CN109802402B - 一种智能无功补偿电容监控与循环调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在线监测与调度控制技术，具体涉及一种智能无功补偿电容监控与循环调度方法，包括如下步骤：1）通过电流互感器和电压端子线采集电容电流、电压数据；2）智能数据采集装置使用NBIOT物联网络将电压、电流数据传回综合监控与调度终端系统；3）综合监控系统解析获取的电压、电流数据并完成时间匹配存储；4）后端智能算法完成解析匹配后的电压电流数据计算和统计分析，得到各个智能电容的投切率以及健康状态判断；5）调度系统根据监控系统计算出的智能电容投切率和健康状态判断完成不同电容柜间的电容调度，并发出调度及维修指令。该方法可为配电网智能电容器投切监测与调度控制提供有效参考。
Description
技术领域
本发明属于在线监测与调度控制技术领域，尤其涉及一种智能无功补偿电容监控与循环调度方法。
背景技术
在我国的10kV低压供配电系统中，通常会使用电力电容器作为无功发生器来完成无功补偿，同时完成配电系统末端电压的调节，保证供电质量、提高设备利用率，同时对线路起到一定的保护和降低损耗的作用。电力电容器的补偿容量一般是在进行电力设计的时候就确定的，通常的方法是1000kVA的配电容量使用300kvar的电力电容器进行无功补偿，而且在安装完成后就不在对无功补偿电容的配置容量进行调整。但是，由于地区不同、负荷性质和总量的不同，根据固定的模式进行无功补偿电容容量的确定存在很多的劣势和不足之处，因此，提出新的无功补偿电容检测和调度方法具有十分重要的意义。
传统的电容配置使用固定的容量来完成补偿，一旦总配置容量确定，在后续运行的过程中就不再对其进行调整，具有补偿固定，无法充分利用电容资源的缺点。有的地区由于负荷容量减小造成电容资源大量闲置的浪费现象，而有的地区又会出现因负荷容量增加或性质改变造成电容补偿容量较大程度不足，使得无功补偿作用无法达到的现象。
本发明根据电容柜和每台电容上采集的电压、电流波形数据，计算电容补偿柜的综合投切率以及单台电容的投切率。当某一地区某台电容柜中的电容出现大量闲置时，可以对闲置电容进行回收，同时对出现故障的电容和投切部件进行更换。当另一地区某台电容柜中的电容出现投切率过高显示的无功补偿容量不足时，可以将回收的电容投放到该区域而不需要重新生产和购买电容器，从而实现电容资源的利用。该方法可在动态补偿的基础上完成电容资源的循环调配，达到综合利用电容资源的作用，可以充分保证供电质量，并节约人力、物力、财力，且实现方法简单异性，方法创新性和实用性均比较高，可为电容资源调度和其他电力资源调度方法提供有效参考。
发明内容
本发明的目的是提供一种根据电容柜现有电容容量监测和健康状态判断结果，完成不同地区不同电容柜之间的电容回收、增补、更换以及投切开关更换调度的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种智能无功补偿电容监控与循环调度方法，包括以下步骤：
步骤1、在电力变压器低压侧并联装设无功补偿电容，使用工频电流互感器和电压端子采集电容总输出线上的电流、低压总排上的电压数据；
步骤2、采集得到的电流、电压数据通过工频滤波装置进行滤波后输入到智能数据采集装置；
步骤3、智能数据采集装置对接收到的电流、电压数据进行匹配后再缓存；
步骤4、每采集50个工频周期的电容电流、电压信号后，将所采集得到并进行时间匹配的电流、电压数据进行加密形成加密数据包；
步骤5、智能数据采集装置将加密数据包通过NBIOT物联网络传送至后端综合监控中心，传送完成后清除采集装置中的数据缓存；
步骤6、后端综合监控中心将加密数据包解密、解压缩后进行解析分析；得到各个智能电容的投切率以及健康状态判断库，并传送至电容调度规划系统；
步骤7、电容调度规划系统根据后端综合监控中心得出的智能电容投切率和健康状态判断库，完成不同电容柜间的电容调度，并向调度中心发出调度及维修指令；
步骤8、调度中心根据电容调度规划系统给出的指令，完成对应的电容回收、增补、更换和投切开关更换操作。
在上述的智能无功补偿电容监控与循环调度方法中，步骤1的实现包括：
步骤1.1、在电力变压器低压侧装设10台30Kvar的无功补偿电容作为初始新装电容；
步骤1.2、每台电容配备3个工频电流互感器和3个电压端子，采集每台电容上的电流和低压母排上的电压数据。
在上述的智能无功补偿电容监控与循环调度方法中，步骤4的实现包括：后端综合监控中心对得到的数据进行分析计算，得到各个智能电容的投切率以及健康状态判断专家库；
步骤4.1、综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容闲置；
步骤4.2、综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
步骤4.3、综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
步骤4.4、综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容正常；
步骤4.5、综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
步骤4.6、综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
步骤4.7、综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容闲置；
步骤4.8、综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
步骤4.9、综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
步骤4.10、综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容容量不足；
步骤4.11、综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
步骤4.12、综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏。
在上述的智能无功补偿电容监控与循环调度方法中，步骤7的实现包括，电容调度规划系统根据结果发送信号，完成不同电容柜间的电容调度规划，并发出调度和维修指令：
步骤7.1、若投切开关正常、电容闲置，发送电容回收信号；
步骤7.2、若投切开关正常、电容损坏，发送电容更换信号；
步骤7.3、若投切开关损坏，发送投切开关更换信号；
步骤7.4、若投切开关正常、电容容量不足、发送电容增补信号；
步骤7.5、若投切开关正常、电容正常，则该处电容柜维持原运行状态。
本发明的有益效果：可实现根据电容柜现有电容容量监测和健康状态判断结果，完成不同地区不同电容柜之间的电容回收、增补、更换以及投切开关更换的调度规划。对于电容容量配置不足的地区和电容柜，及时增补电容，提高补偿率；对于电容容量配置过高的地区和电容柜，及时回收电容，减少电容资源的浪费；对于电容损坏、投切开关损坏的地区和电容柜，及时完成电容和投切开关的更换和维修，保证供电容补偿柜对供配电质量的调节作用。可以为电容补偿综合检测与电容调度规划技术提供有效的参考。
附图说明
图1为本发明一个实施例所涉及的监测与电容调度规划系统的流程图；
图2本发明一个实施例所涉及的监测与调度规划系统计算流程和逻辑结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
本发明是为了解决目前传统电容配置容量固定，损坏电容无法更换、多余电容投切率低，无法达到电容高效 利用的问题，从而提出了一种智能无功补偿电容监控与循环调度方法。
本实施例是通过以下技术方案实现的：一种智能无功补偿电容监控与循环调度方法，包括1)在电力变压器低压侧并联装设无功补偿电容，使用工频电流互感器和电压采集电容总输出线上的电流、低压总排上的电压数据；2)智能数据采集装置对采集到的电容输出电流和母排电压数据进行时间匹配缓存；3)采集周期满50个工频周期后，智能数据采集装置将得到的电压、电流数据进行加密；4)使用NBIOT物联网络将加密后的数据传回后端综合监控中心；5)后端综合监控中心对得到的数据进行分析计算，得到各个智能电容的投切率以及健康状态判断专家库；
a.综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容闲置；
b.综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
c.综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
d.综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容正常；
e.综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
f.综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
g.综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容闲置；
h.综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
i.综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
j.综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容容量不足；
k.综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
l.综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
6)后端综合监控中心根据计算出的智能电容投切率和健康状态判断库，将判断结果送达电容调度规划系统，电容调度规划系统根据结果发送信号，完成不同电容柜间的电容调度规划，并发出调度和维修指令：
i.若投切开关正常、电容闲置，发送电容回收信号；
ii.若投切开关正常、电容损坏，发送电容更换信号；
iii.若投切开关损坏，发送投切开关更换信号；
iv.若投切开关正常、电容容量不足、发送电容增补信号；
v.若投切开关正常、电容正常，则该处电容柜维持原运行状态；
7)调度中心根据电容调度规划系统给出的指示完成对应的电容回收、增补、更换和投切开关更换操作。
具体实施时，一种智能无功补偿电容监测与循环调度方法，包括如下步骤：
步骤(1)在电力变压器低压侧装设10台30Kvar的无功补偿电容作为初始新装电容。
步骤(2)每台电容配备3个工频电流互感器和3个直通端子，采集每台电容上的电流和低压母排上的电压数据。
步骤(3)采集得到的电流、电压数据通过工频滤波装置进行滤波后输入到智能数据采集装置。
步骤(4)智能数据采集装置对接收到的电流、电压数据进行匹配后进行缓存。
步骤(5)每采集50个工频周期的电容电流、电压信号后，将所采集得到并进行时间匹配的电流、电压数据进行加密形成加密数据包。
步骤(6)智能数据采集装置将加密数据包通过NBIOT物联网络传送至后端综合监控中心，传送完成后清除采集装置中的数据缓存。
步骤(7)后端综合监控中心监测加密数据包，解密、解压缩后进行解析分析。
步骤(8)后端综合监控中心根据智能数据采集装置传送回的间断电流、电压波形与时间信息，进行信号连续性匹配后得到连续时间的电压、电流数据，根据数据完成电容柜的综合投切率PS、单台电容的投切率P0计算；
步骤(9)根据综合投切率和单台电容投切率建立电容和投切开关健康状态判断专家库；
I.综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容闲置；
II.综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
III.综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
IV.综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容正常；
V.综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
VI.综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
VII.综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容闲置；
VIII.综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
IX.综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
X.综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容容量不足；
XI.综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
XII.综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
步骤(10)后端综合监控中心将综合投切率、单台电容投切率、电容健康状态、投切开关健康状态信号数据发送到电容调度规划系统。
步骤(11)电容调度规划系统根据后端综合监控中心计算出的智能电容投切率和健康状态判断结果发送信号，完成不同电容柜间的电容调度规划，并发出调度和维修指令给调度中心。
①若投切开关正常、电容闲置，发送电容回收信号；
②若投切开关正常、电容损坏，发送电容更换信号；
③若投切开关损坏，发送投切开关更换信号；
④若投切开关正常、电容容量不足、发送电容增补信号；
⑤若投切开关正常、电容正常，则该处电容柜维持原运行状态；
步骤(12)调度中心根据电容调度规划系统给出的指令完成电容回收、增补以及更换和投切开关更换操作。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
虽然以上结合附图描述了本发明的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (2)
1.一种智能无功补偿电容监控与循环调度方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1、在电力变压器低压侧并联装设无功补偿电容，使用工频电流互感器和电压端子采集电容总输出线上的电流、低压总排上的电压数据；
步骤2、采集得到的电流、电压数据通过工频滤波装置进行滤波后输入到智能数据采集装置；
步骤3、智能数据采集装置对接收到的电流、电压数据进行匹配后再缓存；
步骤4、每采集50个工频周期的电容电流、电压信号后，将所采集得到并进行时间匹配的电流、电压数据进行加密形成加密数据包；
步骤5、智能数据采集装置将加密数据包通过NBIOT物联网络传送至后端综合监控中心，传送完成后清除采集装置中的数据缓存；
步骤6、后端综合监控中心将加密数据包解密、解压缩后进行解析分析；得到各个智能电容的投切率以及健康状态判断库，并传送至电容调度规划系统；
步骤7、电容调度规划系统根据后端综合监控中心得出的智能电容投切率和健康状态判断库，完成不同电容柜间的电容调度，并向调度中心发出调度及维修指令；
步骤8、调度中心根据电容调度规划系统给出的指令，完成对应的电容回收、增补、更换和投切开关更换操作；
后端综合监控中心对得到的数据进行分析计算，得到各个智能电容的投切率以及健康状态判断专家库；
步骤6.1、综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容闲置；
步骤6.2、综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
步骤6.3、综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
步骤6.4、综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容正常；
步骤6.5、综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
步骤6.6、综合投切率PS≤70％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
步骤6.7、综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容闲置；
步骤6.8、综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
步骤6.9、综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≤5％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
步骤6.10、综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作且有电压电流输出，则投切开关正常、电容容量不足；
步骤6.11、综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容有投切动作但无电压电流输出，则投切开关正常、电容损坏；
步骤6.12、综合投切率PS≥95％、单台电容投切率PO≥95％，单台电容无投切动作且无电压电流输出，则投切开关损坏；
电容调度规划系统根据结果发送信号，完成不同电容柜间的电容调度规划，并发出调度和维修指令：
步骤7.1、若投切开关正常、电容闲置，发送电容回收信号；
步骤7.2、若投切开关正常、电容损坏，发送电容更换信号；
步骤7.3、若投切开关损坏，发送投切开关更换信号；
步骤7.4、若投切开关正常、电容容量不足、发送电容增补信号；
步骤7.5、若投切开关正常、电容正常，则该处电容柜维持原运行状态。
2.如权利要求1所述的智能无功补偿电容监控与循环调度方法，其特征是，步骤1的实现包括：
步骤1.1、在电力变压器低压侧装设10台30Kvar的无功补偿电容作为初始新装电容；
步骤1.2、每台电容配备3个工频电流互感器和3个电压端子，采集每台电容上的电流和低压母排上的电压数据。
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| GR01 | Patent grant | ||
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