CN113765222B - 一种用于空压站的改善电能质量的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于空压站的改善电能质量的系统及方法，属于空压站用电技术领域，包括服务器，服务器通信连接有调压模块，所述调压模块用于对空压站的输入电压进行调整，根据空压站的输入电压建立实时电压图，在实时电压图中设置电压调整线和趋势单元，当电压值超过电压调整线时，通过趋势单元评估电压曲线的走势，并将评估的走势标记在对应的评估点上；设置调压模型，将电压曲线和走势标记输入到调压模型中，获得调压值，根据调压值对空压站的输入电压进行调整；通过先评估电压的走势，为后续的电压调整提供依据，可以最大程度的减少调整次数。

Description

一种用于空压站的改善电能质量的系统及方法

技术领域

本发明属于空压站用电技术领域，具体是一种用于空压站的改善电能质量的系统及方法。

背景技术

空压站就是压缩空气站，由空气压缩机、储气罐、空气处理净化设备、冷干机组成。压缩空气作为工业生产上最环保的动力源，广泛用于医药、食品、机械、电子、塑胶、纺织、电力、建材等各行各业，气压与电压、油压相比，有得天独厚的优势，它取之不尽，用之不竭，基本上每一个工厂都会配备一个空压站。

但是目前在空压站的使用过程中，发现电能质量对空压站的运行具有极大的影响，电能质量不合格可能会导致空压站内的设备出现故障，不能正常运行，电能质量不合格主要是指导致电力用户设备故障或不能正常运行的电压、电流幅值或频率偏差，它是电力系统运行状态的具体表现。电能质量是现代电力系统不可或缺的考核指标，其关系到电网能否安全运行，是用户正常用电的重要保证。

因此目前亟需提出一种用于空压站的改善电能质量的系统及方法，改善空压站内的电能质量。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种用于空压站的改善电能质量的系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于空压站的改善电能质量的系统，包括服务器，服务器通信连接有调压模块，所述调压模块用于对空压站的输入电压进行调整，具体方法包括：

根据空压站的输入电压建立实时电压图，在实时电压图中设置电压调整线和趋势单元，当电压值超过电压调整线时，通过趋势单元评估电压曲线的走势，并将评估的走势标记在对应的评估点上；

设置调压模型，将电压曲线和走势标记输入到调压模型中，获得调压值，根据调压值对空压站的输入电压进行调整。

进一步地，电压调整线为实时电压图中平行的两条直线。

进一步地，服务器通信连接有电源分析模块，所述电源分析模块用于对空压站的使用电源进行分析，具体方法包括：

获取空压站所在地的区域信息，进而获得区域信息内的电源种类，标记为i；设置电源影响系数Pi，获取电源的架设造价Li，获取电源单价Ki，根据公式

获得优先值Qi，根据优先值Qi的高低进行排序，形成优先值表，将优先值表发送给用户。

进一步地，b1、b2、b3均为比例系数，取值范围均为(0,1)。

进一步地，服务器通信连接有设备分析模块，所述设备分析模块用于对空压站内的使用设备进行分析，具体方法包括：

获取空压站内的设备名单和必要设备名单，进而获得非必要设备名单，将非必要设备标记为分析设备；

获取分析设备的谐波信息，将产生谐波的分析设备标记为谐波设备，从互联网中获取同功能且不产生谐波的设备信息，整理标记为替换设备，设置相似度模型，获取替换设备的设备信息和对应分析设备的设备信息，整合标记为相似输入数据，将相似输入数据输入到相似度模型中，获得替换设备的相似度值，设置相似度推荐值；

将相似度值超过相似度推荐值的替换设备整合输入设备替换推荐表，将设备替换推荐表发送给用户。

进一步地，设备信息包括外形、体积、价格。

进一步地，实时获取用户对空压站内的替换信息，替换信息包括替换完成和替换未完成，当获取到替换完成时，在空压站内设置有源电力滤波器。

一种用于空压站的改善电能质量的方法，具体方法包括：

步骤一：对空压站的使用电源进行分析，并向用户推荐电源；

步骤二：替换空压站内产生谐波的设备，并进行谐波抵消；

步骤三：调整空压站的输入电压。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种用于空压站的改善电能质量的系统，包括电源分析模块、设备分析模块、调压模块和服务器；电源分析模块、设备分析模块和调压模块均与服务器通信连接；

所述电源分析模块用于对空压站的使用电源进行分析，使用电源即为空压站可以使用的电源，具体方法包括：

获取空压站所在地的区域信息，空压站所在地的区域信息即为空压站所在地内的电源信息，电源信息包括分布式电源、非分布式电源及对应的具体电源种类，进而获得区域信息内的电源种类，标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；

设置电源影响系数Pi，电源影响系数Pi由专家组根据各种分布式电源和非分布式电源对电能质量的影响大小进行设置的，因为当前对电能质量的重要影响因素之一就是分布式电源，受环境和气候条件、用户需求等因素的影响，分布式电源的起停与投切，其不确定性易造成配电网明显的电压波动和闪变；同时，分布式电源的控制设备和反馈环节的相互作用也会直接或间接引起电压闪变，因此需要预估空压站的可用电源对电能质量的影响，作为一个重要的参考方向；获取电源的架设造价Li，电源的架设造价Li即为将电源接通到空压站内的造价，为预估费用，相当于工程造价；获取电源单价Ki，根据公式

获得优先值Qi，其中b1、b2、b3均为比例系数，取值范围均为(0,1)；根据优先值Qi的高低进行排序，形成优先值表，将优先值表发送给用户；用户根据优先值表进行选择空压站使用的电源；

通过结合实际情况，为用户推荐合适的电源，从源头提高电能质量；

所述设备分析模块用于对空压站内的使用设备进行分析，具体方法包括：

获取空压站内的设备名单和必要设备名单，必要设备指的是空压站内必须存在且不可更换的设备，例如空压机就是必要设备，照明设备就是非必要设备，可以进行替代或更换；进而获得非必要设备名单，将非必要设备标记为分析设备；

获取分析设备的谐波信息，谐波信息即为对应的分析设备是否会产生谐波、产生谐波的大小、多少；将产生谐波的分析设备标记为谐波设备，例如节能灯，从互联网中获取同功能且不产生谐波的设备信息，并整理标记为替换设备，设置相似度模型，相似度模型是通过神经网络模型训练获得的，以替换设备的设备信息、对应分析设备的设备信息和对应设置的相似度为训练集，进行训练的，设备信息包括外形、体积、价格，外形指的是设备的轮廓；设置相似度是本领域的常规技术，因此在本发明中不进行详细叙述，获取替换设备的设备信息和对应分析设备的设备信息，整合标记为相似输入数据，将相似输入数据输入到相似度模型中，获得替换设备的相似度值，设置相似度推荐值，相似度推荐值由用户的技术人员进行讨论设置，且在用户设置前，会有一个初始相似度推荐值，初始相似度推荐值是根据大数据统计的同系统内用户设置的相似度推荐值的一个平均值；

将相似度值超过相似度推荐值的替换设备整合输入表格中，并标记为设备替换推荐表，将设备替换推荐表发送给用户；通过降低能够产生谐波的设备使用，提高电能质量；

实时获取用户对空压站内的替换信息，替换信息包括替换完成和替换未完成，当获取到替换完成时，在空压站内设置有源电力滤波器，有源电力滤波器的型号可以是ANAPF150-380/BGL，用于对动态变化的谐波电流进行实时跟踪和补偿，改善空压站内的电能质量。

所述调压模块用于对空压站的输入电压进行调整，具体方法包括：

实时获取空压站的输入电压，并根据获取的输入电压建立实时电压图，在实时电压图中设置电压调整线，为平行的两条直线，电压调整线根据空压站内空压机的使用电压区间进行设置的，使用电压区间是由专家组根据空压机的规格型号和性能进行设置的，在实时电压图中设置趋势单元，当电压值超过电压调整线时，相当于不在两个电压调整线之间，通过趋势单元评估电压曲线的走势，电压曲线即为实时电压图中的电压值线，上述走势包括上升趋势、下降趋势和平和趋势；并将评估的走势标记在对应的评估点上，评估点即为在哪个电压曲线的点进行评估的；

趋势单元实时评估电压曲线的走势的原理即为机器学习的原理，通过设置单位区段时间，单位区段时间即为在评估点之前的一段时间，且大于三分钟，获取历史实时电压图中单位区段时间内的趋势信息，趋势信息包括电压值曲线、评估点电压、评估点时间和对应的评估点接下来的走势，评估有效时间大于五分钟，小于十分钟，评估的走势是评估有效时间内的走势；以若干个趋势信息为训练集对神经网络模型进行训练，最终获得趋势单元，再通过趋势单元实时评估电压曲线的走势；

设置调压模型，将电压曲线和走势标记输入到调压模型中，获得调压值，根据调压值对空压站的输入电压进行调整；调压模型为神经网络模型，是以电压曲线、走势标记和对应设置的调压值为训练集进行训练的。

通过先评估电压的走势，为后续的电压调整提供依据，可以最大程度的减少调整次数，例如：走势为下降趋势，在上电压调整线时，就可以不调整，电压会自动降下来，在下电压调整线时，可以最大程度的进行电压调高，避免调高一点，后面很快又过线了，导致频繁的调整，影响电能质量，因为调整电压的同时，对电能质量也有影响，因此需要减少调整的次数。

一种用于空压站的改善电能质量的方法，具体方法包括：

步骤一：对空压站的使用电源进行分析，并向用户推荐电源；

获取空压站所在地的区域信息，进而获得区域信息内的电源种类，标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；

设置电源影响系数Pi，获取电源的架设造价Li，获取电源单价Ki，根据公式

获得优先值Qi，其中b1、b2、b3均为比例系数，取值范围均为(0,1)；根据优先值Qi的高低进行排序，形成优先值表，将优先值表发送给用户；

步骤二：替换空压站内产生谐波的设备，并进行谐波抵消；

获取空压站内的设备名单和必要设备名单，进而获得非必要设备名单，将非必要设备标记为分析设备；

获取分析设备的谐波信息，将产生谐波的分析设备标记为谐波设备，从互联网中获取同功能且不产生谐波的设备信息，并整理标记为替换设备，设置相似度模型，设备信息包括外形、体积、价格；获取替换设备的设备信息和对应分析设备的设备信息，整合标记为相似输入数据，将相似输入数据输入到相似度模型中，获得替换设备的相似度值，设置相似度推荐值；

将相似度值超过相似度推荐值的替换设备整合标记为设备替换推荐表，将设备替换推荐表发送给用户；

实时获取用户对空压站内的替换信息，替换信息包括替换完成和替换未完成，当获取到替换完成时，设置有源电力滤波器。

步骤三：调整空压站的输入电压；

实时获取空压站的输入电压，并根据获取的输入电压建立实时电压图，在实时电压图中设置电压调整线，在实时电压图中设置趋势单元，当电压值超过电压调整线时，通过趋势单元评估电压曲线的走势，并将评估的走势标记在对应的评估点上；

设置调压模型，将电压曲线和走势标记输入到调压模型中，获得调压值，根据调压值对空压站的输入电压进行调整。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。

另对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (6)

1.一种用于空压站的改善电能质量的系统，包括服务器，其特征在于，服务器通信连接有调压模块，所述调压模块用于对空压站的输入电压进行调整，具体方法包括：

根据空压站的输入电压建立实时电压图，在实时电压图中设置电压调整线和趋势单元，当电压值超过电压调整线时，通过趋势单元评估电压曲线的走势，并将评估的走势标记在对应的评估点上；

设置调压模型，将电压曲线和走势标记输入到调压模型中，获得调压值，根据调压值对空压站的输入电压进行调整；

服务器通信连接有电源分析模块，所述电源分析模块用于对空压站的使用电源进行分析，具体方法包括：

获取空压站所在地的区域信息，进而获得区域信息内的电源种类，标记为i；设置电源影响系数Pi，获取电源的架设造价Li和电源单价Ki，根据公式

获得优先值Qi，根据优先值Qi的高低进行排序，形成优先值表，将优先值表发送给用户；b1、b2、b3均为比例系数，取值范围均为（0,1）。

2.根据权利要求1所述的一种用于空压站的改善电能质量的系统，其特征在于，电压调整线为实时电压图中平行的两条直线。

3.根据权利要求1所述的一种用于空压站的改善电能质量的系统，其特征在于，服务器通信连接有设备分析模块，所述设备分析模块用于对空压站内的使用设备进行分析，具体方法包括：

获取空压站内的设备名单和必要设备名单，进而获得非必要设备名单，将非必要设备标记为分析设备；

获取分析设备的谐波信息，将产生谐波的分析设备标记为谐波设备，从互联网中获取同功能且不产生谐波的设备信息，整理标记为替换设备，设置相似度模型，获取替换设备的设备信息和对应分析设备的设备信息，整合标记为相似输入数据，将相似输入数据输入到相似度模型中，获得替换设备的相似度值，设置相似度推荐值；

将相似度值超过相似度推荐值的替换设备整合输入设备替换推荐表，将设备替换推荐表发送给用户。

4.根据权利要求3所述的一种用于空压站的改善电能质量的系统，其特征在于，设备信息包括外形、体积、价格。

5.根据权利要求3所述的一种用于空压站的改善电能质量的系统，其特征在于，实时获取用户对空压站内的替换信息，替换信息包括替换完成和替换未完成，当获取到替换完成时，在空压站内设置有源电力滤波器。

6.一种用于空压站的改善电能质量的方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5中任意一项所述的一种用于空压站的改善电能质量的系统，改善电能质量的方法包括：

步骤一：对空压站的使用电源进行分析，并向用户推荐电源；

步骤二：替换空压站内产生谐波的设备，并进行谐波抵消；

步骤三：调整空压站的输入电压。

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