CN106291244B - 一种多次电压暂降严重度评估方法 - Google Patents

一种多次电压暂降严重度评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多次电压暂降严重度评估方法，包括：检测各次电压暂降的电压暂降幅度和持续时间；基于电压暂降的预设敏感度指标，将所述电压暂降幅度与持续时间的敏感度整合，并以此构造电压暂降严重度指标；将所述电压暂降幅度与持续时间代入所述电压暂降严重度指标中，计算多次电压暂降严重度。本发明所公开的多次电压暂降严重度评估方法，考虑了各次电压暂降的电压暂降幅度与持续时间的敏感度，并且将影响严重度评估的主要因素的敏感度相整合，形成了对各次电压暂降的严重度评估指标，如此就可实现短短时间内的多次电压暂降的严重度评估。本发明还公开一种多次电压暂降严重度评估系统，其有益效果如上所述。

Description

一种多次电压暂降严重度评估方法
技术领域
本发明涉及电工技术领域，特别涉及一种多次电压暂降严重度评估方法。
背景技术
随着中国电力工程的发展，越来越多的电力设施已得到广泛使用。
电力设备(power system)主要包括以发电设备和供电设备两大类，发电设备主要是电站锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机、发电机、变压器等等，供电设备主要是各种电压等级的输电线路、互感器、接触器等等。在一个复杂的电力系统中，电力设备的种类和数量繁多，负载也较高，在工作稳定的情况下，回路中的电压和电流比较稳定。而在电网、变电设施的故障或负荷突然出现大的变化(如大功率设备启动等)时，电压会出现两次或更多次连续的跌落或中断，这种情况就称为电压暂降。大部分的电力电子设备对动态电压质量扰动非常敏感，电压暂降和短时间的中断都会引起这些设备不能正常工作，给用户带来巨大的经济损失。
目前，利用单次事件的单点暂降幅度和持续时间进行评估，无法用于电动机启动、变压器励磁和自熄弧故障引起的非规则电压暂降，针对此，业内提出了改进电压耐受曲线用于确定非矩形电压暂降对负荷的影响，以及利用多点的暂降幅度对持续时间函数对不规则电压暂降进行量化。由于恶劣天气、连锁故障和重合闸等原因使得相邻电压暂降事件间隔的时间集中在1～105s，因而电压暂降的发生呈现显著的集聚效应。电压暂降发生后用电设备将运行于恢复过程，直至其故障停机或者成功地穿越整个电压暂降过程。而在用电设备恢复时间内频繁地发生多次电压暂降，对其低电压穿越运行的危害更加严重。但是，现有技术中的单次电压暂降评估指标，无法用于连续的多次电压暂降事件，对多次电压暂降的严重度评估无法确信。
因此，如何实现对短时间内的多次电压暂降的严重度评估，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种多次电压暂降严重度评估方法，能够有效实现对短时间内的多次电压暂降的严重度评估。
为解决上述技术问题，本发明提供一种多次电压暂降严重度评估方法，包括：
检测各次电压暂降的电压暂降幅度和持续时间；
基于电压暂降的预设敏感度指标，将所述电压暂降幅度与持续时间的敏感度整合，并以此构造电压暂降严重度指标；
将所述电压暂降幅度与持续时间代入所述电压暂降严重度指标中，计算多次电压暂降严重度；
将所述电压暂降幅度与持续时间的敏感度整合具体包括：通过公式
计算所述电压暂降幅度与持续时间的混合敏感度指标；
其中，Sm为混合敏感度指标，VN为额定电压，Vk为电压暂降幅度，dk为Vk的持续时间，Dk为标准电压耐受曲线的预设区间，VVCT(Dk)为Dk区间的电压暂降幅度的阈值，dbk为Dk区间的电压暂降的持续时间下限，dtk为Dk区间的电压暂降的持续时间上限；
构造电压暂降严重度指标具体包括：通过公式
将各次电压暂降所经历的多个预设区间的混合敏感度相叠加；
其中，Sn为电压暂降严重度指标，l为区间级数，且有l≤k-1。
优选地，在构造电压暂降严重度指标之后还包括：通过平滑幂系数对各次电压暂降的持续时间进行平滑修正，修正后的电压暂降严重度指标计算公式为
其中，R为平滑幂系数，且有0<R<1。
优选地，计算多次电压暂降严重度具体包括：通过公式
计算各次电压暂降的电压暂降幅度对应的电压暂降严重度的平均值；
其中，Sn′为多次电压暂降严重度，k′为d(Vi)对应的持续时间区间级数；Vi为第i次电压暂降的幅度，d(Vi)为Vi的持续时间。
优选地，构造电压暂降严重度指标之后还包括：将多次电压暂降极限情况下的最小电压暂降幅度与其持续时间代入所述电压暂降严重度指标中，并通过公式
计算工程近似的多次电压暂降严重度；
其中，Sn″为工程近似的多次电压暂降严重度，Vmin为最小电压暂降幅度，d(Vst)为Vmin的持续时间，k″为d(Vst)对应的持续时间区间级数。
本发明所提供的多次电压暂降严重度评估方法，主要包括三个步骤，分别为：检测各次电压暂降的电压暂降幅度和持续时间；基于电压暂降的预设敏感度指标，将所述电压暂降幅度与持续时间的敏感度整合，并以此构造电压暂降严重度指标；将所述电压暂降幅度与持续时间代入所述电压暂降严重度指标中，计算多次电压暂降严重度。
其中，在第一步中，当多次电压暂降发生时，可通过检测模块等对其进行检测，而检测的具体内容主要包括电压暂降的电压暂降幅度和持续时间，该两个数据也是影响评估电压暂降严重度的主要因素。
在第二步中，在检测出评估因素后，需要建立评估指标，该指标即为电压暂降严重度指标。常规的电压暂降严重度评估指标一般有四种，即能量指标、能量损失指标、模糊指标和敏感度指标。在此步骤中，本发明即基于电压暂降的预设敏感度指标，将检测出的电压暂降幅度与持续时间的敏感度相整合，并以此构造电压暂降严重度指标。
在第三步，构造完电压暂降严重度指标后即可将电压暂降幅度与持续时间代入到电压暂降严重度指标中计算多次电压暂降严重度。
由于本发明在构造电压暂降严重度指标时，考虑了各次电压暂降的电压暂降幅度与持续时间的敏感度，并且将影响严重度评估的主要因素的敏感度相整合，形成了对各次电压暂降的严重度评估指标，如此就可实现短短时间内的多次电压暂降的严重度评估。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种具体实施方式中的多次电压暂降严重度评估方法的流程图；
图2为本发明所提供的一种具体实施方式中的多次电压暂降严重度评估系统的模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式中的多次电压暂降严重度评估方法的流程图。
在本发明所提供的一种具体实施方式中，多次电压暂降严重度评估方法只要包括三个步骤，分别为：检测各次电压暂降的电压暂降幅度和持续时间；基于电压暂降的预设敏感度指标，将所述电压暂降幅度与持续时间的敏感度整合，并以此构造电压暂降严重度指标；将所述电压暂降幅度与持续时间代入所述电压暂降严重度指标中，计算多次电压暂降严重度。
其中，在第一步中，其主要内容为对影响电压暂降严重度评估的主要因素的检测。具体的，在本步骤中，可通过检测模块等对短时间内的多次电压暂降情况进行检测，从而采集各次电压暂降的电压暂降幅度和持续时间。
在第二步中，在检测出主要评估因素后，需要建立评估指标，该指标即为电压暂降严重度指标。常规的电压暂降严重度评估指标一般有四种，即能量指标、能量损失指标、模糊指标和敏感度指标。在此步骤中，本发明即基于电压暂降的预设敏感度指标，将检测出的电压暂降幅度与持续时间的敏感度相整合，并以此构造电压暂降严重度指标。
在第三步中，构造完电压暂降严重度指标后即可将电压暂降幅度与持续时间代入到电压暂降严重度指标中计算多次电压暂降严重度。
如此，由于本发明在构造电压暂降严重度指标时，考虑了各次电压暂降的电压暂降幅度与持续时间的敏感度，并且将影响严重度评估的主要因素的敏感度相整合，形成了对各次电压暂降的严重度评估指标，如此就可实现短短时间内的多次电压暂降的严重度评估。
在第二步中，将电压暂降幅度与持续时间的敏感度整合具体包括，通过公式：
将电压暂降幅度与持续时间的敏感度相整合。
其中，Sm为混合敏感度指标，VN为额定电压，Vk为电压暂降幅度，dk为Vk的持续时间，Dk为标准电压耐受曲线的预设区间，VVCT(Dk)为Dk区间的电压暂降幅度的阈值，dbk为Dk区间的电压暂降的持续时间下限，dtk为Dk区间的电压暂降的持续时间上限。
如此，将电压暂降幅度与持续时间的敏感度整合后，即形成了混合敏感度指标，该指标也是本发明中用于评估多次电压暂降的主要指标。由于混合敏感度指标同时考虑到了各次电压暂降的幅度和持续时间两个主要因素，因此评估可靠性较高，严重度评估结果更加可信。
另外，考虑到典型的电压暂降需要经历几个阶段，在本领域中，一般通过ITIC、SEMI F47等标准耐受曲线描述电压暂降情况，而该曲线一般可按照标准分别若干个区间，即上述的Dk区间。需知，在发生多次电压暂降时，各次电压暂降必然会历经标准耐受曲线的多个区间。若仅用单个区间或部分区间的电压暂降情况来评估其严重度，评估结果的可靠性将较低。为此，本实施例在构造电压暂降严重度指标时，通过公式：
将各次电压暂降所经历的多个预设区间的混合敏感度相叠加。
其中，Sn为电压暂降严重度指标，l为区间级数，且有l≤k-1。
如此，将多个预设区间的混合敏感度相叠加后，对多次电压暂降的严重度评估将更加贴近实际情况，更加可信。
进一步的，考虑到多次电压暂降的情况一般发生在很短时间，比如1～10s之内等，过程很短、很密集，而通过上述电压暂降严重度指标对其严重度进行评估后，其严重度评估后果可细分为每次电压暂降的严重度，比如可能会存在5次或6次等在单位时间上互相间隔的数据，为使这些数据的过渡更加平滑，便于数据分析，本实施例通过平滑幂系数对上述电压暂降严重度指标中的各次电压暂降的持续时间进行了平滑修正，修正后的电压暂降严重度指标如下：
其中，R为平滑幂系数，且有0<R<1。
而在具体计算多次电压暂降严重度时，本实施例中可通过修正后的电压暂降严重度指标计算不同电压暂降幅度，也即各次电压暂降所对应的电压暂降严重度，然后再计算各次电压暂降的严重度平均值，以平均值反映多次电压暂降的严重度，即为公式：
其中，Sn′为多次电压暂降严重度，k′为d(Vi)对应的持续时间区间级数。
当然，本实施例还可通过其余方式计算多次电压暂降严重度，比如可简化修正后的电压暂降严重度指标对严重度评估的计算过程，得到工程近似的多次电压暂降严重度。
具体的，可将各次电压暂降极限情况下的最小电压暂降幅度与其持续时间代入所述电压暂降严重度指标中，再将计算结果与电压越限率相乘，即通过公式：
计算工程近似的多次电压暂降严重度。
其中，Sn″为工程近似的多次电压暂降严重度，Vmin为最小电压暂降幅度，d(Vst)为Vmin的持续时间，k″为d(Vst)的持续时间区间级数，λo为电压越限率。
如图2所示，图2为本发明所提供的一种具体实施方式中的多次电压暂降严重度评估系统的模块图。
本发明还提供一种多次电压暂降严重度评估系统，主要包括检测模块、整合模块和计算模块。其中，检测模块主要用于检测各次电压暂降的电压暂降幅度和持续时间，整合模块主要用于基于低压降低的预设敏感度指标，将所述电压暂降幅度与持续时间的敏感度整合，并以此构造电压暂降严重度指标，而计算模块主要用于将所述电压暂降幅度与持续时间代入所述电压暂降严重度指标中，计算多次电压暂降严重度。多次电压暂降严重度评估系统的有益效果与前述多次电压暂降严重度评估方法相同，此处不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种多次电压暂降严重度评估方法，其特征在于，包括：
检测各次电压暂降的电压暂降幅度和持续时间；
基于电压暂降的预设敏感度指标，将所述电压暂降幅度与持续时间的敏感度整合，并以此构造电压暂降严重度指标；
将所述电压暂降幅度与持续时间代入所述电压暂降严重度指标中，计算多次电压暂降严重度；
将所述电压暂降幅度与持续时间的敏感度整合具体包括：通过公式
计算所述电压暂降幅度与持续时间的混合敏感度指标；
其中，Sm为混合敏感度指标，VN为额定电压，Vk为电压暂降幅度，dk为Vk的持续时间，Dk为标准电压耐受曲线的预设区间，VVCT(Dk)为Dk区间的电压暂降幅度的阈值，dbk为Dk区间的电压暂降的持续时间下限，dtk为Dk区间的电压暂降的持续时间上限；
构造电压暂降严重度指标具体包括：通过公式
将各次电压暂降所经历的多个预设区间的混合敏感度相叠加；
其中，Sn为电压暂降严重度指标，l为区间级数，且有l≤k-1。
2.根据权利要求1所述的多次电压暂降严重度评估方法，其特征在于，在构造电压暂降严重度指标之后还包括：通过平滑幂系数对各次电压暂降的持续时间进行平滑修正，修正后的电压暂降严重度指标计算公式为
其中，R为平滑幂系数，且有0<R<1。
3.根据权利要求2所述的多次电压暂降严重度评估方法，其特征在于，计算多次电压暂降严重度具体包括：通过公式
计算各次电压暂降的电压暂降幅度对应的电压暂降严重度的平均值；
其中，Sn′为多次电压暂降严重度，k′为d(Vi)对应的持续时间区间级数；Vi为第i次电压暂降的幅度，d(Vi)为Vi的持续时间。
4.根据权利要求2所述的多次电压暂降严重度评估方法，其特征在于，构造电压暂降严重度指标之后还包括：将多次电压暂降极限情况下的最小电压暂降幅度与其持续时间代入所述电压暂降严重度指标中，并通过公式
计算工程近似的多次电压暂降严重度；
其中，Sn″为工程近似的多次电压暂降严重度，Vmin为最小电压暂降幅度，d(Vst)为Vmin的持续时间，k″为d(Vst)对应的持续时间区间级数，λo为电压越限率。
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