CN115932463A - 核级电气设备的Forsmark效应监测方法 - Google Patents

核级电气设备的Forsmark效应监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种核级电气设备的Forsmark效应监测方法，该方法包括：按照预设的监测周期获取输入核级电气设备的电网电压的模值；将当前监测周期和所述当前监测周期前的第Y个监测周期进行匹配，并计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比；若当前监测周期及前Y‑1个监测周期对应的突变比均大于突变保护值，则判定核级电气设备将要发生Forsmark效应。本申请能够实现电网电压突变的及时检测，从而避免核级电气设备的电路中产生Forsmark效应而造成器件损坏，保证核级电气设备的正常工作。

Description

核级电气设备的Forsmark效应监测方法
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种核级电气设备的Forsmark效应监测方法。
背景技术
Forsmark效应是指由于交流输入电网的浪涌电压突变，造成直流母线电压随之波动，其波动范围超出逆变器的器件性能承受范围，从而造成输出交流电压中断或突变的现象。Forsmark效应现象普遍存在于核级电气设备的电路中，由于交流输入电网(接入电网)的突变，电压通过整流电路传到直流母线，从而导致直流母线的电压突增，超出逆变器的直流输入过压点，导致输出掉电，当直流母线电压突增过高时，甚至可能会导致逆变器的IGBT管损坏，影响系统的正常工作。
现有技术中通常采用监测核级电气设备的直流母线的母线电压来判断是否产生了Forsmark效应现象，但是这种方法存在监测不及时的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种核级电气设备的Forsmark效应监测方法，能够解决因核级电气设备的Forsmark效应监测不及时而造成核级电气设备的电路中产生Forsmark效应的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种核级电气设备的Forsmark效应监测方法，其包括：
按照预设的监测周期获取输入核级电气设备的电网电压的模值；
将当前监测周期和所述当前监测周期前的第Y个监测周期进行匹配，并计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比；
若当前监测周期及前Y-1个监测周期对应的突变比均大于突变保护值，则判定所述核级电气设备将要发生Forsmark效应。
第二方面，本发明实施例提供了一种核级电气设备的Forsmark效应监测装置，其包括：
模值计算模块，用于按照预设的监测周期获取输入核级电气设备的电网电压的模值；
突变比计算模块，用于将当前监测周期和所述当前监测周期前的第Y个监测周期进行匹配，并计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比；
突变监测模块，用于若当前监测周期及前Y-1个监测周期对应的突变比均大于突变保护值，则判定所述核级电气设备将要发生Forsmark效应。
第三方面，本发明实施例提供了一种终端，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如上第一方面任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了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如上第一方面任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
第五方面，本发明实施例提供了一种核级电气设备，其包括如上第三方面所述的终端。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
本发明实施例通过将当前监测周期和所述当前监测周期前的第Y个监测周期进行匹配，并计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比；若当前监测周期及前Y-1个监测周期对应的突变比均大于突变保护值，则判定所述核级电气设备将要发生Forsmark效应，能够实现电网电压突变的及时检测，从而避免核级电气设备的电路中产生Forsmark效应而造成器件损坏，同时，本实施例通过对多个监测周期的检测能够提高Forsmark效应的监测准确性，保证核级电气设备的正常工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的核级电气设备的Forsmark效应监测方法的应用场景图；
图2是本发明实施例提供的核级电气设备的Forsmark效应监测方法的实现流程图；
图3是本发明实施例提供的核级电气设备的Forsmark效应监测方法的突变比计算示意图；
图4是本发明实施例提供的核级电气设备的Forsmark效应监测装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的终端的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
图1为本发明实施例提供的核级电气设备的Forsmark效应监测方法的一种应用场景图。如图1所示，所述核级电气设备包括整流模块10；所述整流模块10用于将输入整流模块的电网电压由交流电转换为直流电并输出至所述核级电气设备的直流母线。
在本申请实施例中，核级电气设备可以为配置有直流母线和整流模块10、整流模块10用于将输入该核级电气设备的交流电(可以由接入电网输入)转换为直流电并输出至该核级电气设备的直流母线的设备。
在其它的一些应用场景中，例如应用于核电站时，核级电气设备通常配备有储能单元(例如蓄电池组)，其整流模块通常是具备整流功能和充电功能的充电器。
需要说明的是，本实施例提供的上述核级电气设备的具体结构仅为一种示例，其不用于对电气设备的结构进行限定，实际应用场景中，其他能够接入市电的核级电气设备均适用于本方法。
具体的，由于交流输入电网浪涌电压突变，会造成整流模块的直流母线电压波动，波动范围超出后级逆变器的直流过压保护点时会导致逆变器损坏或输出掉电，因此，需要对交流电网电压的突变进行及时有效的识别，从而及时的在电网电压突变时保护核级电气设备。
如图2所示，图2示出了本申请实施例提供的核级电气设备的Forsmark效应监测方法的实现流程图，详述如下：
S101：按照预设的监测周期获取输入核级电气设备的电网电压的模值。
在一个可能的实施方式中，S101的具体实现流程包括：
基于模值计算公式计算输入核级电气设备的电网电压的模值；
所述模值计算公式为：
Figure BDA0003918701220000051
其中，Uuv、Uuw、Uwu表示三相电压，Magnitude表示电网电压的模值。
在本实施例中，当电网电压稳定时，模值为一个恒定值，而电网电压突变时，模值随之会发生突变，本实施例基于该原理，实时的计算每个监测周期的电网电压的模值，可以简单准确的基于模值的变化量确定电网电压是否发生突变。
具体的，定义一个第一数组MagBuf，在每次计算得到模值时将该模值存入第一数组MagBuf中。
S102：将当前监测周期和所述当前监测周期前的第Y个监测周期进行匹配，并计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比。
S103：若当前监测周期及前Y-1个监测周期对应的突变比均大于突变保护值，则判定所述核级电气设备将要发生Forsmark效应。
在本实施例中，若仅采用当前监测周期的电网电压的模值的变化来确定电网电压是否发生突变，则可能会存在电网电压个别采集数据错误而导致误判断的情况。因此，本实施例连续计算多个监测周期的模值的突变比，用以提高核级电气设备的Forsmark效应监测的准确性。
具体的，本实施例可以通过设置监测周期组来监测多个监测周期的模值的突变比。具体的，针对当前监测周期，采用滑动窗口的方法确定当前监测周期所在的监测周期组，在对当前监测周期对应的模值的突变比进行监测时，首先选取当前监测周期及前Y-1个监测周期组成当前监测周期所在的当前监测周期组，则前一监测周期组是前Y+1监测周期至前2Y监测周期组成的监测周期组。然后对两个监测周期组的监测周期进行一对一匹配；具体的，两个监测周期组的匹配关系为：MagBuf[Z]与MagBuf[Z-Y]匹配，MagBuf[Z-1]与MagBuf[Z-Y-1]匹配，.....MagBuf[Z-Y+1]与MagBuf[Z-2Y+1]匹配。
本实施例在第一数组中采用滑动窗口为每个监测周期匹配监测周期组，从而计算每个监测周期对应的一组突变比，以提高市电突变检测的准确性和及时性。
在一个可能的实施方式中，在S101之后，本实施例提供的方法还包括：
判断第一数组是否存在剩余存储位置；若第一数组中存在剩余存储位置，则将当前监测周期的模值按照第一数组的存储顺序存在第一数组中的空位置。若所述第一数组不存在剩余存储位置，则删除最先存入第一数组的监测周期的模值，并将第一数组中剩余的模值均向前移动一个位置，然后将当前监测周期的模值存入空位置，实现第一数组的更新。
在一个可能的实施方式中，在S101之后，本实施例提供的方法还包括：
判断第一数组是否存在剩余存储位置；若所述第一数组不存在剩余存储位置，则将最先存入第一数组的监测周期的模值删除，并将当前监测周期的模值存至最新删除的模值的位置，所述第一数组至少包括2Y个存储位置。
具体的，第一数组可以为包括2Y个存储位置的数组，在计算得到当前监测周期的模值后，判断第一数组是否存在剩余存储位置，若第一数组存在剩余存储位置，则将当前监测周期的模值按照第一数组的存储顺序存储在剩余存储位置；若第一数组已存满模值，不存在剩余存储位置，则将最先存入第一数组的监测周期的模值删除，将当前监测周期的模值存在新空出的存储位置。从而实现模值的存储和第一数组的更新。
采用上述方法，本实施例不仅可以最大程度的节省存储空间，还不用在每次存入模值时均移动每个模值的位置，从而提高模值存储效率。同时，在计算突变比时，只需要在模值更新时确定该模值在数组中的位置即可，从而保证突变比的计算效率。
在一个可能的实施方式中，S102的具体实现流程包括：
基于突变比计算公式计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比；
所述突变比计算公式为：
Figure BDA0003918701220000071
其中，dZ表示第Z个监测周期的模值的突变比，MagBuf[Z]表示第Z个监测周期的模值，MagBuf[Z-Y]表示第Z个监测周期前的第Y个监测周期的模值。
示例性的，Y值可以取3或4，突变保护值可以取50％或者60％。
例如，如图3所示，以突变保护值为0.5，Y为3，当前最新模值在数组MagBuf中的位置为Z＝10为例，触发保护需同时满足以下条件：
fabs((MagBuf[10]-MagBuf[7])/MagBuf[7])>0.5
fabs((MagBuf[9]-MagBuf[6])/MagBuf[6])>0.5
fabs((MagBuf[8]-MagBuf[5])/MagBuf[5])>0.5
在一个可能的实施方式中，在S103之后，本实施例提供的方法还包括：
对所述核级电气设备进行断电保护。
在一个可能的实施方式中，本实施例提供的方法还包括：
获取用户设置的市电保护时间；
基于所述市电保护时间确定对应的Y值。
具体的，用户可以自定义设置市电保护时间的长短，终端在获取到市电保护时间后，基于监测周期时长将市电保护时间转化为Y值，从而提高本方法的适应性。
本发明实施例通过将当前监测周期和所述当前监测周期前的第Y个监测周期进行匹配，并计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比；若当前监测周期及前Y-1个监测周期对应的突变比均大于突变保护值，则判定所述核级电气设备将要发生Forsmark效应，能够实现电网电压突变的及时检测，从而避免核级电气设备的电路中产生Forsmark效应而造成器件损坏，保证核级电气设备的正常工作。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
图4示出了本发明实施例提供的核级电气设备的Forsmark效应监测装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图4所示，核级电气设备的Forsmark效应监测装置100包括：
模值计算模块110，用于按照预设的监测周期获取输入核级电气设备的电网电压的模值；
突变比计算模块120，用于将当前监测周期和所述当前监测周期前的第Y个监测周期进行匹配，并计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比；
突变监测模块130，用于若当前监测周期及前Y-1个监测周期对应的突变比均大于突变保护值，则判定所述核级电气设备将要发生Forsmark效应。
在一个可能的实施方式中，所述突变比计算模块120具体用于：
基于突变比计算公式计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比；
所述突变比计算公式为：
Figure BDA0003918701220000081
其中，dZ表示第Z个监测周期的模值的突变比，MagBuf[Z]表示第Z个监测周期的模值，MagBuf[Z-Y]表示第Z个监测周期前的第Y个监测周期的模值。
在一个可能的实施方式中，模值计算模块110用于：
基于模值计算公式计算输入核级电气设备的电网电压的模值；
所述模值计算公式为：
Figure BDA0003918701220000091
其中，Uuv、Uuw、Uwu表示三相电压，Magnitude表示电网电压的模值。
在一个可能的实施方式中，核级电气设备的Forsmark效应监测装置100还包括：
断电保护模块，用于对所述核级电气设备进行断电保护。
在一个可能的实施方式中，核级电气设备的Forsmark效应监测装置还包括模值存储模块，用于：
判断第一数组是否存在剩余存储位置；若所述第一数组不存在剩余存储位置，则将最先存入第一数组的监测周期的模值删除，并将当前监测周期的模值存至最新删除的模值的位置，所述第一数组至少包括2Y个存储位置。
在一个可能的实施方式中，核级电气设备的Forsmark效应监测装置还包括Y值设置模块，用于：
获取用户设置的市电保护时间；
基于所述市电保护时间确定对应的Y值。
本发明实施例通过将当前监测周期和所述当前监测周期前的第Y个监测周期进行匹配，并计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比；若当前监测周期及前Y-1个监测周期对应的突变比均大于突变保护值，则判定所述核级电气设备将要发生Forsmark效应，能够实现电网电压突变的及时检测，从而避免核级电气设备的电路中产生Forsmark效应而造成器件损坏，保证核级电气设备的正常工作。
本实施例提供的核级电气设备的Forsmark效应监测装置，可用于执行上述核级电气设备的Forsmark效应监测方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
图5是本发明一实施例提供的终端的示意图。如图5所示，该实施例的终端5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个核级电气设备的Forsmark效应监测方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤S101至步骤S103。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示模块110至130的功能。
示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述终端5中的执行过程。
所述终端5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端5可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端5的示例，并不构成对终端5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器51可以是所述终端5的内部存储单元，例如终端5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端5的外部存储设备，例如所述终端5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明实施例提供了一种核级电气设备，其包括如上所述的终端。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个核级电气设备的Forsmark效应监测方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核级电气设备的Forsmark效应监测方法，其特征在于，包括：
按照预设的监测周期获取输入核级电气设备的电网电压的模值；
将当前监测周期和所述当前监测周期前的第Y个监测周期进行匹配，并计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比；
若当前监测周期及前Y-1个监测周期对应的突变比均大于突变保护值，则判定所述核级电气设备将要发生Forsmark效应。
2.根据权利要求1所述的核级电气设备的Forsmark效应监测方法，其特征在于，所述计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比，包括：
基于突变比计算公式计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比；
所述突变比计算公式为：
Figure FDA0003918701210000011
其中，dZ表示第Z个监测周期的模值的突变比，MagBuf[Z]表示第Z个监测周期的模值，MagBuf[Z-Y]表示第Z个监测周期前的第Y个监测周期的模值。
3.根据权利要求1所述的核级电气设备的Forsmark效应监测方法，其特征在于，所述按照预设的监测周期获取输入核级电气设备的电网电压的模值，包括：
基于模值计算公式计算输入核级电气设备的电网电压的模值；
所述模值计算公式为：
Figure FDA0003918701210000021
其中，Uuv、Uuw、Uwu表示三相电压，Magnitude表示电网电压的模值。
4.根据权利要求1所述的核级电气设备的Forsmark效应监测方法，其特征在于，在所述判定所述核级电气设备将要发生Forsmark效应之后，所述方法还包括：
对所述核级电气设备进行断电保护。
5.根据权利要求1所述的核级电气设备的Forsmark效应监测方法，其特征在于，在所述按照预设的监测周期获取输入核级电气设备的电网电压的模值之后，所述方法还包括：
判断第一数组是否存在剩余存储位置；若所述第一数组不存在剩余存储位置，则将最先存入第一数组的监测周期的模值删除，并将当前监测周期的模值存至最新删除的模值的位置，所述第一数组至少包括2Y个存储位置。
6.根据权利要求1所述的核级电气设备的Forsmark效应监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取用户设置的市电保护时间；
基于所述市电保护时间确定对应的Y值。
7.一种核级电气设备的Forsmark效应监测装置，其特征在于，包括：
模值计算模块，用于按照预设的监测周期获取输入核级电气设备的电网电压的模值；
突变比计算模块，用于将当前监测周期和所述当前监测周期前的第Y个监测周期进行匹配，并计算当前监测周期的模值相对于匹配的监测周期的模值的突变比；
突变监测模块，用于若当前监测周期及前Y-1个监测周期对应的突变比均大于突变保护值，则判定所述核级电气设备将要发生Forsmark效应。
8.一种终端，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序，执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
9.一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上的权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
10.一种核级电气设备，其特征在于，包括如权利要求8所述的终端。
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