CN114566949A

CN114566949A - 多串和多级电容器组的灵敏的基于阻抗的串保护

Info

Publication number: CN114566949A
Application number: CN202111419881.7A
Authority: CN
Inventors: H·朱伊巴里莫哈达姆; I·沃罗
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co PLC
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2022-05-31
Also published as: EP4007101A1; CA3140357A1; US20220173587A1; US11336084B1

Abstract

一种用于电功率系统的保护和监测系统、装置和方法，包括在每个相中具有多个串的电容器组、电压和电流测量装置以及用于保护这个电容器组的继电器。每个串可以具有多个电容器单元，并且每个单元可以由多个电容器元件组成。所述方法可以包括：使用所获得的电流和电压来确定稳态操作条件、计算每个串的当前时间阻抗值并将其存储到存储器中、计算串标幺值阻抗增量、至少部分地基于这个增量来检测电容器元件故障并且为每个事件计算故障电容器元件的数量、累积故障电容器元件的数量以及当健康电容器元件受到过电压限制时执行保护动作。由于老化、温度变化、仪表变换器误差、数据采集中的不准确性以及固有的制造不平衡，所述方法可以对于电容器变化固有地不受影响或者以别的方式不敏感。

Description

多串和多级电容器组的灵敏的基于阻抗的串保护

技术领域

本公开涉及功率系统，并且更特别地涉及用于多串和多级电容器组的灵敏的基于阻抗的串保护的系统、装置和方法。

背景技术

传统的并联（shunt）电容器组可以提供功率因数校正和电容性无功补偿。这些电功率系统资产可以帮助控制通过系统的无功功率流并且进一步控制功率系统母线上的电压。例如，电容器组可以安装在功率系统中的传输、子传输和分配功率系统母线上。当电容器组由于故障而停止使用时，这可能妨碍功率系统的可靠操作。因此，电容器组的故障时间应该尽可能地最小。

电容器组可根据类型、配置、大小和电压电平而变化。IEEE标准IEEE C37.99定义了不同的电容器组类型、配置以及用于保护并联电容器组免于故障的保护方法。电容器组可以由串联和/或并联连接的多个电容器单元构成，其中每个单元可以具有多个电容器元件。由于电容器元件的相对大的数量，IEEE标准C37.99规定了用于相对早地检测电容器元件故障的灵敏的保护方法，以便减轻关于剩余的健康电容器元件的问题，这可以最小化电容器元件故障的影响。

大多数常规电容器组是无熔型的，其中电容器罐在每个相中并联连接的多个串中串联连接。这类系统可以使用电流和电压传感器来提供电容器组保护。通常的保护实践是要测量每个相电流。然而，这可能影响保护灵敏度并且可能导致保护误操作。

发明内容

本发明提供一组技术方案，如下。

技术方案1. 一种方法，包括：

接收对于功率系统中的电容器组串的一个或多个电压值和一个或多个电流值；

确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在第一时间满足稳态标准；

基于确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在所述第一时间满足所述稳态标准来计算所述电容器组串的第一阻抗，并且将所述第一阻抗存储在存储装置中；

确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在第二时间满足稳态标准；

基于确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在所述第二时间满足所述稳态标准来计算所述电容器组串的第二阻抗，并且将所述第二阻抗存储在所述存储装置中；

基于所述第一阻抗和所述第二阻抗来计算串标幺值阻抗增量；

确定所述串标幺值阻抗增量超过阈值；

基于确定所述串标幺值阻抗增量超过所述阈值多少来计算所述电容器组串中的故障电容器元件的数量；以及

执行所述功率系统中的保护动作。

技术方案2. 如技术方案1所述的方法，其中，所述稳态标准包括标幺值增量电压量值小于阈值，并且其中所述稳态标准进一步包括基于对于所述电容器组串的参考阻抗值来确定的阻抗区域，并且其中独立于对于第二电容器组串的阻抗区域来调整对于所述电容器组串的所述阻抗区域。

技术方案3. 如技术方案1所述的方法，其中，所述存储装置包括循环缓冲器，其中计算所述串标幺值阻抗增量进一步基于确定阈值数量的阻抗值存储在所述存储装置中，并且其中所述阻抗值的阈值数量基于所述循环缓冲器自所述循环缓冲器的先前擦除以来是满的。

技术方案4. 如技术方案1所述的方法，其中，所述串标幺值阻抗增量包括存储在所述存储装置中的最旧阻抗值与存储在所述存储装置中的当前阻抗值之间的差。

技术方案5. 如技术方案1所述的方法，其中，所述阈值基于所述电容器组串中的电容器元件的数量。

技术方案6. 如技术方案1所述的方法，其中，计算所述电容器组串中的所述故障电容器元件的数量进一步基于确定给定数量的连续串标幺值阻抗增量大于所述阈值。

技术方案7. 如技术方案1所述的方法，进一步包括报告所述电容器组串中的所述故障电容器元件的数量。

技术方案8. 如技术方案1所述的方法，其中，执行所述保护动作进一步基于确定所述电容器组串中剩余的健康电容器元件上的过电压。

技术方案9. 如技术方案1所述的方法，当故障电容器元件的数量小于引起过电压的故障元件的预定义数量时，存储这个数量以用于进一步累积，直到累积数量超过用于保护动作的预定义阈值。

技术方案10. 如技术方案1所述的方法，其中，所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值直接从电流和电压换能器或者从合并单元的采样值获得。

技术方案11. 一种系统，包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储装置，所述至少一个存储装置用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器：

确定所述串标幺值阻抗递增量超过阈值；

执行所述功率系统中的保护动作。

技术方案12. 如技术方案11所述的系统，其中，所述稳态标准包括标幺值增量电压量值小于阈值，并且其中所述稳态标准进一步包括基于对于所述电容器组串的参考阻抗值来确定的阻抗区域，并且其中独立于对于第二电容器组串的阻抗区域来调整对于所述电容器组串的所述阻抗区域。

技术方案13. 如技术方案11所述的系统，其中，所述存储器包括循环缓冲器，其中计算所述串标幺值阻抗增量进一步基于确定阈值数量的阻抗值存储在所述存储装置中，并且其中所述阻抗值的阈值数量基于所述循环缓冲器自所述循环缓冲器的先前擦除以来是满的。

技术方案14. 如技术方案11所述的系统，其中，所述串标幺值阻抗增量包括存储在所述存储器中的最旧阻抗值与存储在所述存储装置中的当前阻抗值之间的差。

技术方案15. 如技术方案11所述的系统，其中，所述阈值基于所述电容器组串中的电容器元件的数量。

技术方案16. 如技术方案11所述的系统，其中，计算所述电容器组串中故障电容器元件的数量进一步基于确定给定数量的连续串标幺值阻抗增量大于所述阈值。

技术方案17. 如技术方案11所述的系统，进一步包括报告所述电容器组串中的所述故障电容器元件的数量。

技术方案18. 如技术方案11所述的系统，其中，执行所述保护动作进一步基于确定所述电容器组串中剩余的健康电容器元件上的过电压。

技术方案19. 如技术方案11所述的系统，当故障电容器元件的数量小于引起过电压的故障元件的预定义数量时，存储这个数量以用于进一步累积，直到累积数量超过用于保护动作的预定义阈值。

技术方案20. 如技术方案11所述的系统，其中，所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值直接从电流和电压换能器或者从合并单元的采样值获得。

附图说明

图1描绘根据本公开的一个或多个示例实施例的示例系统的示意图。

图2描绘根据本公开的一个或多个示例实施例的示例电容器组的示意图。

图3描绘根据本公开的一个或多个示例实施例的示例电容器组的示意图。

图4描绘根据本公开的一个或多个示例实施例的在本文中所描述的方法的操作期间的示例存储器。

图5描绘根据本公开的一个或多个示例实施例的保护方法操作特性的示例可视化。

图6描绘根据本公开的一个或多个示例实施例的示例方法。

图7描绘根据本公开的一个或多个示例实施例的示例计算系统和装置架构的示意图。

下面的详细描述参考上述附图进行阐述。提供附图仅用于说明的目的，并且仅描绘本公开的示例实施例。提供附图，以便促进本公开的理解，并且不应视为限制本公开的广度、范围或者适用性。在附图中，参考数字的最左边的（一个或多个）数位（digit）可以标识其中参考数字首次出现的附图。使用相同的参考数字指示类似的，但不一定相同或者同一部件。然而，也可以使用不同的参考数字来标识类似的组件。各种实施例可以利用除附图中图示的元件或组件之外的元件或组件，并且一些元件和/或组件可以不存在于各种实施例中。取决于上下文，使用单数术语来描述组件或元件可以包含复数个这样的组件或元件，并且反之亦然。

具体实施方式

概述

本公开尤其可涉及用于多串和多级电容器组的灵敏的基于阻抗的串保护的系统、装置和方法。在一些实例中，这样的多串和多级电容器组可以在诸如图1中所描绘的示例功率系统（以及任何其它功率系统）之类的功率系统中找到。电容器单元可以包括电容器元件，并且当电容器单元例如从相连接到中性连接串联连接时可以形成电容器串（这些电容器单元、电容器元件和电容器串可以在图2-3中例示）。为了检测每个电容器串中的一个或多个电容器元件的故障并且防止电容器串中的健康电容器元件在连续过电压下操作，可以使用灵敏的保护方法。下面可以更详细地描述这个保护方法。

在一些实施例中，保护方法可以包括最初获得电容器串和单元设计信息。这可以包括例如电容器单元额定值（诸如标称电压和无功功率）以及每个串中串行电容器单元的数量。在一些实例中，这个信息可以是电容器组图和说明书文件中可获得的。该方法还可包括获得相电压和串电流数据。相电压和串电流数据可以直接从电流和/或电压换能器或从来自一个或多个合并单元（例如，如图3中所描绘的）的采样值获得。合并单元可以符合IEC61850标准，并且可以提供模拟信号到数字信号的转换，其中采样的模拟数据出于保护、控制和计量的目的经由网络从合并单元流到保护继电器。

在一些实施例中，一旦获得相电压和串电流信息，该方法还可以包括确定所获得的电压和电流数据是否满足一个或多个稳态标准。功率系统稳态标准可涉及确保算法在功率系统扰动期间不在获得电流和电压，以便不影响方法性能。稳态操作条件的一个示例可以包括当母线电压的当前和先前测量的量值之间的差不超过阈值量（例如，约1％）时。如图2中所描绘的，电容器串可以连接到母线。当确定所获得的电压和电流数据满足一个或多个稳态标准时，当前时间被认为是稳态操作条件，并且可以计算串阻抗值并将其存储在存储器（例如，图4中所描绘的缓冲器）中。例如，串阻抗值可以包括从电容器串的电压和电流的基频相量导出的阻抗的量值（magnitude）。串阻抗值可表示整个电容器串的阻抗，其中相对地电压和串电流可用于计算此阻抗。串阻抗值也可以是至少部分地基于电容器串的标称电抗的串标幺值（per unit）阻抗。另外，存储器可以采取例如预定大小的先进先出（FIFO）缓冲器的形式。例如，为了每个功率周期执行X次并且覆盖Y个周期的跨度，缓冲器大小可适合于独立存储：对于每个串的（X乘以Y）阻抗值。所存储的值可能来自随后的执行或者由于稳态条件监控而具有短的时间差。通常，值对于在若干小时内的计算可能是有效的，但是为了最大灵敏度，如果稳态时间中的间隙超过阈值时间段（例如大约20秒或任何其它阈值时间），则可以擦除缓冲器。

在一些实施例中，当获得的电压和/或电流满足稳态标准以确保正确地计算串阻抗值并且确保瞬态不影响串阻抗的计算时，可以执行当前时间串阻抗值计算。功率系统瞬态可能影响相量测量的准确性；因此，减少瞬态的影响可能是有益的。这个方法可以包括测量阻抗中的小变化（例如2％或更小），因此它对于精确测量阻抗值可能是有益的。例如，系统故障可能引起基频相量计算中的扰动，并且它可能有益于检测这类瞬态。电容器元件故障可能导致串电流的非常轻微的变化（例如距离电容器故障之前的串电流2％或更少的变化），但是诸如相到相电弧故障之类的主要故障可能导致电压和串电流值的显著变化。因此，可能需要灵敏的保护来用于检测可能在稳态条件期间发生的电容器元件故障。

在一些实施例中，稳态标准还可以包括对于串阻抗的范围。当测量不满足稳态组操作标准时，这可以进一步阻止运行增量计算器。例如，可以基于以下中的一些或所有来确定稳态阻抗区域的边界：对于每个电容器串的最大制造公差（这可以在为每个串组合件选择电容器单元的过程中被最小化）、对电容的最大温度影响、测量误差和/或灵敏的保护算法的范围内的故障的最大数量。来自所述串的标称电容电抗的此类公差带的示例可包括对于制造公差的约0.5％，以及对于在高端（诸如约＋55℃）或低端（诸如约-55℃）温度边界处操作的约3％。此外，电容器元件故障保护方法关注（look after）较小的内部故障（其可能不能通过其它方式来检测并且是影响小于约10％的串阻抗的电容器故障）。结果，假设所有最大公差在彼此顶部的最坏情况，可以为电容器组的稳态操作限定范围。为了对于稳定状态条件的最大灵敏度，可以例如通过在电容器串中检测每个故障之后调整稳态条件边界来单独地更严格地选择对于每个电容器串的范围。

在一些实施例中，当足够数量的串阻抗值被存储在存储器中时，该方法可以包括为每个电容器串计算标幺值阻抗增量。这个增量可以从存储在存储器中的最旧串阻抗值和存储在存储器中的当前时间串阻抗值之间的差导出，并且可以在标幺值的最旧值中。例如，当将串阻抗的量值存储在存储器中时，串标幺值阻抗增量可以是：

等式1

对于无熔和未熔电容器组，电容器故障模式可以包括短路。因此，阻抗的绝对值中的“减小”可能是电容器元件故障的标志。检测的另一变化可以是使用存储在存储器中的最旧串阻抗值和当前串阻抗值之间的差的绝对值，而不是上面所示的标幺值计算。因为增量可以从存储的串阻抗（其可以都是存储器中最近的记录）导出，所以该方法可以对于由于老化或温度变化引起的电容器变化固有地不受影响或者以别的方式不灵敏。此外，因为至少部分地基于增量进行操作，所以该方法可以固有地不受固有的制造不平衡的影响，并且可以对于仪表变换器误差和数据采集中的不准确性不受影响或者以别的方式不灵敏。

在一些实施例中，当确定对于电容器串的标幺值阻抗增量超过阈值时，它可以是电容器串中的电容器元件故障的标志。假设电容器元件已经发生故障，则存储在存储器（例如，FIFO缓冲器）中的最近数据条目可以包括针对电容器故障时刻的所存储的阻抗值。在检测到的电容器元件故障的时间之前存储在存储器中的标幺值阻抗值与在检测到的电容器元件故障之时和之后存储在存储器中的标幺值阻抗值之间的标幺值差可以高于阈值。例如，可以使用所述串中串行电容器元件的数量来预定阈值。这可以由用户来计算或者例如由保护装置使用以下参考值来自动计算：

等式2

其中N可以是所述串中串行电容器元件的数量，并且n可以是按电容器组设计的每个电容器单元中电容器元件（或者等效串行群组）的数量。实际上，阈值应该低于这个参考（例如，其值的大约80％-90％）来设置。

为了更高的安全性，该方法可以等待，直到增量高于阈值达时间延迟。例如，这可以包括多个后续执行。一旦安全性时间延迟已经过去，电容器故障就由保护装置指示，并且可以计算出故障电容器元件或者等效串行群组的数量。例如，当对于标幺值增量的基值是存储器的最旧值时，可以通过找到最接近下列的整数来将标幺值增量值转换为故障电容器元件的数量：

等式3

其中，N_Failure表示故障电容器元件的计算数量，并且（N×n）表示所述串中串行电容器元件的总数量，其可以是按电容器组的设计的电容器串中串行电容器单元的数量（N）乘以每个电容器单元中电容器元件（或者等效串行群组）的数量（n）。在等式3中，（N×n）也可以为了更高的准确性而被补偿，例如，在故障电容器元件的先前累积数量可用的情况下，可以从（N×n）中减去它，以考虑先前检测到的故障电容器元件。可指示电容器元件故障事件，并且接着可进一步累积故障电容器元件的累积数量并将其存储在存储器中。故障电容器元件值的所存储的累积数量可以等于其过去的值加上故障电容器元件的新检测到的事件的数量。当第一次保护电容器组时，该方法可以获得故障电容器元件的已知数量。然后可以将该值写为对于故障电容器元件的累积数量的初始记录值。此外，该方法可以利用用于计算故障电容器元件的数量的值来更新存储器值。例如，如果仅当前Zop值用于此目的，则可以将指示故障电容器元件状态的当前阻抗值写到那个电容器串的所有存储器记录。在这样的情况下，存储器可以包括指示电容器元件故障的所有值。这样，可以将用于检测的安全性时间延迟设置为小于存储器持续时间的任何时间（当稳态条件连续时由缓冲器覆盖的时间跨度）。此外，取决于为等式3中的Zop选择什么值（是最近值的平均值还是当前值），如果另一故障已经影响实时缓冲器，则它可以针对故障电容器元件的数量仅被计数一次。

当健康电容器元件受到过电压限制时，可以执行保护动作，诸如断开电容器组。该决定可以至少部分地基于故障电容器的累积数量或者类似的量，诸如累积故障阻抗百分比，或在剩余的健康电容器上的电压应力的任何其它等效测量。例如，可以按以下等式来计算过电压量：

等式4

其中，N×n可以是如上文所解释的电容器串中的总串行电容器元件，并且ACC_N_Failure可以是故障电容器元件的累积数量。通常，当连续操作电压超过约110％时，可将电容器组取出不用，以用于维护（例如，替换具有故障电容器元件的电容器单元）。例如，保护动作阈值还可以包括每当故障电容器元件的累积数量等于或超过单元内的元件（或元件的串行群组）的数量时。这种条件可以指示电容器单元端子到壳体（terminal-to-case）的故障。在替换有故障电容器单元之后，可以相应地从存储器中清除故障电容器元件记录的累积数量。例如，该方法的操作特性可以在图5中的增量平面（阻抗轴）中示出。用于通过串标幺值阻抗增量来检测电容器故障的阈值可以被示出为围绕原点的最内圆。故障电容器元件数量的累积数量（或其等同物）可以映射到如由虚线圆所示的相同平面。对于保护动作阈值或其它类似的阈值（诸如用于当达到过电压中的警告级别时的视觉指示器激活的阈值），可以进行相同的映射。

说明性系统

返回到图1，示出了根据本公开的一个或多个实施例的示例系统100。系统100可描绘示例功率系统，在所述示例功率系统中可包括电容器组，所述电容器组包括本文中所描述的电容器单元的串。在一些实施例中，系统100可以至少包括传输系统102、子传输系统104、一个或多个变压器106以及一个或多个分配系统线路108。系统100还可以包括诸如例如在传输系统102和/或子传输系统104中的如本文中所描述的一个或多个电容器组110。电容器组110也可以类似地位于示例系统100的任何其它部分处。电容器组110可以提供功率因数校正和电容性无功补偿。电容器组110可以是对于控制通过系统100的无功功率流和对于控制功率系统母线上的电压所要求的重要电功率系统资产。

图2-3分别描绘了示例电容器组200和电容器组300的示意图。电容器组200可例示图1的系统100中所描绘的电容器组110以及本文中所描述的任何其它电容器组。在一些实施例中，电容器组200可以包括一个或多个电容器串（例如，电容器串204、电容器串206、电容器串208、电容器串210以及任何其它数量的电容器串）。电容器串可包括一个或多个电容器单元（例如，电容器串204可包括电容器单元212、214…N以及任何其它数量的电容器单元）。电容器单元又可以包括一个或多个电容器元件，其可以在下面所描述的图3中进一步描绘。电容器组200中的电容器串可连接到母线202。在一些实例中，电容器组200还可以包括用于捕获与电容器单元、电容器串或者个体电容器元件的操作有关的数据的一个或多个传感器。例如，电容器组200可以包括一个或多个电压传感器216和/或一个或多个电流传感器218，以及任何其它类型的传感器。电容器组200还可以配备有一个或多个保护继电器220，其可以用于在电容器元件故障的情况下保护电容器组。

在一些实施例中，图3中所描绘的电容器组300可类似于图2中所描绘的电容器组200。例如，电容器组300可以包括一个或多个电容器串（例如，电容器串302），所述电容器串又可以包括一个或多个电容器单元（例如，至少电容器单元304）。图3还可描绘如包括一个或多个电容器元件（例如，电容器元件306）的示例电容器单元304的更详细描绘。另外，如图中所描绘的，电容器单元中的电容器元件可以形成为群组，诸如串行群组308。串行分组的目的可以是要实现单元的电容性无功功率额定值。电容器组300还可以不同于电容器组200，因为电容器组300可以包括一个或多个罗果夫斯基（Rogowski）线圈310、一个或多个合并单元312和/或计算装置314。罗果夫斯基线圈是用于测量通过由环形线圈环绕的缆线的交流电的线的环形线圈。由于尺寸小且便于安装以用于电容器组串电流测量，罗果夫斯基线圈是有益的。罗果夫斯基线圈的输出信号可通过合并单元用于提供符合IEC 61850的采样值中的测量电流。计算装置314可以包括具有处理模块的保护继电器，其用于使用所获取的采样值用于运行电容器串保护方法，并且最终在需要时启动保护动作。

图4描绘在本文中所描述的方法期间的存储器400（例如，FIFO缓冲器）的内容的示例。如附图中所描绘的，包括字母“H”的存储器条目可以存储为对于电容器故障时刻之前的阻抗值，并且包括字母“F”的存储器条目可以存储为在电容器故障时刻时和之后的阻抗值。应当注意的是，使用字母“H”和“F”仅仅是为了说明的目的，并且存储在存储器中的实际数据相反可以包括阻抗或者其它值。在一些实施例中，当确定对于电容器串的标幺值阻抗增量超过阈值时，它可以是电容器串中的电容器元件故障的标志。假设电容器元件已经发生故障，则存储在存储器400中的最近数据条目410可以包括对于电容器故障时刻的所存储的阻抗值（如可以由包括在存储器400中的最近数据条目410中的字母“F”所示）。在检测到的电容器元件故障的时间之前存储在存储器中的标幺值阻抗值与在检测到的电容器元件故障的时间之时和之后存储在存储器中的标幺值阻抗值之间的标幺值差可以高于阈值。例如，可以使用所述串中的串行电容器元件的数量来预先确定阈值。这可以例如使用上面的等式2自动计算或者由用户计算。

继续图4，为了更高的安全性，该方法还可以等待直到增量高于阈值达时间延迟。这可以在存储器状态412中描绘。例如，这可以包括多个后续执行。一旦安全性时间延迟已经过去，电容器故障可由保护装置指示，并且可计算出故障电容器元件或者等效串行群组的数量。例如，当对于标幺值增量的基值是存储器最旧值时，可以通过找到最近的整数（例如通过使用上面的等式3）来将标幺值增量值转换为故障电容器元件的数量。可指示电容器元件故障事件，并且接着可进一步累积故障电容器元件的累积数量并且将其存储在存储器400中。故障电容器元件值的所存储的累积数量可以等于其过去的值加上故障电容器元件的新检测到的事件的数量。当第一次保护电容器组时，该方法可以包括获得故障电容器元件的已知数量。然后可以将该值写为对于故障电容器元件的累积数量的初始记录值。此外，该方法可以包括利用用于计算故障电容器元件的数量的值来更新存储器值。例如，如果仅当前Zop值用于此目的，则可以将指示故障电容器元件状态的当前阻抗值写到那个电容器串的所有存储器记录。在这样的情况下，存储器可以包括指示电容器元件故障的所有值。这样，可以将用于检测的安全性时间延迟设置为小于存储器持续时间的任何时间（当稳态条件连续时由缓冲器覆盖的时间跨度）。此外，取决于为等式3中的Zop选择什么值（是最近值的平均值还是当前值），如果另一故障已经影响实时缓冲器，则它可以针对故障电容器元件的数量仅被计数一次。

图5描绘了本文中所描述方法的操作特性的示例可视化。特别地，该方法的示例操作特性可以在（使用阻抗轴的）增量平面500中示出。在该附图内，用于通过串标幺值阻抗增量来检测电容器故障的阈值可以被示出为围绕原点501的最内圆502。故障电容器元件数量（或者其等同物）的累积数量可以映射到如由虚线圆504所示出的相同的平面。另外，对于保护动作阈值或者其它类似的阈值（诸如用于当达到过电压中的警告级别时的视觉指示器激活的阈值），可以执行相同的映射。这可以由最外面的虚线圆506来描绘。在一些情况下，可能存在多个这些最外面的虚线圆506（即，可能存在多个级别的这些阈值）。

说明性方法

图6是根据本公开的示例实施例的示例方法600。在图6中的方法600的框602处，该方法可以包括接收对于功率系统中的电容器组串的一个或多个电压值和一个或多个电流值。在图6中的方法600的框604处，该方法可以包括确定一个或多个电压值和一个或多个电流值在第一时间满足稳态标准。在图6中的方法600的框606处，该方法可包括基于确定一个或多个电压值和一个或多个电流值在第一时间满足稳态标准来计算电容器组串的第一阻抗，并且将第一阻抗存储在存储装置中。在图6中的方法600的框608处，该方法可以包括确定一个或多个电压值和一个或多个电流值在第二时间满足稳态标准。在图6中的方法600的框610处，该方法可包括基于确定一个或多个电压值和一个或多个电流值在第二时间满足稳态标准来计算电容器组串的第二阻抗，并且将所述第二阻抗存储在所述存储装置中。在图6中的方法600的框612处，该方法可以包括基于第一阻抗和第二阻抗来计算串标幺值阻抗增量。在图6中的方法600的框614处，该方法可以包括确定串标幺值阻抗增量超过阈值。在图6中的方法600的框616处，该方法可以包括基于确定串标幺值阻抗增量超过阈值多少来计算电容器组串中的故障电容器元件的数量。在图6中的方法600的框618处，该方法可以包括执行功率系统中的保护动作。

在一些实施例中，所述稳态标准包括标幺值增量电压量值小于阈值，并且其中所述稳态标准进一步包括至少部分地基于对于所述电容器串的参考阻抗值来确定的阻抗区域，并且其中独立于对于第二电容器串的阻抗区域来调整对于电容器串的阻抗区域。在一些实施例中，存储器可以包括循环缓冲器，其中计算串标幺值阻抗增量进一步至少部分地基于确定阻抗值的阈值数量被存储在存储器中，并且其中阻抗值的阈值数量至少部分地基于缓冲器自缓冲器的先前擦除以来是满的。在一些实施例中，串标幺值阻抗增量可以包括存储在存储器中的最旧阻抗值与存储在存储器中的当前阻抗值之间的差。在一些实施例中，阈值至少部分地基于电容器串中的电容器元件的数量。在一些实施例中，计算电容器串中故障电容器元件的数量进一步至少部分地基于确定连续串标幺值阻抗增量的给定数量比阈值大多少。在一些实施例中，执行保护动作进一步至少部分地基于确定电容器串中剩余的健康电容器元件上的过电压。在一些实施例中，执行保护动作进一步至少部分地基于故障电容器的预定义累积数量。在一些实施例中，一个或多个电压值和一个或多个电流值直接从电流和电压换能器获得或者从合并单元的采样值获得。

在一些实施例中，方法600可进一步包括报告电容器组串中故障电容器元件的数量。

在图6的说明性过程流程中描述和描绘的操作可以按照如本公开的各种示例实施例中所期望的任何适当的顺序来实行或执行。另外，在某些示例实施例中，操作中的至少一部分可以并行实行。此外，在某些示例实施例中，可以执行比图6中所描绘的操作更少的、更多的或不同的操作。

说明性计算系统和装置

图7图示根据本公开的一个或多个实施例的示例计算系统和装置700。计算装置700可以表示本文中所描述的任何数量的元件，诸如网关装置106、一个或多个远程装置108或者本文中所描述的任何其它元件。计算装置700可以包括执行存储在一个或多个存储装置（称为存储器704）中的指令的一个或多个处理器702。所述指令可以是例如用于实现被描述为由以上公开的系统和一个或多个模块执行的功能性的指令，或者用于实现以上公开的一个或多个方法的指令。一个或多个处理器702可以体现在例如CPU、多个CPU、GPU、多个GPU、TPU、多个TPU、多核处理器、其组合等中。在一些实施例中，一个或多个处理器702可以被布置在单个处理装置中。在其它实施例中，一个或多个处理器702可以跨两个或更多个处理装置（例如，多个CPU；多个GPU；其组合等）分布。处理器可以实现为处理电路系统或者计算处理单元（诸如CPU、GPU或两者的组合）的组合。因此，为了说明起见，处理器可以指单核处理器；具有软件多线程执行能力的单个处理器；多核处理器；具有软件多线程执行能力的多核处理器；具有硬件多线程技术的多核处理器；并行处理（或计算）平台；以及具有分布式共享存储器的并行计算平台。另外，或作为另一示例，处理器可指被设计或者以其它方式被配置（例如，制造）成执行本文中所描述的功能的集成电路（IC）、ASIC、数字信号处理器（DSP）、FPGA、PLC、复杂可编程逻辑装置（CPLD）、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或者其任何组合。

一个或多个处理器702可以通过通信架构706（例如，系统总线）的方式访问存储器704。通信架构706可适用于一个或多个处理器702的特定布置（本地化或分布式）和类型。在一些实施例中，通信架构706可以包括一个或多个总线架构（诸如存储器总线或存储器控制器）；外围总线；加速图形端口；处理器或局部总线；其组合等。作为说明，这类架构可包括工业标准架构（ISA）总线、微通道架构（MCA）总线、增强型ISA（EISA）总线、视频电子器件标准协会（VESA）局部总线、加速图形端口（AGP）总线、外围组件互连（PCI）总线、PCI-Express总线、个人计算机存储器卡国际协会（PCMCIA）总线、通用串行总线（USB）和/或类似物。

本文中所公开的存储器组件或存储器装置可体现在易失性存储器或非易失性存储器中，或者可包括易失性存储器和非易失性存储器两者。此外，存储器组件或存储器装置可以是可移除的或不可移除的，和/或在计算装置或组件的内部或外部。各种类型的非暂时性存储介质的示例可包括适用于保持所期望的信息并且可由计算装置访问的硬盘驱动器、zip驱动器、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其它光存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁存储装置、闪速存储器卡或其它类型的存储器卡、盒式磁带或任何其它非暂时性介质。

作为说明，非易失性存储器可以包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或者闪速存储器。易失性存储器可以包括用作外部高速缓冲存储器的随机存取存储器（RAM）。作为说明而非限制，RAM以许多形式（例如同步RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双倍数据速率SDRAM（DDR SDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路DRAM（SLDRAM）和直接Rambus RAM（DRRAM））可用。本文中所描述的操作或计算环境的所公开的存储器装置或存储器旨在包括任何其它适当类型的存储器和/或这些中的一个或多个。除了存储可执行指令之外，存储器704还可以保留数据。

每个计算装置700还可包括由一个或多个处理器702通过通信架构706的方式可访问的大容量存储装置708。大容量存储装置708可以包括机器可访问指令（例如，计算机可读指令和/或计算机可执行指令）。在一些实施例中，机器可访问指令可以被编码在大容量存储装置708中，并且可以被布置在组件中，所述组件可以以计算机可执行形式构建（例如，链接和编译）并保留在大容量存储装置708或者在计算装置700中所包括的一个或多个其它机器可访问非暂时性存储介质中。这样的组件可体现或可构成本文中所公开的各种模块中的一个或多个模块。这些模块被图示为资产监测和诊断模块714。

由一个或多个处理器702单独地或组合地执行资产监测和诊断模块714可以使得计算装置700执行在本文中所描述的操作中的任何操作（例如，关于图5所描述的操作以及任何其它操作）。

每个计算装置700还可以包括一个或多个输入/输出接口装置710（称为I/O接口710），其可以允许或以其它方式促进外部装置与计算装置700通信。例如，I/O接口710可用于从外部计算装置接收数据和/或指令以及向外部计算装置发送数据和/或指令。

计算装置700还包括一个或多个网络接口装置712（称为（一个或多个）网络接口712），其可以允许或以其它方式促进计算装置700与一个或多个外部设备的功能耦合。将计算装置700功能耦合到外部装置可以包括在计算装置700和外部装置之间建立有线连接或无线连接。网络接口装置712可包括可允许计算装置700与另一外部装置之间的无线通信的通信处理装置和一个或多个天线。例如，在交通工具和智能基础设施系统之间，在两个智能基础设施系统之间等。这样的通信处理装置可以根据一种或多种无线电技术的定义协议来处理数据。无线电技术可以包括例如3G、长期演进（LTE）、LTE-advanced、5G、IEEE 802.11、IEEE 802.16、蓝牙、ZigBee、近场通信（NFC）等。通信处理装置也可以根据其它协议（诸如交通工具到基础设施（V2I）通信、交通工具到交通工具（V2V）通信等）来处理数据。（一个或多个）网络接口612还可用于促进如本文所述的对等自组网（ad-hoc）网络连接。

如本申请中所使用的，术语“环境”、“系统”、“单元”、“模块”、“架构”、“接口”、“组件”等是指具有一个或多个所定义的功能的与操作设备相关的实体或计算机相关的实体。术语“环境”、“系统”、“模块”、“组件”、“架构”、“接口”和“单元”可以互换地利用，并且可以通称为功能元件。这样的实体可以是硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。作为示例，模块可以体现在处理器上运行的过程、处理器、对象、软件的可执行部分、执行线程、程序和/或计算装置中。作为另一示例，在计算装置上执行的软件应用程序和计算装置都可以体现模块。作为又一示例，一个或多个模块可驻留在执行线程和/或过程内。模块可以定位在一个计算装置上，或者分布在两个或更多个计算装置之间。如本文中所公开的，模块可以根据其上存储有各种数据结构的各种计算机可读非暂时性存储介质来执行。模块可以根据例如具有一个或多个数据分组（例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一组件交互，和/或跨诸如广域网之类的网络经由信号与其它系统交互）的信号（模拟或数字）经由本地和/或远程过程进行通信。

作为又一示例，模块可被体现在具有由电或电子电路系统操作的机械部件提供的定义功能性的设备中或可包括具有由电或电子电路系统操作的机械部件提供的定义功能性的设备，该电或电子电路系统由处理器执行的固件应用或软件应用控制。这样的处理器可以在设备的内部或外部，并且可以执行软件或固件应用的至少一部分。不过，在另一示例中，模块可以体现在在没有机械部件的情况下通过电子组件提供定义功能性的设备中或可以包括在没有机械部件的情况下通过电子组件提供定义功能性的设备。电子组件可包括用于执行软件或固件的处理器，该软件或固件至少部分地允许或者以其它方式促进电子组件的功能性。

在一些实施例中，模块可以根据例如具有一个或多个数据分组（例如，来自与本地系统、分布式系统中的另一个组件交互的一个组件的数据，和/或经由信号跨诸如广域网之类的网络与其它系统交互的一个组件的数据）的信号（模拟或数字）经由本地和/或远程处理进行通信。另外，或在其它实施例中，模块可以经由热、机械、电气和/或机电耦合机构（例如导管、连接器、其组合等）通信或以其它方式耦合。接口可包括输入/输出（I/O）组件以及相关联的处理器、应用程序和/或其它编程组件。

此外，在本说明书和附图中，诸如“存储”、“存储装置”、“数据存储”、“数据存储装置”、“存储器”、“储存库”之类的术语以及与本公开的组件的功能性和操作相关的基本上任何其它信息存储装置组件是指体现在一个或若干个存储器装置中的实体、存储器组件或者形成存储器装置的组件。注意的是，本文中所描述的存储器组件或存储器装置体现或者包括可由计算装置可读取或以其它方式可访问的非暂时性计算机存储介质。这样的介质可以以用于存储诸如机器可访问指令（例如，计算机可读指令）、信息结构、程序模块或其它信息对象之类的信息的任何方法或技术来实现。

除了其它之外，诸如“可以”、“能够”、“可能”或“可”之类的条件性语言（除非在如所使用的上下文内另有理解或者另有特别声明）通常旨在传达某些实现可以包括某些特征、元件和/或操作，而其它实现不包括某些特征、元件和/或操作。因此，这样的条件性语言通常不旨在暗示对于一个或多个实现无论如何要求的特征、元件和/或操作，或者一个或多个实现必然包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或操作是否被包括在任何特定实现中或者要在任何特定实现中执行的逻辑。

在本文的说明书和附图中所描述的内容包括系统、装置、技术和计算机程序产品的示例，其单独地或组合地允许自动提供对交通工具简档分组的更新。当然，出于描述本公开的各种元件的目的而描述组件和/或方法的每个可想到的组合是不可能的，但是可以认识到，所公开的元件的许多进一步的组合和排列是可能的。因此，可明白的是，可以在不脱离本公开的范围的情况下对本公开进行各种修改。另外，或作为备选方案，根据考虑说明书和附图以及如本文中所提出的本公开的实践，本公开的其它实施例可以是明白的。意图的是，在说明书和附图中提出的示例在所有方面都被视为说明性的而不是限制性的。尽管本文中使用了特定的术语，但是它们仅在一般和描述性的意义上使用，而不是出于限制的目的。

Claims

1.一种方法，包括：

确定所述串标幺值阻抗增量超过阈值；

执行所述功率系统中的保护动作。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述稳态标准包括标幺值增量电压量值小于阈值，并且其中所述稳态标准进一步包括基于对于所述电容器组串的参考阻抗值来确定的阻抗区域，并且其中独立于对于第二电容器组串的阻抗区域来调整对于所述电容器组串的所述阻抗区域。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述存储装置包括循环缓冲器，其中计算所述串标幺值阻抗增量进一步基于阈值数量的确定阻抗值存储在所述存储装置中，并且其中所述阻抗值的阈值数量基于所述循环缓冲器自所述循环缓冲器的先前擦除以来是满的。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述串标幺值阻抗增量包括存储在所述存储装置中的最旧阻抗值与存储在所述存储装置中的当前阻抗值之间的差。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述阈值基于所述电容器组串中的电容器元件的数量。

6.如权利要求1所述的方法，其中，计算所述电容器组串中的所述故障电容器元件的数量进一步基于确定给定数量的连续串标幺值阻抗增量大于所述阈值。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括报告所述电容器组串中的所述故障电容器元件的数量。

8.如权利要求1所述的方法，其中，执行所述保护动作进一步基于确定所述电容器组串中剩余的健康电容器元件上的过电压。

9.如权利要求1所述的方法，当故障电容器元件的数量小于引起过电压的故障元件的预定义数量时，存储这个数量以用于进一步累积，直到累积数量超过用于保护动作的预定义阈值。

10.如权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值直接从电流和电压换能器或者从合并单元的采样值获得。