CN109599874A - 基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法 - Google Patents

基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法，所述方法包括：提取电压暂降波形数据；对电压暂降波形数据进行特征分析以获取引起电压暂降事件的原因；根据引起电压暂降事件的原因对电压暂降事件类型进行识别；针对不同的电压暂降事件类型，对发生电压暂降的用户设备进行关联性分析；根据电压暂降类型及关联性分析结果建立用户电压暂降档案数据库；根据关联性分析结果制定相应的供电方案；将供电方案与所述用户电压暂降档案数据库相结合，为不同电压暂降事件类型选择相应的电压暂降治理设备。本发明从多角度分析电压暂降关联内容，有助于合理选择治理设备，能够有效应对电压暂降事件。

Description

基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法
技术领域
本发明涉及一种基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法，属于电 能质量分析技术领域。
背景技术
电压暂降是指供电电压有效值在短时间内突然下降又回升恢复的现象，国 际电气与电子工程协会(IEEE)将电压暂降定义为电力系统中某点工频电压有效 值暂时降低至额定电压的10％-90％，并持续10ms-1min，然后又恢复到正常水平 的现象。
随着工业规模的扩大和科学技术的发展，新工艺、新技术广泛应用于工业 生产和人民生活的各个方面，越来越多的用户采用了性能好、效率高，但对电 源特性变化敏感的高科技设备，电力用户对电能质量的要求在不断提高。其中 电压暂降是电力系统不可避免的电能质量扰动事件，也被认为是最严重的电能 质量问题。目前电压暂降常规的解决方法众多，例如，不间断电源(UPS)、动 态电压恢复器(DVR)、固态切换开关(SSTS)、分布式电源(DG)等，不同的解 决方法在治理成本以及治理效果均存在一定的差异。
目前，对电网电压暂降事件的关联分析与治理方法比较缺乏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于电压暂降事件关 联分析的治理设备选择方法，从多角度分析电压暂降关联内容，有助于合理选 择治理设备，能够有效应对电压暂降事件。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于电压暂降事 件关联分析的治理设备选择方法，所述方法包括如下步骤：
提取电压暂降波形数据；
对电压暂降波形数据进行特征分析以获取引起电压暂降事件的原因；
根据引起电压暂降事件的原因对电压暂降事件类型进行识别；
针对不同的电压暂降事件类型，对发生电压暂降的用户设备进行关联性分 析；
根据电压暂降类型及关联性分析结果建立用户电压暂降档案数据库；
根据关联性分析结果制定相应的供电方案；
将供电方案与所述用户电压暂降档案数据库相结合，为不同电压暂降事件 类型选择相应的电压暂降治理设备。
所述电压暂降事件类型包括：由故障引起的电压暂降事件、由变压器投切 引起的电压暂降事件、由大型电机启动和再加速引起的电压暂降事件。
所述关联性分析包括：电压暂降事件与气象关联性分析、敏感负荷电压暂 降耐受力与供电可靠性关联性分析、敏感负荷生产工艺与电压暂降过程免疫力 关联性分析。
电压暂降事件与气象关联性分析的方法包括：
根据电压暂降记录信息表查找相关联的变电站，根据变电站所处位置查找 最近的气象站；
通过气象站获取发生电压暂降事件前后30分钟的时间段内的气象类型；
结合气象类型对电压暂降事件进行气象关联性分析，获取电压暂降事件与 气象类型的匹配度。
敏感负荷电压暂降耐受力与供电可靠性关联性分析的方法包括：
根据敏感负荷的电压暂降耐受力曲线考察电压暂降幅值、持续时间以及综 合严重程度；
当电压不低于敏感负荷所能耐受的电压最大值且持续时间不大于电压扰动 的持续时间时，敏感负荷仍能正常工作，否则，敏感负荷将发生故障。
敏感负荷生产工艺与电压暂降过程免疫力关联性分析的方法包括：
对敏感负荷生产工艺进行分类；
根据敏感负荷生产工艺分类结果进行电压敏感性分析；
根据电压敏感性分析结果对不同生产工艺的敏感负荷进行电压暂降过程免 疫力评估。
根据电压暂降过程免疫时间进行电压暂降过程免疫力评估，具体包括：
当电压暂降持续时间≤电压暂降过程响应延时，电压暂降过程后果状态为 完全正常；
当电压暂降过程响应延时＜暂降持续时间≤电压暂降过程免疫时间时，电 压暂降过程后果状态为自动恢复；
当暂降持续时间＞电压暂降过程免疫时间时，电压暂降过程后果状态为人 工恢复。
电压暂降治理设备包括：直流输出电压暂降保护器、隔离型电压暂降保护 器、直流不间断电源、交流输出电压暂降保护器、交直流混合微电网。
综上，本发明提供的一种基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法， 从气象数据、生产工艺、免疫力多个角度分析电压暂降事件的关联性，并提出 相应的暂降治理方法，为电压暂降敏感用户的安全运行提供可靠的保障。
附图说明
图1是本发明实施例的流程图；
图2是本发明实施例中电压暂降事件与气象关联性分析的方法流程图；
图3是敏感用户电压暂降耐受力曲线；
图4是电压暂降过程免疫时间曲线；
图5是基于电压暂降过程免疫时间的状态判断曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明 本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
电压暂降事件关联内容包括：电网故障信息、气象信息、不同时空维度下 电压暂降事件与电容的投切关联关系、电压暂降事件与大工业负荷的关联关系、 电压暂降事件与气象信息的关联关系，挖掘电压暂降事件背后的关联因素有助 于治理电压暂降事件。
如图1所示，本发明实施例提供的基于电压暂降事件关联分析的治理设备选 择方法，包括如下步骤：
步骤一：提取电压暂降波形数据；
本发明使用电压暂降分析仪进行数据采集，包括以下步骤：
1.1在敏感负荷的进线侧安装电压暂降分析仪，实时监测稳态电压波形；
1.2当发生电压暂降时，记录电压暂降发生前5个周波和电压暂降发生后10 个周波；
1.3将电压暂降事件和录波波形数据上传到监控中心；
步骤二：对电压暂降波形数据进行特征分析以获取引起电压暂降事件的原 因；包括以下步骤：
2.1分析电压暂降波形数据，还原电压暂降波形的幅值、时间、频率等特征 量；
2.2结合电网故障分析系统、雷电定位系统等大数据融合，依据电压暂降事 件发生时间与相关系统进行比对来识别电压暂降事件。
步骤三：根据引起电压暂降事件的原因对电压暂降事件类型进行识别；
根据引起电压暂降的原因，将电压暂降分为三类：第一类称为FRS(fault relatedsags)，即由故障引起的电压暂降；第二类称为TSRS(transformer switching relatedsags)，即由变压器投切引起的电压暂降，第三类称为MSRS(motor starting relatedsags)和MRRS(motor re-acceleration related sags)，即由大型电机启动和 再加速引起的电压暂降。
步骤四：针对不同的电压暂降事件类型，对发生电压暂降的用户设备进行 关联性分析；包括：电压暂降事件与气象关联性分析、敏感负荷电压暂降耐受 力与供电可靠性关联性分析、敏感负荷生产工艺与电压暂降过程免疫力关联性 分析。
通过查询电压暂降记录信息表，先把记录和变电站进行关联，然后根据变 电站查找最近的气象站，取该气象站电压暂降发生时刻前后30分钟的数据，根 据气象类型是风类型还是降雨类型，进行电压暂降记录和气象类型的关联性分 析，过程如图2所示；电压暂降事件与气象信息匹配度计算公式如下：
电压耐受力曲线(Voltage Tolerance Curve，VTC)，考察了暂降幅值、持续 时间以及综合严重程度。一般而言，敏感负荷电压耐受曲线通常呈矩形，如图3 所示。对于该敏感负荷而言，当电压不低于敏感负荷所能耐受的电压幅值UC且 持续时间不大于电压扰动的持续时间TC时，敏感负荷仍能正常工作，否则，该 敏感负荷将发生故障。
从电力负荷分类来看，敏感负荷属于一级负荷或二级负荷，也就是供电可 靠性要求高的负荷；从工作制来看，属于连续工作制负荷。从厂用电负荷分类 来看，敏感负荷属于一类负荷，或者二类带联锁负荷。
生产过程免疫时间(process immunity time，PIT)是指，工业过程在电力中断 或电压暂降时，持续正常工作的最长时间，可用于工业过程电压暂降免疫力评 估。如图4所示。其中：Pnom为过程参数额定值，Plimit为可接受的极限值，t1为暂 降发生时刻，△t为过程响应延时，t2为过程参数越过Plimit的时刻。过程参数是指 受总过程下各子过程设备影响整个过程状态的物理指标，包括水温、油压、阀 门流量等，与元件类型有关；PIT是工业过程暂降免疫力建设性标准。图中对于 给定过程，构成、组成元件、运行特性与原理等确定，Pnom和Plimit也确定；△t取 决于过程设计和投资，t2取决于可接受状态，表现为过程参数是否可接受。
当暂降持续时间Ta≤△t时，过程后果状态为L1完全正常；△t<暂降持续时间 Tb≤PIT时，过程后果状态为L2自动恢复；当暂降持续时间Tc>PIT时，过程后果 状态为L3人工恢复，如图5所示。
步骤五：根据电压暂降类型及关联性分析结果建立用户电压暂降档案数据 库；
按照行业类别可以把敏感负荷分为食品、医药、纺织、化纤、电气、电子 通信设备、半导体、机械、石化、煤化工等。确定敏感负荷要从电压敏感程度 及工艺两个方面综合考虑。包括：一类工艺、二类工艺、三类工艺及四类工艺， 一类工艺为最关键工艺，二类其次，依此类推。
步骤六：根据关联性分析结果制定相应的供电方案；
针对电网实际情况以及所辖用户特点，将不同类型用户的电压暂降特征库与 分类供电方案进行对应，建立用户分类供电方案，分为一类供电用户、二类供 电用户、三类供电用户。
步骤七：将供电方案与所述用户电压暂降档案数据库相结合，为不同电压 暂降事件类型选择相应的电压暂降治理设备。
本发明针对各类用户选择开展数据收集、现场测试，建立敏感用户电压暂降 档案数据库；依据电压暂降事件的关联性分析结果，不同的用户选择合适的电 压暂降治理设备进行配置安装。
电压暂降治理设备包括直流输出电压暂降保护器、隔离型电压暂降保护器、 直流不间断电源(DC-UPS)、交流输出电压暂降保护器(AVSP)、交直流混合 微电网等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变 形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
提取电压暂降波形数据；
对电压暂降波形数据进行特征分析以获取引起电压暂降事件的原因；
根据引起电压暂降事件的原因对电压暂降事件类型进行识别；
针对不同的电压暂降事件类型，对发生电压暂降的用户设备进行关联性分析；
根据电压暂降类型及关联性分析结果建立用户电压暂降档案数据库；
根据关联性分析结果制定相应的供电方案；
将供电方案与所述用户电压暂降档案数据库相结合，为不同电压暂降事件类型选择相应的电压暂降治理设备。
2.根据权利要求1所述的基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法，其特征在于，所述电压暂降事件类型包括：由故障引起的电压暂降事件、由变压器投切引起的电压暂降事件、由大型电机启动和再加速引起的电压暂降事件。
3.根据权利要求1所述的基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法，其特征在于，所述关联性分析包括：电压暂降事件与气象关联性分析、敏感负荷电压暂降耐受力与供电可靠性关联性分析、敏感负荷生产工艺与电压暂降过程免疫力关联性分析。
4.根据权利要求3所述的基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法，其特征在于，电压暂降事件与气象关联性分析的方法包括：
根据电压暂降记录信息表查找相关联的变电站，根据变电站所处位置查找最近的气象站；
通过气象站获取发生电压暂降事件前后30分钟的时间段内的气象类型；
结合气象类型对电压暂降事件进行气象关联性分析，获取电压暂降事件与气象类型的匹配度。
5.根据权利要求3所述的基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法，其特征在于，敏感负荷电压暂降耐受力与供电可靠性关联性分析的方法包括：
根据敏感负荷的电压暂降耐受力曲线考察电压暂降幅值、持续时间以及综合严重程度；
当电压不低于敏感负荷所能耐受的电压最小值且持续时间不大于电压扰动的持续时间时，敏感负荷仍能正常工作，否则，敏感负荷将发生故障。
6.根据权利要求3所述的基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法，其特征在于，敏感负荷生产工艺与电压暂降过程免疫力关联性分析的方法包括：
对敏感负荷生产工艺进行分类；
根据敏感负荷生产工艺分类结果进行电压敏感性分析；
根据电压敏感性分析结果对不同生产工艺的敏感负荷进行电压暂降过程免疫力评估。
7.根据权利要求6所述的基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法，其特征在于，根据电压暂降过程免疫时间进行电压暂降过程免疫力评估，具体包括：
当电压暂降持续时间≤电压暂降过程响应延时，电压暂降过程后果状态为完全正常；
当电压暂降过程响应延时＜暂降持续时间≤电压暂降过程免疫时间时，电压暂降过程后果状态为自动恢复；
当暂降持续时间＞电压暂降过程免疫时间时，电压暂降过程后果状态为人工恢复。
8.权利要求1所述的基于电压暂降事件关联分析的治理设备选择方法，其特征在于，电压暂降治理设备包括：直流输出电压暂降保护器、隔离型电压暂降保护器、直流不间断电源、交流输出电压暂降保护器、交直流混合微电网。
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