CN113036749A - 一种变压器功率补偿的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了变压器功率补偿的方法，用于低压配电网，包括以下步骤：实时获取变压器电参数值，根据所述变压器电参数值得到变压器负载率；设定变压器负载率阈值，当所述变压器负载率超过设定阈值时，确定所述变压器发生过载或重载；在设定时间内持续监测变压器负载率，当所述设定时间结束时所述变压器负载率仍超过阈值，确定所述变压器需要进行功率补偿；根据所述变压器负载率，计算所述变压器需要的功率补偿值；启动储能装置对变压器进行功率补偿。本发明确保了变压器在稳定、安全的功率下运行，防止变压器长期处于过载或者重载。

Description

一种变压器功率补偿的方法及系统
技术领域
本发明属于电力电气设备技术领域，具体涉及一种变压器功率补偿的方法及系统。
背景技术
在目前的供电网系统中，变压器的数量繁多，在运行中会出现损耗，特别是当变压器带有大功率用电设备时，损耗程度更为明显，会造成变压器运行极度不平衡。长此以往，如果不能及时解决变压器损耗状况，轻则造成变压器输出电压过低，对负载造成影响；重则造成变压器温度过高，对寿命危害极大甚至烧毁。
所以鉴于以上问题，本发明公开了一种变压器功率补偿的方法及系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种变压器功率补偿的方法及系统，可以达到在检测到变压器发生过载或重载时，及时通过储能装置给变压器功率补偿，并能根据变压器负载率的变化随时动态调整补偿值，来控制变压器在恒定的负载输出，以防止变压器过载或重载输出的危害。
为达到上述目的，本发明提供了变压器功率补偿的方法，用于低压配电网，包括以下步骤：实时获取变压器电参数值，根据所述变压器电参数值得到变压器负载率；设定变压器负载率阈值，当所述变压器负载率超过设定阈值时，确定所述变压器发生过载或重载；在设定时间内持续监测变压器负载率，当所述设定时间结束时所述变压器负载率仍超过阈值，确定所述变压器需要进行功率补偿；根据所述变压器负载率，计算所述变压器需要的功率补偿值；启动储能装置对变压器进行功率补偿。
具体的，在启动储能装置对变压器的功率补偿之前，包括：实时检查储能装置状态是否满足补偿变压器的条件，其中包括检查所述储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量。
具体的，在启动储能装置对变压器的功率补偿期间，包括实时监测所述变压器的实时负载率，根据所述变压器实时负载率，动态调整变压器负载的补偿值。
具体的，在启动储能装置对变压器的功率补偿期间，包括实时检查储能装置的状态是否满足继续补偿变压器的条件，其中包括检查所述储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量。
具体的，还包括储能装置接收启动命令，对所述变压器进行功率补偿。
进一步的，所述储能装置为大容量电池组和支持串口485总线或支持以太网通讯接口的控制装置构成。
进一步的，所述变压器的电参数是指变压器的电流、电压和电功率。
一种变压器功率补偿的系统，用于低压配电网，包括以下模块单元：采集模块，实时采集低压配电网中变压器电参数值，根据所述变压器电参数值得到实时变压器负载率；处理模块，设定变压器负载率阈值，当所述变压器的负载率超过设定阈值时，确定所述变压器发生过载或重载；监测模块，在设定时间内持续监测变压器负载率，当所述设定时间结束时所述变压器负载率仍超过阈值，确定所述变压器需要进行功率补偿；计算模块，根据所述变压器负载率，计算所述变压器需要的功率补偿值；启动模块，根据所述功率补偿值，启动储能装置对变压器进行功率补偿。
具体的，还包括检查模块，在启动模块启动储能装置对变压器的功率补偿之前，检查储能装置是否满足补偿变压器的条件，其中包括检查所述储能装置是否有故障和电量是否低于设定电量。
具体的，在启动模块启动储能装置对变压器的功率补偿期间，监测模块实时监测所述变压器的负载率，根据所述变压器实时负载率，动态调整变压器负载的补偿值。
具体的，在启动模块启动储能装置对变压器的功率补偿期间，检查模块实时检查储能装置状态是否满足补偿变压器的条件，其中包括检查所述储能装置是否有故障和电量是否低于设定电量。
进一步的，还包括控制模块，发送对所述变压器进行功率补偿命令给储能装置。
本发明所述的一种变压器功率补偿的方法及系统，其有益效果为：本发明所提供的变压器功率补偿的方法及系统，可以通过获取变压器电参数值最终来确定是否变压器需要进行功率补偿，还可以动态调整功率补偿值，确保了变压器在稳定、安全的功率下运行，防止变压器长期处于过载或者重载。还可以在启动储能装置对变压器进行功率补偿前，提前检查储能装置的状态，包括检查储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量，可以判断储能装置是否适合对变压器进行功率补偿，提前防止补偿时发生危险。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的变压器功率补偿的方法流程图；
图2为本发明实施例二提供的变压器功率补偿的方法流程图；
图3为本发明实施例三提供的变压器功率补偿的方法流程图；
图4为本发明实施例四提供的变压器功率补偿的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的变压器功率补偿的方法及系统进行详细描述。
实施例一
图1为本发明实施例提供的变压器功率补偿的方法流程图。参照图1，本发明实施例提供了一种变压器功率补偿的方法，具体步骤如下：
步骤S101，实时获取变压器电参数值，根据所述变压器电参数值得到变压器负载率。
变压器的电参数主要是指电流、电压和功率，有的变压器可以直接获取电流和电压值，通过电流和电压值计算功率；有的变压器可以直接获取变压器功率值。当获取变压器的电流、电压和/或功率数值后，根据以下计算公式计算出变压器的负载率：
变压器负载率(paq)＝变压器功率/变压器额定容量
其中，变压器的负载率取值范围是0～1，变压器的额定容量为生产时即可确定的参数，一般为400kva。因变压器电参数值是实时获取的，所以计算出的变压器负载率也是实时变化的。
步骤S102，设定变压器负载率的阈值，当所述变压器负载率超过设定阈值时，确定所述变压器发生过载或重载。
一般情况下，设定一个变压器负载率阈值，超过这个阈值时则可以判断变压器发生过载或者重载。经过多次试验证明，阈值选取0.75～0.8效果最好，避免误触发。本实施例中变压器负载率阈值设定为0.75，当变压器负载率超过0.75时，变压器发生过载或重载，其中所述判断是发生的是过载还是重载是本领域公知常识，在此不再赘述。
S103，在设定时间内持续监测变压器负载率，当所述设定时间结束时所述变压器负载率仍超过阈值，确定所述变压器需要进行功率补偿。
当变压器发生过载或重载时，设定一个时间段(即观察期)，一般选择为5s～1min。在此时间段内监测变压器负载率的变化，如果当时间段结束时所述变压器负载率仍然超过阈值，则确定变压器需要进行功率补偿。本实施例中设定时间段为5s，当5s后变压器负载率持续超过阈值0.75时，确定变压器需要进行功率补偿。
S104，根据所述变压器负载率，计算所述变压器需要的功率补偿值。
当确定变压器需要进行功率补偿时，根据变压器负载率计算出储能装置功率补偿值，利用以下公式计算：
变压器补偿值＝变压器负载-(恒定负载率值*变压器额定容量)
公式中变压器的额定容量为生产时即确定的参数，本实施例中选取400kva。恒定负载率为系统设定值，通过负载系统参数配置功能设定。一般是变压器规格要求的运行负载指标，确定重载和过载的负载率值范围，选取80％～100％为恒定负载率值设定值范围。
S105，启动储能装置对变压器功率进行功率补偿。
计算出变压器需要补偿的功率后，启动储能装置对变压器进行功率补偿。储能装置包括大容量电池组和支持串口485总线或支持以太网通讯接口的控制装置。本实施例中储能装置为大容量电池组合支持串口485总线的上位机。
具体的，储能装置接收启动命令，对所述变压器进行功率补偿。一般由与储能装置和变压器通讯连接的数据处理中心、上位机或者控制电脑来发送启动命令。
本实施例的变压器功率补偿的方法，可以通过获取变压器电参数值最终来确定是否变压器需要进行功率补偿，还可以动态调整功率补偿值，确保了变压器在稳定、安全的功率下运行，防止变压器长期处于过载或者重载。
实施例二
图2为本发明实施例提供的变压器功率补偿的方法流程图。参照图2，本发明实施例二提供了一种变压器功率补偿的方法，具体步骤如下：
步骤S201，实时获取变压器电参数值，根据所述变压器电参数值得到变压器负载率；
步骤S202，设定变压器负载率阈值，当所述变压器负载率超过设定阈值时，确定所述变压器发生过载或重载；
步骤S203，在设定时间内持续监测变压器负载率，当所述设定时间结束时所述变压器负载率仍超过阈值，确定所述变压器需要进行功率补偿；
步骤S204，根据所述变压器负载率，计算所述变压器需要的功率补偿值；
步骤S205，实时检查储能装置状态是否满足补偿变压器的条件，其中包括检查所述储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量。。
步骤S206，启动储能装置对变压器功率进行功率补偿；
其中步骤S201-S204分别与图1所示的实施例的步骤S101-S104相同，S206与图1实施例的步骤S105相同，在此不再赘述。
本实施例中S205步骤是S206的前置步骤，具体为：实时检查储能装置的状态，其中包括检查所述储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量。其中储能装置包括大容量电池组和支持串口485总线或支持以太网通讯接口的控制装置。本实施例中储能装置为大容量电池组合支持串口485总线的上位机。
首先，实时检查储能装置是否发生故障。当变压器发生过载或重载，进行功率补偿前，提前检查储能装置是非常有必要的，如果储能装置本身具有故障，在启动储能装置时就会非常危险，也会对变压器带来危害。因此用系统软件对储能装置故障进行监测。储能装置对故障报警进行分级处理，分为一般告警和严重告警。电池温度过高和火警报警均属于严重告警，当严重告警级别储能装置不允许进行补偿工作，一般告警级别允许储能装置工作。
其次，实时检查储能装置的剩余电量。启动储能装置功率补偿前，一般会设定最低剩余电量，为储能装置正常电量的10％。当储能装置电量小于最低剩余电量，表明启动储能装置补偿会对储能装置本身带来损害，因此在启动储能装置补偿前检测到储能装置电量如果低于最低剩余电量，则可进行预警处理，避免更大的危险发生。
本实施例的变压器功率补偿的方法，在启动储能装置对变压器进行功率补偿前，提前检查储能装置的状态，包括检查储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量，可以判断储能装置是否适合对变压器进行功率补偿，提前防止补偿时发生危险。
实施例三
图3为本发明实施例提供的变压器功率补偿的方法流程图。参照图3，本发明实施例三提供了一种变压器功率补偿的方法，具体步骤如下：
步骤S301，实时获取变压器电参数值，根据所述变压器电参数值得到变压器负载率；
步骤S302，设定变压器负载率的阈值，当所述变压器负载率超过设定阈值时，确定所述变压器发生过载或重载；
步骤S303，在设定时间内持续监测变压器负载率，当所述设定时间结束时所述变压器负载率仍超过阈值，确定所述变压器需要进行功率柔性功率补偿；
步骤S304，根据所述变压器负载率，计算所述变压器需要的功率补偿值；
步骤S305，启动储能装置对变压器功率进行功率补偿；
步骤S306，在启动储能装置对变压器的功率补偿期间，还包括：实时监测所述变压器的实时负载率，根据所述变压器实时负载率，动态调整变压器负载的补偿值；
步骤S307，在启动储能装置对变压器的功率补偿期间，还包括：实时检查储能装置的状态是否满足继续补偿变压器条件，其中包括检查所述储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量。
其中步骤S301-S305分别与图1所示的实施例的步骤S101-S105相同，在此不再赘述。
所述S306步骤是S305的后置步骤，具体为：在启动储能装置对变压器的功率补偿之后，实时监测所述变压器的实时负载率，根据所述变压器实时负载率，动态调整变压器负载的补偿值。
具体的，在实际补偿的过程中，变压器负载实时变化，所以需要调整储能装置的功率输出以匹配变压器负载的变化，保持变压器以恒定的负载率工作，保持变压器稳定的输出功率。以下为动态调整期间储能装置补偿值计算公式：
补偿值计算＝总负载-(恒定负载率值*变压器额定容量)
总负载＝变压器负载+储能装置补偿输出
所述S307步骤是S305的后置步骤，具体为：实时检查储能装置的状态是否满足继续补偿变压器条件，其中包括检查所述储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量。如果发现储能装置电量低于最低要求电量和/或发生故障，可以及时停止补偿工作，以免造成更大的损失。
具体的，实时检查储能装置的状态是否满足继续补偿变压器的方法与图2所示的实施例的步骤S206相同，在此不再赘述。
一般情况下，当发现储能装置电量低于要求的最低电量时，可以为储能装置进行充电。具体方法为：检查最近1小时内，变压器是否以低负载率状态运行，如果一直以低负载率进行运行则满足充电条件，其中低负载率值设定为正常负载率的20％。具体为，检查变压器实际功率在低负载率设定值以下持续工作1小时，即满足低负荷时段，满足充电条件。使用储能装置备用电源给储能装置进行充电。
同时在储能装置充电时，会根据变压器真实负载变化，动态调整储能装置的功率，保持变压器恒定负载。
充电时负载检查公式：真实负载＝变压器负载-储能装置充电功率
通过本实施例的变压器功率补偿方法，在启动储能装置对变压器进行功率补偿期间，可以监测变压器的负载率变化，动态调整储能装置的补偿值。而且还可以实时检查储能装置的状态，包括检查储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量，以防止在补偿过程中出现危险。如果电量低于最低电量，则对储能装置进行充电，并且在充电期间动态调整储能装置，以保持变压器恒定负载。
实施例四
图4为本发明实施例提供的变压器功率补偿的系统结构示意图。参照图4，本发明实施例四提供了一种变压器功率补偿系统400，用于低压配电网，包括如下模块：
采集模块401，实时采集低压配电网中变压器电参数值，根据所述变压器电参数值得到实时变压器负载率；
处理模块402，设定变压器负载率阈值，当所述变压器的负载率超过设定阈值时，确定所述变压器发生过载或重载；
监测模块403，在设定时间内持续监测变压器负载率，当所述设定时间结束时所述变压器负载率仍超过阈值，确定所述变压器需要进行功率柔性功率补偿；
计算模块404，根据所述变压器负载率，计算所述变压器需要的功率补偿值；
启动模块405，根据所述功率补偿值，启动储能装置对变压器进行功率补偿；
检查模块406，在启动模块启动储能装置对变压器的功率补偿之前，检查储能装置是否满足补偿变压器，其中包括检查所述储能装置是否有故障和电量是否低于设定电量；
控制模块407，发送对所述变压器进行功率补偿的命令给储能装置。
进一步的，监测模块403，还在启动模块启动储能装置对变压器的功率补偿期间，监测模块实时监测所述变压器的实时负载率，根据所述变压器实时负载率，动态调整变压器负载的补偿值。
进一步的，检查模块406，还在启动模块启动储能装置对变压器的功率补偿期间，检查储能装置是否满足补偿变压器，其中包括检查所述储能装置是否有故障和电量是否低于设定电量。
以上变压器进行功率补偿系统用于实现实施例一至实施例三里变压器进行功率补偿方法。
本发明实施例提供的变压器进行功率补偿系统，在上述实施例的基础上，还具有如下技术效果：
一方面，通过本系统可以获取变压器电参数值，并判断对变压器是否要进行功率补偿以及确定功率补偿值，以确保变压器在稳定、安全的功率下运行，防止变压器长期处于过载或者重载。。
另一方面，通过本系统可以在启动储能装置对变压器进行功率补偿前，提前检查储能装置的状态，包括检查储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量，可以判断储能装置是否适合对变压器进行功率补偿，以防止在补偿过程中出现危险。
再一方面，通过本系统可以在启动储能装置对变压器进行功率补偿期间，可以监测变压器的负载率变化，动态调整储能装置的补偿值。而且还可以实时检查储能装置的状态，包括检查储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量，以防止在补偿过程中出现危险。如果电量低于最低电量，则对储能装置进行充电，并且在充电期间动态调整储能装置，以保持变压器恒定负载。
以上，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种变压器功率补偿的方法，用于低压配电网，其特征在于，包括以下步骤：
实时获取变压器电参数值，根据所述变压器电参数值得到变压器负载率；
设定变压器负载率阈值，当所述变压器负载率超过设定阈值时，确定所述变压器发生过载或重载；
在设定时间内持续监测变压器负载率，当所述设定时间结束时所述变压器负载率仍超过阈值，确定所述变压器需要进行功率补偿；
根据所述变压器负载率，计算所述变压器需要的功率补偿值；
启动储能装置对变压器进行功率补偿。
2.根据权利要求1所述变压器功率补偿的方法，其特征在于，在启动储能装置对变压器的功率补偿之前，包括：实时检查储能装置状态是否满足补偿变压器的条件，其中包括检查所述储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量。
3.根据权利要求1所述变压器功率补偿的方法，其特征在于，在启动储能装置对变压器的功率补偿期间，包括：实时监测所述变压器的实时负载率，根据所述变压器实时负载率，动态调整变压器负载的补偿值。
4.根据权利要求1所述变压器功率补偿的方法，其特征在于，在启动储能装置对变压器的功率补偿期间，包括：实时检查储能装置的状态是否满足继续补偿变压器的条件，其中包括检查所述储能装置是否发生故障和电量是否低于设定电量。
5.根据权利要求1所述变压器功率补偿的方法，其特征在于，还包括：储能装置接收启动命令，对所述变压器进行功率补偿。
6.根据权利要求1-5所述变压器功率补偿的方法，其特征在于，所述储能装置为大容量电池组和支持串口485总线或支持以太网通讯接口的控制装置构成。
7.根据权利要求1所述变压器功率补偿的方法，其特征在于，所述变压器的电参数是指变压器的电流、电压和电功率。
8.一种变压器功率补偿的系统，用于低压配电网，其特征在于，包括以下模块单元：
采集模块，实时采集低压配电网中变压器电参数值，根据所述变压器电参数值得到实时变压器负载率；
处理模块，设定变压器负载率阈值，当所述变压器的负载率超过设定阈值时，确定所述变压器发生过载或重载；
监测模块，在设定时间内持续监测变压器负载率，当所述设定时间结束时所述变压器负载率仍超过阈值，确定所述变压器需要进行功率补偿；
计算模块，根据所述变压器负载率，计算所述变压器需要的功率补偿值；
启动模块，根据所述功率补偿值，启动储能装置对变压器进行功率补偿。
9.根据权利要求8所述变压器功率补偿的系统，其特征在于，还包括检查模块，在启动模块启动储能装置对变压器的功率补偿之前，检查储能装置是否满足补偿变压器的条件，其中包括检查所述储能装置是否有故障和电量是否低于设定电量。
10.根据权利要求8所述变压器功率补偿的系统，其特征在于，在启动模块启动储能装置对变压器的功率补偿期间，监测模块实时监测所述变压器的负载率，根据所述变压器实时负载率，动态调整变压器负载的补偿值。
11.根据权利要求8所述变压器功率补偿的系统，其特征在于，在启动模块启动储能装置对变压器的功率补偿期间，检查模块实时检查储能装置状态是否满足补偿变压器的条件，其中包括检查所述储能装置是否有故障和电量是否低于设定电量。
12.根据权利要求8所述变压器功率补偿的系统，其特征在于，还包括控制模块，发送对所述变压器进行功率补偿命令给储能装置。
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