CN113178875B - 应用于66kV配电网的串联补偿系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种应用于66kV配电网的串联补偿系统及其控制方法，属于66kV配电网串联补偿技术的领域，用于解决相关技术中66kV配电网串联补偿工作的可靠性较低的问题，在该系统中，相对每一相线路配置两个串联补偿装置以及一个串补监控装置，串补监控装置监控串联补偿装置，服务器监控串补监控装置，在该方法下，服务器控制每一相线路的两个串联补偿装置在预设条件的约束下交替工作，一相线路中两个串联补偿装置互为备份，既保障了66kV配电网中串联补偿工作可靠进行，又有利于延长每个串联补偿装置的使用寿命。

Description

应用于66kV配电网的串联补偿系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及66kV配电网串联补偿技术的领域，尤其是涉及一种应用于66kV配电网的串联补偿系统及其控制方法。

背景技术

为提高配电网输送能力，增加配电网的稳定性，串联补偿技术在配电网中得到越来越广泛的应用。

串联补偿技术多以串联补偿装置实现，将串联补偿装置配置于配电网的输电线路，即可对该输电线路进行串联补偿。然而，串联补偿装置在长时间的工作过程中难以避免的会损坏，在66kV配电网中，串联补偿装置长时间在高压、高负荷下工作更容易损坏，若串联补偿装置损坏，则会影响输电线路的串联补偿工作，影响输电线路的输送能力和输送稳定性，甚至影响输电线路正常输送电能。

发明内容

为了便于保障配电网正常的串联补偿工作，本申请提供了一种应用于66kV配电网的串联补偿系统及其控制方法。

第一方面，本申请提供了一种应用于66kV配电网的串联补偿系统。该系统包括：串联补偿装置、串补监控装置以及服务器；

相对一相线路设置有一对串联补偿装置；

一串补监控装置相对所述一对串联补偿装置设置，用于采集所述串联补偿装置的工作温度和补偿工作时长；

所述服务器被配置为：

默认以一串联补偿装置进行串联补偿工作；

判断该一串联补偿装置的工作温度和补偿工作时长是否满足预设条件；

若是，保持默认以该一串联补偿装置进行串联补偿工作；否则切换至默认以另一串联补偿装置进行串联补偿工作。

通过采用上述技术方案，在66kV配电网中每一相线路均配置两个串联补偿装置，并默认以一串联补偿装置进行串联补偿工作。在一个串联补偿装置的工作温度和补偿工作时间满足预设条件时，如工作温度过高或补偿工作时间过长，则说明该串联补偿装置损坏的可能较大，此时切换至默认以另一串联补偿装置工作，能够降低串联补偿装置损坏的可能，有利于保障66kV配电网正常的串联补偿工作。

可选的，所述服务器被进一步配置为：

根据该一串联补偿装置的补偿工作时长确定该一串联补偿装置的当前工作时长和累计工作时长；

判断该一串联补偿装置的工作温度是否低于温度阈值、以及当前工作时长是否短于持续时长阈值、以及累计工作时长是否短于累计时长阈值；

若均判断为是，则判断该一串联补偿装置的工作温度和补偿工作时长满足预设条件；否则判断为不满足。

可选的，所述服务器被进一步配置为：

根据工作温度和补偿工作时长确定剩余使用寿命；

判断剩余使用寿命是否小于剩余寿命阈值；

若是，则生成通知消息。

可选的，所述服务器被进一步配置为：

获取预存储的初始寿命值及寿命消耗速度对照表，所述寿命消耗速度对照表反映工作温度与寿命消耗速度的对应关系；

根据所述工作温度、补偿工作时长、初始寿命值及寿命消耗速度对照表确定所述剩余使用寿命。

可选的，所述串补监控装置包括：

两温度采集模块，分别用于采集所述一对串联补偿装置的工作温度；

两触点开关组，分别用于控制所述一对串联补偿装置与所在一相线路的连接；以及

终端控制器，分别连接所述两温度采集模块和两触点开关组，用于采集所述工作温度以及控制两触点开关组的启闭；所述终端控制器还连接所述服务器。

可选的，所述两触点开关组互锁，以使所述一串联补偿装置接入所在一相线路时、另一串联补偿装置由该一相线路断开。

可选的，所述两开关组为同一继电器的常闭触点组和常开触点组，且所述常闭触点组和常开触点组机械互锁。

第二方面，本申请提供了一种应用于66kV配电网的串联补偿系统的控制方法。该方法包括：

默认以一串联补偿装置进行串联补偿工作；

判断该一串联补偿装置的工作温度和补偿工作时长是否满足预设条件；

若是，保持默认以该一串联补偿装置进行串联补偿工作；否则切换至默认以另一串联补偿装置进行串联补偿工作。

可选的，所述判断该一串联补偿装置的工作温度和补偿工作时长是否满足预设条件的方法包括：

根据该一串联补偿装置的补偿工作时长确定该一串联补偿装置的当前工作时长和累计工作时长；

判断该一串联补偿装置的工作温度是否低于温度阈值、以及当前工作时长是否短于持续时长阈值、以及累计工作时长是否短于累计时长阈值；

若均判断为是，则判断该一串联补偿装置的工作温度和补偿工作时长满足预设条件；否则判断为不满足。

可选的，该方法还包括：

获取预存储的初始寿命值及寿命消耗速度对照表，所述寿命消耗速度对照表反映工作温度与寿命消耗速度的对应关系；

根据所述工作温度、补偿工作时长、初始寿命值及寿命消耗速度对照表确定剩余使用寿命；

判断剩余使用寿命是否小于剩余寿命阈值；

若是，则生成通知消息。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.提供了一种应用66kV配电网的串联补偿系统及其控制方法，该系统为每一相线路配置有两个互为备份的串联补偿装置，以便于保障66kV配电网正常的串联补偿工作；

2.两触点开关组互锁，使一相线路的两串联补偿装置无法同时工作，有利于保障两串联补偿装置互为备份的原理；

3.可预测串联补偿装置的寿命，并在串联补偿装置的剩余寿命不足时生成通知消息，以便相关人员及时作出应对，有利于保障66kV配电网的串联补偿工作的稳定性。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了本申请实施例中应用于66kV配电网的串联补偿系统的系统结构示意图。

图2示出了本申请实施例中应用于66kV配电网的串联补偿系统的控制方法的方法流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，为应对66kV配电网中串联补偿装置的高故障损坏率，针对66kV配电网的每一相线路配置互为备份的两个串联补偿装置，以便于降低每个串联补偿装置损坏的可能，也有利于保障66kV配电网正常的串联补偿工作。

图1示出了本申请实施例中应用于66kV配电网的串联补偿系统100的系统结构示意图。

参照图1，系统100包括串联补偿装置110、串补监控装置120以及服务器130。

66kV配电网为三相电网，串联补偿装置110相对66kV配电网的每一相线路设置有两个，每个串联补偿装置110均以相关技术中的常规技术配置于一相线路，即一相线路的两个串联补偿装置110均能够独立进行该相线路的串联补偿工作。串联补偿装置110的选型可任意，仅需其能够适配于66kV配电网的串联补偿工作即可，连接方式不作详细公开。

相对66kV配电网的一相线路设置有一个串补监控装置120。一串补监控装置120用于采集其对应一相线路上两个串联补偿装置110的工作温度和补偿工作时长。

具体来说，串补监控装置120包括两个温度采集模块Q、两个触点开关组以及一个终端控制器A。其中，两个温度采集采集模块Q分别用于采集两个串联补偿装置110的工作温度，温度采集模块Q具体可以选择为温度传感器，也可以选择为温度变送器、热敏电阻或其他具有温度感测功能的电器元件设备。两个触点开关组为同一继电器K的常闭触点组和常开触点组，常闭触点组和常开触点组分别配置于相应的一相线路与其上的两个串联补偿装置110之间，常闭触点组和常开触点组中触点开关的数量可依据选用的串联补偿装置110与66kV配电网的接线节点数量而定，一般相对一串联补偿装置110与66kV配电网的一相线路之间的一个接线节点配置一常闭触点或一常开触点。

针对一串补监控装置120而言，在一触点开关组中的触点开关闭合时，相应的一串联补偿装置110接入所在一相线路，能够对该一相线路进行串联补偿工作。而同时另一触点开关组必然断开，即另一串联补偿装置120无法接入该一相线路，无法进行串联补偿工作，以保障一相线路的两串联补偿装置120同时仅允许一个进行串联补偿工作，保障二者互为备份。

为进一步保障一串补监控装置120中两触点开关组互为备份，可将两触点开关组配置为机械互锁开关结构，保障同一触点开关组内的触点开关同步启闭，一触点开关组内触点开关闭合时另一触点开关组内的触点开关必然断开。机械互锁开关结构的具体实现方式过于常规，此处不作具体公开。

继电器K的线圈配置于终端控制器A，终端控制器A能够控制继电器K线圈的通电和断电，以控制两触点开关组的启闭；基于此，终端控制器A也能够获取继电器K的线圈的状态，即其为通电状态还是断电状态。两温度采集模块Q也连接终端控制器A，以使终端控制器A能够采集两温度采集模块采集所得的两串联补偿装置120的工作温度。

终端控制器A还连接相应的两串联补偿装置110的控制端，以用于控制两串联补偿装置110是否进行串联补偿工作，以终端控制器A连接并控制串联补偿装置110进行串联补偿工作的方式为常规选择、不作具体展开说明。

服务器130连接串补监控装置120，具体连接串补监控装置110的终端控制器A，以使服务器130能够采集串补监控装置120采集所得的相应两串联补偿装置110的工作温度。同时，服务器130能够控制串补监控装置120，即服务器130能够通过串补监控装置120控制相应的两串联补偿装置110是否接入所在一相线路，也能够同串补监控装置120控制两串联补偿装置110进行串联补偿工作。

服务器130与串补监控装置120中终端控制器A的连接可以为有线连接，如光纤通信连接等，也可以为无线通讯连接，如移动网络通信连接等，具体信号连接方式不作介绍，仅需服务器130与串补监控装置120能够实现数据交互即可。

在本实施例中，服务器130统筹控制串联补偿工作，针对一相线路来说，若其需要进行串联补偿工作，则服务器130针对该一相线路产生串补触发信号，该串补触发信号发送至该一相线路相应的串补监控装置120的终端控制器A，并通过终端控制器A同步发送至该一相线路的两串联补偿装置110。基于上述描述，该一相线路中两串联补偿装置110同时仅有且必有一个接入该一相线路、能够进行串联补偿工作，故既有利于确保串联补偿工作在串补触发信号下可靠的执行，又有利于保障该一相线路中两串联补偿装置110互为备份的工作原理。

一相线路中两串联补偿装置110互为备份的工作原理能够降低每个串联补偿装置110因在较高温度下工作或长时间进行补偿工作而损坏的可能，有利于延长每个串联补偿装置110的使用寿命，也有利于保障66kV配电网的串联补偿工作稳定可靠的执行，继而保障66kV配电网的稳定性以及输送能力。

下面对两串联补偿装置110互为备份的控制原理作具体介绍。

针对一串联补偿装置110，服务器130可预存储有一温度阈值、持续时长阈值和累计时长阈值，一般来说，实际应用时，66kV配电网中的串联补偿装置110选型相同，故服务器130中仅预存储一组温度阈值、持续时长阈值和累计时长阈值。温度阈值、持续时长阈值和累计时长阈值的具体数值可由串联补偿装置120的具体选型以及本领域技术人员的经验而定。

在66kV配电网投入运营起，针对每一相线路，服务器130即监控相应的串补监控装置120，并通过串补监控装置120采集该一相线路中每个串联补偿装置110的工作温度和补偿工作时长。

服务器130通过串补监控装置120的终端控制器A能够采集以及控制其中继电器K的线圈的状态，继电器K的线圈包含通电和断电两种状态，通电状态使相应的两个串联补偿装置110中的一个接入该一相线路（另一个由该一相线路断开），断电状态使相应的两个串联补偿装置110中该另一个接入该一相线路（该一个由该一相线路断开）。为方便描述，后续以服务器130输出控制信号“1”表示控制继电器K的线圈为通电状态，以服务器130输出控制信号“0”表示控制继电器K的线圈为断电状态。

预设服务器130在66kV配电网投入运营时起默认输出控制信号“0”，即默认以该一个串联补偿装置110接入该一相线路，则控制信号“0”对应的串联补偿装置110的工作温度为相应温度采集模块采集所得的工作温度，对应的串联补偿装置110的补偿工作时长为服务器130针对该一相线路的串补触发信号存在的时长。

若服务器130判断工作温度大于温度阈值或判断当前工作时长（反映本次串联补偿装置110持续进行补偿工作的时长）长于持续时长阈值，则由默认输出控制信号“0”切换至默认输出控制信号“1”，在默认输出控制信号“1”下同样在工作温度大于温度阈值或当前工作时长长于持续时长阈值时，再由默认输出控制信号“1”切换至默认输出控制信号“0”，如此往复，即可实现相应的两串联补偿装置110互为备份、条件触发切换工作。

在默认输出控制信号“0”下，服务器130判断相应的串联补偿装置110的累计工作时长是否长于累计时长阈值，即默认输出控制信号“0”下相应串联补偿装置110累计进行串联补偿工作的时长，若该累计工作时长长于累计时长阈值，则服务器130切换至默认输出控制信号“1”，并对1开始采集累计工作时长，在默认输出控制信号“1”的累计工作时长达到累计时长阈值后，再切换至默认输出控制信号“0”，并重新开始采集累计工作时长，如此往复。即累计工作时长仅表示控制信号默认输出的当前阶段相应的串联补偿装置110累计进行串联补偿工作的总时长。

综上，在服务器130的控制下，一相线路中默认可以以一串联补偿装置110进行串联补偿工作，在该一串联补偿装置110的工作温度和补偿工作时长满足预设条件时，即工作温度低于温度阈值、以及当前工作时长短于持续时长阈值（即本次补偿工作时长短于持续时长阈值）、以及累计工作时长短于累计时长阈值（即控制信号默认输出的当前阶段，累计串联补偿工作时长短于累计时长阈值），则继续控制默认可以以该一串联补偿装置110进行工作，否则控制切换至默认可以以另一串联补偿装置110进行串联补偿工作。

除两串联补偿装置110互为备份的 控制功能外，服务器130还具备对串联补偿装置110寿命预测的功能，下面对该功能进行介绍。

服务器130相对每一串联补偿装置预存储有初始寿命值及寿命消耗速度对照表。其中，初始寿命值为常量；寿命消耗速度对照表可理解为工作温度-寿命消耗速度的函数关系，在串联补偿装置110型号确定的情况下，本领域技术人员依据有限次实验可以得知该型号串联补偿装置110在指定工作温度下的使用寿命，从而确定串联补偿装置110的工作温度与寿命消耗速度的函数关系，即在串联补偿装置110的工作温度确定时，其寿命消耗速度也确定。

在本实施例中，寿命消耗速度对照表为分段函数，其自变量为多个温度区间，每个温度区间对应一个寿命消耗速度常量。

在66kV配电网投入使用后，针对每一串联补偿装置110来说，每一时刻的工作温度一定，相应的根据寿命消耗速度对照表确定所得的寿命消耗速度也一定，从而能够确定串联补偿装置110的每一时刻的寿命消耗量，对所有时刻寿命消耗量进行累加计算，即可得知串联补偿装置110的寿命消耗总量，以预存储的初始寿命值减去寿命消耗总量即可计算得知串联补偿装置110的剩余使用寿命。

服务器130还预存储有剩余寿命阈值，基于上述，服务器130能够实时获知串联补偿装置110的剩余使用寿命，在串联补偿装置110的剩余使用寿命小于剩余寿命阈值时，服务器130生成通知消息，该通知消息用于发送至供管理人员使用的移动终端设备140中，以通知管理人员及时对相应的串联补偿装置110进行检修更换。

当然，部分串联补偿装置110还带有自我保护以及自我监控功能，在应用该种串联补偿装置110时，服务器130可通过串补监控装置120监控串联补偿装置110，并在一串联补偿装置110出现异常故障时立即切换至另一串联补偿装置110工作、并生成通知消息发送至移动终端设备140，通知管理人员及时应对，通知服务器默认输出用于控制未故障的串联补偿装置110工作的控制信号，且不再受前述条件约束切换。

上述内容中，针对串联补偿装置110，无论是基于寿命预测的预检修，还是在确认一串联补偿装置110出现异常故障后的必要检修，另一串联补偿装置110均能够继续独立进行66kV配电网的串联补偿工作，有利于保障66kV配电网的串联补偿工作可靠进行。

图2示出了本申请实施例中应用于66kV配电网的串联补偿系统100的控制方法200的方法流程图。方法200可由图1中的服务器130执行。

参照图2，方法200包括以下步骤：

S210：默认以一串联补偿装置110进行串联补偿工作。

S220：判断该一串联补偿装置110的工作温度和补偿工作时长是否满足预设条件。

在S220中

根据该一串联补偿装置110的补偿工作时长确定该一串联补偿装置110的当前工作时长和累计工作时长；

判断该一串联补偿装置110的工作温度是否低于温度阈值、以及当前工作时长是否短于持续时长阈值、以及累计工作时长是否短于累计时长阈值；

若均判断为是，则判断该一串联补偿装置110的工作温度和补偿工作时长满足预设条件；否则判断为不满足。

S230：若是，保持默认以该一串联补偿装置110进行串联补偿工作；否则切换至默认以另一串联补偿装置110进行串联补偿工作。

方法200还包括以下步骤：

获取预存储的初始寿命值及寿命消耗速度对照表，寿命消耗速度对照表反映工作温度与寿命消耗速度的对应关系；

根据工作温度、补偿工作时长、初始寿命值及寿命消耗速度对照表确定剩余使用寿命；

判断剩余使用寿命是否小于剩余寿命阈值；

若是，则生成通知消息。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的方法的具体流程，可以参考前述系统实施例中的对应的工作过程，在此不再赘述。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (5)

1.一种应用于66kV配电网的串联补偿系统，其特征在于，包括：串联补偿装置（110）、串补监控装置（120）以及服务器（130）；

相对一相线路设置有一对串联补偿装置（110）；

一串补监控装置（120）相对所述一对串联补偿装置（110）设置，用于采集所述串联补偿装置（110）的工作温度和补偿工作时长；

所述服务器（130）被配置为：

默认以一串联补偿装置（110）进行串联补偿工作；

判断该一串联补偿装置（110）的工作温度和补偿工作时长是否满足预设条件；

若是，保持默认以该一串联补偿装置（110）进行串联补偿工作；否则切换至默认以另一串联补偿装置（110）进行串联补偿工作；

如此往复，即可实现一对串联补偿装置（110）互为备份、条件触发切换工作；

所述服务器（130）被进一步配置为：

根据该一串联补偿装置（110）的补偿工作时长确定该一串联补偿装置（110）的当前工作时长和累计工作时长；

判断该一串联补偿装置（110）的工作温度是否低于温度阈值、以及当前工作时长是否短于持续时长阈值、以及累计工作时长是否短于累计时长阈值；

若均判断为是，则判断该一串联补偿装置（110）的工作温度和补偿工作时长满足预设条件；否则判断为不满足；

所述服务器（130）被进一步配置为：

根据工作温度和补偿工作时长确定剩余使用寿命；

判断剩余使用寿命是否小于剩余寿命阈值；

若是，则生成通知消息；

所述服务器（130）被进一步配置为：

获取预存储的初始寿命值及寿命消耗速度对照表，所述寿命消耗速度对照表反映工作温度与寿命消耗速度的对应关系；

根据所述工作温度、补偿工作时长、初始寿命值及寿命消耗速度对照表确定所述剩余使用寿命。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述串补监控装置（120）包括：

两温度采集模块，分别用于采集所述一对串联补偿装置（110）的工作温度；

两触点开关组，分别用于控制所述一对串联补偿装置（110）与所在一相线路的连接；以及

终端控制器，分别连接所述两温度采集模块和两触点开关组，用于采集所述工作温度以及控制两触点开关组的启闭；所述终端控制器还连接所述服务器（130）。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述两触点开关组互锁，以使所述一串联补偿装置（110）接入所在一相线路时、另一串联补偿装置（110）由该一相线路断开。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述两触点开关组为同一继电器的常闭触点组和常开触点组，且所述常闭触点组和常开触点组机械互锁。

5.一种应用于66kV配电网的串联补偿系统的控制方法，其特征在于，相对一相设置一对串联补偿装置（110），所述方法包括：

默认以一串联补偿装置（110）进行串联补偿工作；

判断该一串联补偿装置（110）的工作温度和补偿工作时长是否满足预设条件；

若是，保持默认以该一串联补偿装置（110）进行串联补偿工作；否则切换至默认以另一串联补偿装置（110）进行串联补偿工作；

如此往复，即可实现一对串联补偿装置（110）互为备份、条件触发切换工作；

所述判断该一串联补偿装置（110）的工作温度和补偿工作时长是否满足预设条件的方法包括：

根据该一串联补偿装置（110）的补偿工作时长确定该一串联补偿装置（110）的当前工作时长和累计工作时长；

判断该一串联补偿装置（110）的工作温度是否低于温度阈值、以及当前工作时长是否短于持续时长阈值、以及累计工作时长是否短于累计时长阈值；

若均判断为是，则判断该一串联补偿装置（110）的工作温度和补偿工作时长满足预设条件；否则判断为不满足；

还包括：

获取预存储的初始寿命值及寿命消耗速度对照表，所述寿命消耗速度对照表反映工作温度与寿命消耗速度的对应关系；

根据所述工作温度、补偿工作时长、初始寿命值及寿命消耗速度对照表确定剩余使用寿命；

判断剩余使用寿命是否小于剩余寿命阈值；

若是，则生成通知消息。

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