一種變電站無功補(bǔ)償能力評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變電站無功補(bǔ)償能力評估方法。該方法主要包括以下步驟：評估變壓器一段時間內(nèi)每一天的無功補(bǔ)償能力；計算該段時間內(nèi)變壓器無功補(bǔ)償能力不足的天數(shù)；根據(jù)該段時間內(nèi)變壓器無功補(bǔ)償能力不足的天數(shù)判定該變壓器無功補(bǔ)償能力是否不足；再根據(jù)該結(jié)果確定變電站是否無功補(bǔ)償能力不足。其中評估變壓器一天的無功補(bǔ)償能力通過計算低谷時間段內(nèi)滑動平均有功功率最小者對應(yīng)的功率因數(shù)和計算高峰時間段內(nèi)滑動平均有功功率最大者對應(yīng)的功率因數(shù)是否超限值確定。本發(fā)明的方法評估的結(jié)果比較客觀真實。
【專利說明】一種變電站無功補(bǔ)償能力評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及供電或配電系統(tǒng)控制的自動化。
【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)功率因數(shù)是重要指標(biāo)。無功功率補(bǔ)償，簡稱無功補(bǔ)償，在電子供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動，諧波增大等諸多因素。因此，無功補(bǔ)償能力對于電網(wǎng)非常重要。普通的無功補(bǔ)償能力評估通?？雌骄β室驍?shù)的方法，但是平均功率因數(shù)數(shù)據(jù)比較籠統(tǒng)，無法客觀真實地反映電網(wǎng)真實的狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的所要解決的問題是設(shè)計一種變電站無功補(bǔ)償能力評估方法，使其能夠更貼切地反應(yīng)變電站真實運營情況。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明采用的方法如下:
一種變電站無功補(bǔ)償能力評估方法，包括以下步驟:
S1:評估變電站各變壓器一段時間內(nèi)的無功補(bǔ)償能力；
S2:如果該變電站存在變壓器無功補(bǔ)償能力不足，則判定該變電站無功補(bǔ)償能力不
足；
其中，所述的評估變壓器一段時間內(nèi)的無功補(bǔ)償能力包括以下步驟:
511:評估變壓器該段時間內(nèi)每一天的無功補(bǔ)償能力；
512:計算該段時間內(nèi)變壓器無功補(bǔ)償能力不足的天數(shù)；
S13:根據(jù)該段時間內(nèi)變壓器無功補(bǔ)償能力不足的天數(shù)判定該變壓器在該時間段內(nèi)無功補(bǔ)償能力是否不足。
[0005]所述的評估變壓器一天的無功補(bǔ)償能力包括以下步驟:
Sm:獲取該變壓器高壓側(cè)的額定容量和當(dāng)天高壓側(cè)細(xì)粒度的有功功率和無功功率；
S112:根據(jù)當(dāng)天細(xì)粒度的有功功率和無功功率計算有功功率和無功功率的滑動平均
值；
SI 13:根據(jù)有功功率和無功功率的滑動平均值計算滑動平均的視在功率；
5114:根據(jù)滑動平均的視在功率和高壓側(cè)的額定功率確定低谷時間段和高峰時間段；
5115:計算低谷時間段內(nèi)滑動平均有功功率最小者對應(yīng)的功率因數(shù)PF_Min和高峰時間段內(nèi)滑動平均有功功率最大者對應(yīng)的功率因數(shù)PF_Max ；
5116:根據(jù)PF_Min和PF_Max是否在其各自的閾值范圍內(nèi)判定該變壓器在該天是否無功補(bǔ)償能力不足。
[0006]一種機(jī)器可讀介質(zhì)，該可讀介質(zhì)上存儲有指令集合，當(dāng)該指令集合被執(zhí)行時，使得該機(jī)器可執(zhí)行上述的變電站無功補(bǔ)償能力評估方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)效果:本發(fā)明通過計算變壓器一天內(nèi)低谷時間段內(nèi)滑動平均有功功率最小者對應(yīng)的功率因數(shù)和高峰時間段內(nèi)滑動平均有功功率最大者對應(yīng)的功率因數(shù)是否超限值判斷變壓器在該天內(nèi)是否無功補(bǔ)償能力不足，然后再評估整段時間內(nèi)無功補(bǔ)償能力不足的天數(shù)評估變壓器是否無功補(bǔ)償能力不足，并由此確定該變電站無功補(bǔ)償能力是否不足。本發(fā)明的評估方法的結(jié)果比較客觀真實。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明變電站無功補(bǔ)償能力評估方法完整實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的權(quán)利要求和
【發(fā)明內(nèi)容】
做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0010]一、有功功率、無功功率及額定功率的獲取
本發(fā)明構(gòu)建在一電力監(jiān)控系統(tǒng)上。變電站的每個變壓器的有功功率、無功功率等數(shù)據(jù)按一定時間間隔實時采樣并存儲在該電力監(jiān)控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫中。通常，有功功率、無功功率按3 - 5分鐘時間間隔采樣并存儲。細(xì)粒度的有功功率和無功功率就是指這些按3 -5分鐘時間間隔采樣并存儲的有功功率和無功功率。本發(fā)明通過讀取該電力監(jiān)控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫獲取變電站各變壓器細(xì)粒度的有功功率和無功功率。由于有功功率和無功功率均為實時數(shù)據(jù)，因此獲得的有功功率和無功功率實際上為序列數(shù)據(jù)。變電站的每個變壓器的額定功率存儲在該電力監(jiān)控系統(tǒng)的配置數(shù)據(jù)庫中，本發(fā)明通過查詢該配置數(shù)據(jù)庫即可獲得變壓器的額定功率。需要說明的是，變壓器分高壓側(cè)和低壓側(cè)的數(shù)據(jù)，上述的有功功率、無功功率數(shù)據(jù)均為高壓側(cè)數(shù)據(jù)。額定功率也是變壓器高壓側(cè)的數(shù)據(jù)。本發(fā)明每一次獲取變壓器的有功功率和無功功率的數(shù)據(jù)為一天之內(nèi)的數(shù)據(jù)。以5分鐘粒度為例子，一天之內(nèi)共有288個有功功率和無功功率的數(shù)據(jù)。這288個數(shù)據(jù)構(gòu)成一序列。
[0011]二、細(xì)粒度的有功功率和無功功率滑動平均值的計算和滑動平均的視在功率的計
算
滑動平均值計算中的滑動窗口大小為Wind0ws_size。以采樣間隔為5分鐘為例，可以獲得一天內(nèi)288個有功功率和無功功率的數(shù)據(jù)。設(shè)滑動窗口大小Window_Size為I小時，則每個滑動窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)為12個數(shù)據(jù)，根據(jù)這288個有功功率和無功功率計算其平均值。288個有功功率和無功功率可以得到288 — 12十I = 277個有功功率和無功功率的滑動平均值。
[0012]滑動平均的視在功率即為這277個有功功率和無功功率的滑動平均值。本領(lǐng)域技
術(shù)人員理解，視在功率=有功功率2 +無功功率2?；瑒悠骄囊曉诠β视嬎阒?，輸入為有
功功率滑動平均值和無功功率的滑動平均值。計算后可以得到277個滑動平均的視在功率數(shù)據(jù)。
[0013]三、滑動平均的視在功率和高壓側(cè)的額定功率確定低谷時間段和高峰時間段 該步驟可以多種方法可以實現(xiàn)。
[0014]第一種是閾值判斷法。首先計算滑動平均的負(fù)載率=滑動平均的視在功率+高壓側(cè)額定功率。然后比較滑動平均的負(fù)載率是否小于某個事先設(shè)定的閾值LoadVale_Threshold,如果該滑動平均的負(fù)載率小于LoadVale_ Threshold,則該滑動平均視在功率所處的時間段為低谷時間段。比較滑動平均的負(fù)載率是否大于另外一個事先設(shè)定的閾值LoadApex_Threshold,如果該滑動平均的負(fù)載率大于LoadApex_Threshold,則該滑動平均視在功率所處的時間段為高峰時間段。閾值LoadVale_ Threshold和LoadApex_Threshold可以根據(jù)實際應(yīng)用的情形設(shè)定。比如:LoadVale_ Threshold=0.3, LoadApex_Threshold=0.8 或者 LoadVale_ Threshold=0.35, LoadApex_Threshold=0.75。
[0015]第二種是排序選取法。以前述得到277個滑動平均的視在功率數(shù)據(jù)為例，可以將這277個滑動平均的視在功率數(shù)據(jù)從大到小降序排序。排在前面的為高峰時間段，排在后面的為低谷時間段。比如前30個滑動平均的視在功率所在的時間段為高峰時間段，后30個滑動平均的視在功率所在的時間段為低谷時間段。當(dāng)然該方法也可以將這277個滑動平均的視在功率數(shù)據(jù)由小到大升序排序。則排在前面的為低谷時間段，排在后面的為低谷時間段。
[0016]本步驟的輸出通常為滑動窗的列表:分別為低谷時間段的滑動窗列表和高峰時間段的滑動窗列表。
[0017]四、計算低谷時間段內(nèi)滑動平均有功功率最小者對應(yīng)的功率因數(shù)和高峰時間段內(nèi)滑動平均有功功率最大者對應(yīng)的功率因數(shù)
本步驟的輸入是前述的低谷時間段的滑動窗列表和高峰時間段的滑動窗列表，以及滑動窗對應(yīng)的有功功率和無功功率的滑動平均值。滑動窗對應(yīng)的有功功率和無功功率的滑動平均值由前述步驟“細(xì)粒度的有功功率和無功功率滑動平均值的計算”中獲得。
[0018]對于低谷時間段內(nèi)滑動平均有功功率最小者對應(yīng)的功率因數(shù)的計算可以通過以下步驟實現(xiàn):首先根據(jù)前述的低谷時間段的滑動窗列表和滑動窗對應(yīng)的有功功率的滑動平均值，找出其中有功功率的平均值最小者；然后再計算功率因數(shù)。
[0019]對于高峰時間段內(nèi)滑動平均有功功率最小者對應(yīng)的功率因數(shù)的計算可以通過以下步驟實現(xiàn):首先根據(jù)前述的高峰時間段的滑動窗列表和滑動窗對應(yīng)的有功功率的滑動平均值，找出其中有功功率的滑動平均值最大者；然后再計算功率因數(shù)。
[0020]五、根據(jù)低谷時間段內(nèi)滑動平均有功功率最小者對應(yīng)的功率因數(shù)和高峰時間段內(nèi)滑動平均有功功率最大者對應(yīng)的功率因數(shù)在其各自的閾值范圍內(nèi)判定該變壓器在該天是否無功補(bǔ)償能力不足
設(shè)低谷時間段內(nèi)滑動平均有功功率最小者對應(yīng)的功率因數(shù)為PF_Min，高峰時間段內(nèi)滑動平均有功功率最大者對應(yīng)的功率因數(shù)為PF_Max。PF_Min的閾值為一區(qū)間[LoadVale_PF_LowerLimit, LoadVale_PF_UpperLimit], PF_Max 的閾值為區(qū)間:[LoadApex_PF_LowerLimit, LoadApex_PF_UpperLimit]。其中上述的 LoadVale_PF_LowerLimit>LoadVale_PFJJpperLimit、LoadApex_PF_LowerLimit> LoadApex_PF_UpperLimit 為事先設(shè)定的參數(shù)。本發(fā)明中這些參數(shù)優(yōu)先設(shè)定為:LoadVale_PF_LowerLimit=0.92、LoadVale_PF_UpperLimit=0.95、LoadApex_PF_LowerLimit =0.95、LoadApex_PF_UpperLimit=l.00。實際應(yīng)用中，可以適當(dāng)調(diào)整上述參數(shù)。只要PF_Min不在閾值[LoadVale_PF_LowerLimit,LoadVale_PF_UpperLimit]的范圍內(nèi)，或者 PF_Max 不在[LoadApex_PF_LowerLimit,LoadApex_PF_UpperLimit]則認(rèn)為該變壓器在這一天其無功補(bǔ)償不足。
[0021]六、計算變壓器一段時間內(nèi)無功補(bǔ)償能力不足的天數(shù)并判定該變壓器在該時間段內(nèi)無功補(bǔ)償能力是否不足
一段時間通常可以設(shè)定為一個季度、半年或一年的時間，也可以按照天數(shù)設(shè)定，比如最近的90天或180天等。判定變壓器一天內(nèi)無功補(bǔ)償能力不足的方法以及步驟前面已經(jīng)描述。因此，這里只需要統(tǒng)計變壓器無功補(bǔ)償能力不足的天數(shù)即可。以一段時間為180天為例，如果計算得到該變壓器無功補(bǔ)償能力不足的天數(shù)超過50天即可判定該變壓器無功補(bǔ)償能力不足。通常這種判定方法也可以計算無功補(bǔ)償能力不足的天數(shù)的比例然后將該比例與事先設(shè)定的閾值比較，如果超過該閾值就可判定該變壓器無功補(bǔ)償能力不足。
[0022]對于變電站而言，一個變電站通常有多個變壓器，只要其中一個變壓器無功補(bǔ)償能力不足則可以認(rèn)定該變電站無功補(bǔ)償能力不足。
[0023]七、整體流程
上述步驟可以通過圖1的整體流程表述。圖1流程步驟標(biāo)記對應(yīng)了前述
【發(fā)明內(nèi)容】
或權(quán)利要求中的步驟標(biāo)記。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站無功補(bǔ)償能力評估方法，包括以下步驟: S1:評估變電站各變壓器一段時間內(nèi)的無功補(bǔ)償能力； S2:如果該變電站存在變壓器無功補(bǔ)償能力不足，則判定該變電站無功補(bǔ)償能力不足； 其特征在于，所述的評估變壓器一段時間內(nèi)的無功補(bǔ)償能力包括以下步驟: 511:評估變壓器該段時間內(nèi)每一天的無功補(bǔ)償能力； 512:計算該段時間內(nèi)變壓器無功補(bǔ)償能力不足的天數(shù)； S13:根據(jù)該段時間內(nèi)變壓器無功補(bǔ)償能力不足的天數(shù)判定該變壓器在該時間段內(nèi)無功補(bǔ)償能力是否不足。 所述的評估變壓器一天的無功補(bǔ)償能力包括以下步驟:5111:獲取該變壓器高壓側(cè)的額定容量和當(dāng)天高壓側(cè)細(xì)粒度的有功功率和無功功率；5112:根據(jù)當(dāng)天細(xì)粒度的有功功率和無功功率計算有功功率和無功功率的滑動平均值； SI13:根據(jù)有功功率和無功功率的滑動平均值計算滑動平均的視在功率；5114:根據(jù)滑動平均的視在功率和高壓側(cè)的額定功率確定低谷時間段和高峰時間段； 5115:計算低谷時間段內(nèi)滑動平均有功功率最小者對應(yīng)的功率因數(shù)PF_Min和高峰時間段內(nèi)滑動平均有功功率最大者對應(yīng)的功率因數(shù)PF_Max ； 5116:根據(jù)PF_Min和PF_Max是否在其各自的閾值范圍內(nèi)判定該變壓器在該天是否無功補(bǔ)償能力不足。
2.一種機(jī)器可讀介質(zhì)，該可讀介質(zhì)上存儲有指令集合，當(dāng)該指令集合被執(zhí)行時，使得該機(jī)器可執(zhí)行權(quán)利要求1所述的變電站無功補(bǔ)償能力評估方法。
【文檔編號】G06Q10/00GK103593706SQ201310599883
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】陳俊長 申請人:南京易司拓電力科技股份有限公司