CN115186506B - 一种高压电容器装置h桥保护调平方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压电容器装置H桥保护调平方法、设备及介质，综合考虑不平衡度、调整数量、调整位置，在全局范围内进行迭代搜索，给出符合要求的配平方案，运算量较低，配平效果大幅度提升。

Description

一种高压电容器装置H桥保护调平方法、设备及介质

技术领域

本发明属于电力电容器领域，具体涉及一种高压电容器装置H桥保护调平方法、设备及介质。

背景技术

目前高压电容器H桥调平主要采用人工计算和计算机遍历的方法计算调平方案。一个高压电容器装置中包含有多达上百台电容器单元，求解最优调平方案是一个NP难问题，无法获得最优解。因此人工计算调平方案速度慢，且调平效果不稳定；计算机遍历法运算量大，可能导致现场调平工作量太大，另外计算机遍历只能按照一定规则逐一调整电容器，由于电容器数量多，无法做到全局搜索，仅能输出第一个达到阈值的组合，无法更加精准的进行调平，且不能综合评估调整台数、调整位置等与工程应用密切相关的指标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压电容器装置H桥保护调平方法、设备及介质，以克服现有技术存在的问题，本发明可以根据调平现场的需要设置参数，在全局范围内搜索，得到相对合适的调平方案。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高压电容器装置H桥保护调平方法，包括以下步骤：

(1)按照已有顺序排列电容器装置中的电容器单元，得到原始电容器序列{C₁…C_n}；

(2)从原始电容器序列中随机抽取N台电容器，打乱顺序后插回；

(3)计算得到电容器装置的不平衡度评分；

(4)调整后与原始电容器序列相比，发生位置变化的台数为N_c，N_c≤N，计算得到调整台数的评分；

(5)调整后与原始电容器序列相比，发生位置变化的为第F_c层，该层的电容器数量为N_Fc，计算得到调整层数的评分；

(6)根据步骤(2)电容器装置的不平衡度评分，步骤(3)调整台数的评分以及步骤(4)调整层数的评分计算综合评分；

(7)重复步骤(2)-(6)M次，得到M个新电容器序列以及综合评分；

(8)按照综合评分由小到大对M个新电容器序列进行排序，选取前M/2个新电容器序列备用；

(9)对所选的M/2个序列，随机抽取N台电容器，打乱顺序后插回，重复步骤(3)～(6)，得到M/2个迭代序列和综合评分，将M/2个迭代序列与原M/2个序列合并为M个序列；

(10)重复步骤(8)和(9)，直到综合评分不再减少或者综合评分小于设定阈值时为止。

进一步地，步骤(2)中随机抽取N台电容器满足以下条件：N为0.5N₀～2N₀的正整数，N₀为能够接受的最大调整台数。

进一步地，步骤(3)中计算电容器装置的不平衡度评分，具体为：

score1＝|I_ab/I_ab0|^a

式中，score1为电容器装置的不平衡度评分，a为1～10的常数，I_ab为电容器装置的不平衡度，I_ab0为电容器装置允许的最大不平衡度。

进一步地，步骤(4)中计算调整台数的评分，具体为：

score2＝(N_c/N₀)^b

式中，score2为调整台数的评分，b为1～10的常数。

进一步地，步骤(5)中计算调整层数的评分，具体为：

score3＝F_c*N_Fc/N_c

式中，score3为调整层数的评分。

进一步地，步骤(6)中计算综合评分，具体为：

score＝k1*score1+k2*score2+k3*score3

式中，score为综合评分，k1、k2和k3分别为电容器装置的不平衡度评分权重、调整台数的评分权重和调整层数的评分权重，k1、k2和k3均不小于0。

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种高压电容器装置H桥保护调平方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述一种高压电容器装置H桥保护调平方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过调节综合评分的权重系数，实现对不平衡度、调整数量、调整位置的综合考量，通过在全局范围随机选取被调整的电容器，实现全局范围内的最优解搜索，降低了结果陷入局部最优解的概率，在每次迭代过程中，均保留了上次迭代结果的大部分位置信息，因此，能够以较少的调整数量得出符合要求的配平方案，运算量较低，配平效果大幅度提升。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

本发明考虑调平后的不平衡电流、调整台数以及调整电容器的位置，设置综合指标。在保留部分位置信息的前提下，进行局部随机交换，多次迭代得到符合条件的方案，具体方法如下：

(1)按照已有顺序排列电容器装置中的电容器单元，得到原始电容器序列{C₁…C_n}。

(2)从原始电容器序列中随机抽取N台电容器，打乱顺序后插入原始电容器序列。

(3)根据电容器装置的不平衡度I_ab，允许的最大不平衡度为I_ab0，计算不平衡度评分为score1＝|I_ab/I_ab0|^a，a为1～10的数，N为0.5N₀～2N₀的正整数，N₀为可接受的最大调整台数。

(4)调整后与原始电容器序列相比，发生位置变化的台数为N_c，N_c≤N，计算调整台数评分为score2＝(N_c/N₀)^b，b为1～10的数。

(5)调整后与原始电容器序列相比，发生位置变化的层数为第F_c层，该层调整的数量为N_Fc，计算调整层数的评分为score3＝F_c*N_Fc/N_c。

(6)方案综合评分为score＝k1*score1+k2*score2+k3*score3，k1、k2和k3分别为电容器装置的不平衡度评分权重、调整台数的评分权重和调整层数的评分权重，k1、k2和k3均不小于0，通过调节k1～k3的值，可以调整综合评分中三个指标的权重。

(7)重复步骤(2)-(6)M次，得到M个新电容器序列以及综合评分。

(8)按照综合评分由小到大对M个新电容器序列进行排序，选取前M/2个新电容器序列作为下一步计算的备选方案。

(9)对所选的M/2个新电容器序列，每个新电容器序列随机抽取N台电容器，打乱顺序后插回，重复步骤(3)～(6)，得到M/2个迭代序列及其综合评分，将M/2个迭代序列与原M/2个序列合并为M个序列。

(10)重复步骤(8)、(9)，直到综合评分不再减少或者综合评分小于设定阈值时为止。

实施例二

本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种高压电容器装置H桥保护调平方法的步骤。

实施例三

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述一种高压电容器装置H桥保护调平方法的步骤。

应用实施例

对一组含有120台电容器的电容器组进行调平，电容器塔每层放置8台电容器，共2个电容器塔，层数分别为7层和8层，调平前不平衡度为0.86％，I_ab0＝0.5％，N₀＝8，N＝4，a＝2，b＝2，M＝20；

若对调整台数和位置无要求，k2、k3设置为0，迭代次数为20次，调整后不平衡度为0.00012％，调整台数为56台。

若要综合考虑调整台数与位置，则k2、k3均为1时，调平后不平衡度为0.24％，调整台数为5，均在第一层，迭代次数为30000次。

上述应用实施例中，若进行厂内调平，此时电容器并未安装上架，因此对调整台数和调整位置无要求，仅对不平衡度有要求，且越低越好，因此k2、k3设置为0。应用本发明方法，经过仅20次迭代，不平衡度降低为0.00012％，大大低于限值。

若进行工程现场调平，需要考虑调整台数与调整位置，由于增加了2个约束条件，收敛速度变慢。经过30000次迭代后，得出相对较优配平方案，即在第一层调整5台电容器，不平衡度为0.24％，是限值的50％。既留有了足够的裕度，又兼顾了施工量。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高压电容器装置H桥保护调平方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照已有顺序排列电容器装置中的电容器单元，得到原始电容器序列{C₁…C_n}；

(2)从原始电容器序列中随机抽取N台电容器，打乱顺序后插回；其中，随机抽取N台电容器满足以下条件：N为0.5N₀～2N₀的正整数，N₀为能够接受的最大调整台数；

(3)计算得到电容器装置的不平衡度评分，具体为：

score1＝|I_ab/I_ab0|^a

式中，score1为电容器装置的不平衡度评分，a为1～10的常数，I_ab为电容器装置的不平衡度，I_ab0为电容器装置允许的最大不平衡度；

(4)调整后与原始电容器序列相比，发生位置变化的台数为N_c，N_c≤N，计算得到调整台数的评分，具体为：

score2＝(N_c/N₀)^b

式中，score2为调整台数的评分，b为1～10的常数；

(5)调整后与原始电容器序列相比，发生位置变化的为第F_c层，该层的电容器数量为N_Fc，计算得到调整层数的评分，具体为：

score3＝F_c*N_Fc/N_c

式中，score3为调整层数的评分；

(6)根据步骤(3)电容器装置的不平衡度评分，步骤(4)调整台数的评分以及步骤(5)调整层数的评分计算综合评分；

(7)重复步骤(2)-(6)M次，得到M个新电容器序列以及综合评分；

(8)按照综合评分由小到大对M个新电容器序列进行排序，选取前M/2个新电容器序列备用；

(9)对所选的M/2个序列，随机抽取N台电容器，打乱顺序后插回，重复步骤(3)～(6)，得到M/2个迭代序列和综合评分，将M/2个迭代序列与原M/2个序列合并为M个序列；

(10)重复步骤(8)和(9)，直到综合评分不再减少或者综合评分小于设定阈值时为止。

2.根据权利要求1所述的一种高压电容器装置H桥保护调平方法，其特征在于，步骤(6)中计算综合评分，具体为：

score＝k1*score1+k2*score2+k3*score3

式中，score为综合评分，k1、k2和k3分别为电容器装置的不平衡度评分权重、调整台数的评分权重和调整层数的评分权重，k1、k2和k3均不小于0。

3.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2任一项所述一种高压电容器装置H桥保护调平方法的步骤。

4.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述一种高压电容器装置H桥保护调平方法的步骤。