(shù)據(jù)的最大值current[i]，如果i = l或者current
[i]〈Io,返回串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)為正常工作；否則，計算該采樣點電流變化率

[0022]其中，Ιο為正常工作時通過串聯(lián)補償裝置的最大電流，為自然數(shù)，1彡i < 10;
[0023] 構(gòu)建融合函數(shù)：F = a*difT_current+0*difT_voltaget+ γ *diff_tem，其中α、β和 γ分別為權(quán)重值；
[0024] 當(dāng)函數(shù)值F〈Fo表示串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)為正常工作；當(dāng)函數(shù)值?〇〈？^^1表示 串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)為一般風(fēng)險；當(dāng)函數(shù)值?汗 1表示串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)為高危 風(fēng)險;Fo為一般風(fēng)險閾值，F(xiàn)i為高危風(fēng)險閾值，F(xiàn)o和過仿真計算或電網(wǎng)日志數(shù)據(jù)分析獲 得。
[0025] 本發(fā)明的技術(shù)效果為:不僅設(shè)計了串聯(lián)補償裝置，并基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)構(gòu)建了判 斷串聯(lián)補償裝置的融合函數(shù)，提高了判斷速度，且將溫度傳感器設(shè)置在補償電容上，提高了 判斷準(zhǔn)確性，確保了串聯(lián)補償裝置的安全。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明的串聯(lián)補償裝置的原理結(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖2是本發(fā)明的一種基于數(shù)據(jù)融合的串聯(lián)補償裝置的監(jiān)測方法。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖1-2進行具體說明。
[0029]圖1示出了本發(fā)明的串聯(lián)補償裝置。
[0030]本發(fā)明的所述串聯(lián)補償裝置，包括:第一開關(guān)1、第二開關(guān)2、補償電容3,補償電容3 通過所述第一開關(guān)1和第二開關(guān)2串聯(lián)在供電線路中；氧化鋅組件4,與所述補償電容3并聯(lián)； 放電限流限流電路5和渦流快速開關(guān)6,放電限流限流電路5與渦流快速開關(guān)6串聯(lián)后與所述 補償電容3并聯(lián);熱備開關(guān)7，與所述第一開關(guān)1和第二開關(guān)2并聯(lián);電流互感器8，用于采集通 過所述補償電容3的電流數(shù)據(jù);電壓互感器10,用于采集所述補償電容3的兩端的電壓數(shù)據(jù)； 溫度傳感器11，設(shè)置在所述補償電容3上，用于采集所述補償電容3的溫度數(shù)據(jù)。
[0031] 現(xiàn)有技術(shù)中一般將溫度傳感器11放在串聯(lián)補償裝置箱體內(nèi)，由于補償電容3是串 聯(lián)補償裝置的核心部件，補償電容3產(chǎn)生的熱量通過空氣傳導(dǎo)至箱體時間較慢，影響了數(shù)據(jù) 準(zhǔn)確性，可能導(dǎo)致串聯(lián)補償裝置損壞，而將溫度傳感器11設(shè)置補償電容3上的優(yōu)點是可以實 時的獲取補償電容3的溫度數(shù)據(jù)，防止其損壞。
[0032] 串聯(lián)補償裝置還包括處理器9,接收所采集的電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，根 據(jù)處理結(jié)果控制渦流快速開關(guān)6閉合。
[0033]電流互感器8原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器8是由閉合的鐵心和繞組組 成。它的一次繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流 流過，二次繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器8在工作時，它的二 次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器8的工作 狀態(tài)接近短路。由于電磁式電流互感器存在的易飽和、非線性及頻帶窄等問題，電子式電流 互感器8逐漸興起。電子式電流互感器一般具有抗磁飽和、低功耗、寬頻帶等優(yōu)點。屬于數(shù)字 式傳感器，二次儀表不會引入誤差，傳感器誤差就是系統(tǒng)誤差。因此，所述電流互感器8優(yōu)選 為電子式電流互感器，可以簡化電路設(shè)計，不用進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，降低誤差。電壓互感器10的 原理類似，現(xiàn)有技術(shù)中也有電子式電壓互感器，也有可以同時采集電流與電壓的電子式互 感器。
[0034] 溫度傳感器11主要有熱電阻和熱電偶兩類，目前也有數(shù)字式溫度傳感器，其精度 較高，且不用進行莫屬轉(zhuǎn)換，降低測量誤差。
[0035] 本發(fā)明采用動態(tài)均能技術(shù)開發(fā)的氧化鋅組件4用以有效限制補償電容3兩端的電 壓，對補償電容3運行的安全性提供了保障;本發(fā)明采用處理器9快速確定串聯(lián)補償裝置的 工作狀態(tài)和基于快速渦流驅(qū)動技術(shù)開發(fā)的渦流快速開關(guān)6,來控制補償電容3的投退，以最 大限度地縮短過電流的持續(xù)時間，大大減小了氧化鋅組件4所需要的能容量。氧化鋅組件4 可以采用動態(tài)均能配片技術(shù)，由多路氧化鋅閥片串并聯(lián)組成，不僅大大降低了殘壓比(最高 殘壓UC與1mA參考電壓UlmA之比），而且在相同能容量指標(biāo)下體積明顯縮小。放電限流限流 電路采用電阻和電感構(gòu)成，防止放電電流過大，損壞渦流快速開關(guān)6觸點。渦流快速開關(guān)6的 合閘時間可以做到l〇ms左右甚至更快。
[0036] 圖2示出了一種基于數(shù)據(jù)融合的串聯(lián)補償裝置的監(jiān)測方法，包括以下步驟：
[0037] S1:獲取串聯(lián)補償裝置中的核心參數(shù)；
[0038] S2:根據(jù)所述核心參數(shù)確定所述串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)。
[0039] 所述核心參數(shù)包括:通過所述補償電容的電流數(shù)據(jù)、所述補償電容的兩端的電壓 數(shù)據(jù)和所述補償電容的溫度數(shù)據(jù);這些參數(shù)是確定串聯(lián)補償裝置的核心參數(shù)，采用三個參 數(shù)進行工作狀態(tài)的判斷，提高了判斷結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0040] 使用電流互感器8每隔0.1ms設(shè)置一個采樣點，采集10個電流數(shù)據(jù)，將采集的電流 數(shù)據(jù)存儲在一個數(shù)組current [ 10]中；
[0041] 使用電壓互感器10每隔0.1ms設(shè)置一個采樣點，采集10個電壓數(shù)據(jù)，將采集的電壓 數(shù)據(jù)存儲在一個數(shù)組v〇ltaget[10]中；
[0042] 使用溫度傳感器11每隔0.1ms設(shè)置一個采樣點，采集10個溫度數(shù)據(jù)，將采集的溫度 數(shù)據(jù)存儲在一個數(shù)組tem[ 10]中；
[0043] 其中所述電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)和所述溫度數(shù)據(jù)是同步采集的，也就是同一時刻采 集電流、電壓和溫度三項數(shù)據(jù)，即采集與電流對應(yīng)的電壓及溫度數(shù)據(jù)，這樣可以提高串聯(lián)補 償裝置工作狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性。
[0044] -般來說，串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)可以分為正常工作、一般風(fēng)險和高危風(fēng)險。一 般風(fēng)險是提示工作人員是否進行處理，高危風(fēng)險系統(tǒng)會自動將串聯(lián)補償裝置退出運行，確 保其安全。
[0045] 根據(jù)所述核心參數(shù)確定所述串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)的具體步驟為：
[0046] 獲取數(shù)組current[10]中的電流數(shù)據(jù)的最大值current[i]，如果i = l或者current [i]〈Io,返回串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)為正常工作；否則，計算該采樣點電流變化率

[0049] 其中，1〇為正常工作時通過串聯(lián)補償裝置的最大電流，為自然數(shù)，1 < 10;
[0050] 構(gòu)建融合函數(shù)：F = a*diff_current+P*diff_voltaget+ γ *diff_tem，其中α、β和 γ分別為權(quán)重值，在不同的電網(wǎng)中其數(shù)據(jù)不同，可以通過仿真分析獲取其值。由于設(shè)計了上 述融合函數(shù)，其比僅根據(jù)電流數(shù)據(jù)判斷串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)更加準(zhǔn)確，降低了誤判率， 確保供電安全，提高了供電質(zhì)量。
[0051 ]當(dāng)函數(shù)值F〈Fo表示串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)為正常工作；當(dāng)函數(shù)值?〇〈？^^1表示 串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)為一般風(fēng)險；當(dāng)函數(shù)值?汗1表示串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)為高危 風(fēng)險;Fo為一般風(fēng)險閾值，F(xiàn)i為高危風(fēng)險閾值，F(xiàn)o和過仿真計算或電網(wǎng)日志數(shù)據(jù)分析獲 得。
[0052]當(dāng)F>Fdt，串聯(lián)補償裝置中的處理器9發(fā)出控制命令，使渦流快速開關(guān)6快速閉合， 確保串聯(lián)補償裝置的安全。
[0053]本發(fā)明所述的方法，可以通過計算機程序?qū)崿F(xiàn)，也可以將計算機程序存儲在存儲 介質(zhì)上，處理器從存儲介質(zhì)上讀取計算機程序，并執(zhí)行相應(yīng)的方法，完成串聯(lián)補償裝置的工 作狀態(tài)的監(jiān)測，確保其工作安全。
[0054]最后所應(yīng)說明的是：以上實施例僅以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照 上述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā) 明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng) 涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1. 一種基于數(shù)據(jù)融合的串聯(lián)補償裝置的監(jiān)測方法，其特征在于，包括W下步驟： 獲取串聯(lián)補償裝置中的核屯、參數(shù)； 根據(jù)所述核屯、參數(shù)確定所述串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述核屯、參數(shù)包括:通過所述補償電容的電流 數(shù)據(jù)、所述補償電容的兩端的電壓數(shù)據(jù)和所述補償電容的溫度數(shù)據(jù)； 所述串聯(lián)補償裝置，包括:第一開關(guān)、第二開關(guān)、補償電容，補償電容通過所述第一開關(guān) 和第二開關(guān)串聯(lián)在供電線路中；氧化鋒組件，與所述補償電容并聯(lián);放電限流限流電路和滿 流快速開關(guān)，放電限流限流電路與滿流快速開關(guān)串聯(lián)后與所述補償電容并聯(lián);熱備開關(guān)，與 所述第一開關(guān)和第二開關(guān)并聯(lián);電流互感器，用于采集通過所述補償電容的電流數(shù)據(jù)；電壓 互感器，用于采集所述補償電容的兩端的電壓數(shù)據(jù);溫度傳感器，設(shè)置在所述補償電容上， 用于采集所述補償電容的溫度數(shù)據(jù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，獲取串聯(lián)補償裝置中的核屯、參數(shù)的步驟具體 為： 使用電流互感器每隔0.1ms設(shè)置一個采樣點，采集10個電流數(shù)據(jù)，將采集的電流數(shù)據(jù)存 儲在一個數(shù)組current [ 10]中； 使用電壓互感器每隔0.1ms設(shè)置一個采樣點，采集10個電壓數(shù)據(jù)，將采集的電壓數(shù)據(jù)存 儲在一個數(shù)組voltaget[10]中； 使用溫度傳感器每隔0.1ms設(shè)置一個采樣點，采集10個溫度數(shù)據(jù)，將采集的溫度數(shù)據(jù)存 儲在一個數(shù)組tem[10]中； 其中所述電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)和所述溫度數(shù)據(jù)是同步采集的。4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，所述串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)包括正常工作、 一般風(fēng)險和高危風(fēng)險。5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，根據(jù)所述核屯、參數(shù)確定所述串聯(lián)補償裝置的工 作狀態(tài)的具體步驟為： 獲取數(shù)組current [ 10 ]中的電流數(shù)據(jù)的最大值current [ i ]，如果i = 1或者current [ i ] < Ιο，返回串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)為正常工作；否則，計算該采樣點電流變化率計算同時刻對應(yīng)的電壓變化率計算同時刻對應(yīng)的溫度變化聾其中，1〇為正常工作時通過串聯(lián)補償裝置的最大電流，為自然數(shù)， 構(gòu)建融合函數(shù)：F = a*diff_cu;rrent+0*diff_voltaget+ 丫 *diff_tem，其中α、β和丫分 別為權(quán)重值； 當(dāng)函數(shù)值。淨(jìng)〇表示串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)為正常工作；當(dāng)函數(shù)值Fo<F《Fi表示串聯(lián) 補償裝置的工作狀態(tài)為一般風(fēng)險；當(dāng)函數(shù)值F〉Fi表示串聯(lián)補償裝置的工作狀態(tài)為高危風(fēng) 險;機為一般風(fēng)險闊值，F(xiàn)i為高危風(fēng)險闊值，機和Fi通過仿真計算或電網(wǎng)日志數(shù)據(jù)分析獲得。
【文檔編號】G01R31/00GK106093639SQ201610399029
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】賀惠民, 王虎, 周鐵生
【申請人】國網(wǎng)冀北節(jié)能服務(wù)有限公司, 國家電網(wǎng)公司