CN117310274A - 应用于换流站的设备功率损耗评估方法、系统和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种应用于换流站的设备功率损耗评估方法、系统和电子设备，其中该设备功率损耗评估方法包括：控制故障录波系统对所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处同时进行K个工频周期的录波，得到所述输入侧处和所述输出侧处分别所对应的电流录波信号和电压录波信号，K为预设正整数；根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息，以及根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息；根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息。
Description
技术领域
本公开涉及高压直流输电技术领域，特别涉及一种应用于换流站的设备功率损耗评估方法、系统和电子设备。
背景技术
高压直流输电具有灵活、可控、环保等特点，在近距离、大容量输电方面具有明显优势。高压直流输电系统的损耗主要包括换流站损耗、直流输电线路损耗及接地极系统损耗三部分。其中，如何有效的评估换流站内局部损耗或换流站整体损耗是确定整个高压直流输电系统损耗的重点和难点。
发明内容
第一方面，本公开实施例提供了一种应用于换流站的设备功率损耗评估方法，用于对所述换流站中目标电力系统的功率损耗进行评估，所述目标电力系统包括至少一个电气一次设备，所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处均设置有对应的电流互感器和电压互感器，所述换流站配置有对应的故障录波系统，故障录波系统接入至所述电流互感器和所述电流互感器内的保护绕组以通过所述保护绕组进行录波，所述方法包括：
控制故障录波系统对所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处同时进行K个工频周期的录波，得到所述输入侧处和所述输出侧处分别所对应的电流录波信号和电压录波信号，K为预设正整数；
根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息，以及根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息；
根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息。
在一些实施例中，根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息的步骤包括：
根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处对应于K个工频周期的输入功率变化信息，所述输入功率变化信息中记载有所述输入侧处在不同工频周期所对应的输入有功功率，所述输入功率信息包括所述输入功率变化信息；
根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息的步骤包括：
根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处对应于K个工频周期的输出功率变化信息，所述输出功率变化信息中记载有所述输出侧处在不同工频周期所对应的输出有功功率，所述输出功率信息包括所述输出功率变化信息；
根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息的步骤包括：
根据所述输入功率变化信息和所述输出功率变化信息得到所述目标电力系统对应于K个工频周期的功率损耗占比变化信息，所述功率损耗占比变化信息中记载有所述目标电路系统在不同工频周期所对应的功率损耗占比：
其中，，/>表示所述中功率损耗占比变化信息中第k个工频周期所对应的功率损耗占比，/>表示所述输入功率变化信息中第k个工频周期所对应的输入有功功率，表示所述输出功率变化信息中第k个工频周期所对应的输出有功功率；
所述功率损耗信息包括所述功率损耗占比变化信息。
在一些实施例中，根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处对应于K个工频周期的输入功率变化信息的步骤包括：
对所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号中的各工频周期分别进行采样；
根据采样结果确定所述输入侧处在各工频周期所对应的输入有功功率；
其中，为对所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号进行采样时每个工频周期内的采样点数量，/>为所述输入侧处的电流录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电流值，/>为所述输入侧处的电压录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电压值；
根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处对应于K个工频周期的输出功率变化信息的步骤包括：
对所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号中的各工频周期分别进行采样；
根据采样结果确定所述输出侧处在各工频周期所对应的输出有功功率；
其中，为对所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号进行采样时每个工频周期内的采样点数量，/>为所述输出侧处的电流录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电流值，/>为所述输出侧处的电压录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电压值。
在一些实施例中，在根据所述输入功率变化信息和所述输出功率变化信息得到所述输出侧处对应于K个工频周期的功率损耗占比变化信息的步骤之后，还包括：
根据所述功率损耗占比变化信息中至少部分工频周期所对应的功率损耗占比，评估出所述目标电力系统的当前功率损耗占比；
所述功率损耗信息还包括所述当前功率损耗占比。
在一些实施例中，根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息的步骤包括：
对所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号分别进行频谱分析得到第一分析结果，所述第一分析结果中记载有所述输入侧处的电流录波信号和所述电压录波信号分别所分解出的基波分量和不同频率的谐波分量以及各分量所对应占比；
根据所述第一分析结果确定出多个第一评估用选择频率，所述多个第一评估用选择频率包括：所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的基波分量的频率，以及所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的至少一个谐波分量的频率；
根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号在各所述第一评估用选择频率下的分量，评估出所述输入侧处的整体输入功率；
所述输入功率信息包括：所述整体输入功率；
根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息的步骤包括：
对所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号分别进行频谱分析得到第二分析结果，所述第二分析结果中记载有所述输出侧处的电流录波信号和所述电压录波信号分别所分解出的基波分量和不同频率的谐波分量以及各分量所对应占比；
根据所述第二分析结果确定出多个第二评估用选择频率，所述多个第二评估用选择频率包括：所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的基波分量的频率，以及所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的至少一个谐波分量的频率；
根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号在各所述第二评估用选择频率下的分量，评估出所述输出侧处的整体输出功率；
所述输出功率信息包括：所述整体输出功率；
根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息的步骤包括：
根据所述输入侧处的整体输入功率和所述输出侧处的整体输出功率，评估出所述目标电力系统的当前功率损耗占比：
其中，表示当前功率损耗占比，/>表示所述输入侧处的整体输入功率，/>表示所述输出侧处的整体输出功率；
所述功率损耗信息包括所述当前功率损耗占比。
在一些实施例中，根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号在各所述第一评估用选择频率下的分量，评估出所述输入侧处的整体输入功率的步骤包括：
针对每一个第一评估用选择频率，分别计算所述第一评估用选择频率所对应的第一输入功率：
其中，，/>为所述第一评估用选择频率的总个数，/>表示第j个所述第一评估用选择频率，/>表示频率为/>的第一评估用选择频率所对应的第一输入功率，表示所述输入侧处的电流录波信号所分解出的频率为/>的分量的最大电流，表示所述输入侧处的电压录波信号所分解出的频率为/>的分量的最大电压，/>为预设常量且/>；
根据各所述第一评估用选择频率所对应的第一输入功率，得到所述输入侧处的整体输入功率：
根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号在各所述第二评估用选择频率下的分量，评估出所述输出侧处的整体输出功率的步骤包括：
针对每一个第二评估用选择频率，分别计算所述第二评估用选择频率所对应的第二输出功率：
其中，表示第j个所述第二评估用选择频率，/>表示频率为/>的第二评估用选择频率所对应的第二输出功率，/>表示所述输出侧处的电流录波信号所分解出的频率为/>的分量的最大电流，/>表示所述输出侧处的电压录波信号所分解出的频率为/>的分量的最大电压；
根据各所述第二评估用选择频率所对应的第二输出功率，得到所述输出侧处的整体输出功率：
J2为所述第二评估用选择频率的总个数。
在一些实施例中，根据所述第一分析结果确定出多个第一评估用选择频率的步骤包括：
基于第一分析结果确定基波频率和各谐波频率分别所对应的第一整体占比，其中基波频率的第一整体占比为输入侧处的电流录波信号所分解出的基波分量所对应占比与输入侧处的电压录波信号所分解出的基波信号所对应占比之和，目标谐波频率的第一整体占比为输入侧处的电流录波信号所分解出的频率为目标谐波频率的谐波分量所对应占比与电压录波信号所分解出的频率为同一目标谐波频率的谐波分量所对应占比之和；
对全部第一整体占比进行排序，并选择最大的J1个第一整体占比分别所对应的频率作为第一评估用选择频率；
根据所述第二分析结果确定出多个第二评估用选择频率的步骤包括：
基于第二分析结果确定基波频率和各谐波频率分别所对应的第二整体占比，其中基波频率的第二整体占比为输出侧处的电流录波信号所分解出的基波分量所对应占比与输出侧处的电压录波信号所分解出的基波信号所对应占比之和，目标谐波频率的第二整体占比为输出侧处的电流录波信号所分解出的频率为目标谐波频率的谐波分量所对应占比与电压录波信号所分解出的频率为同一目标谐波频率的谐波分量所对应占比之和；
对全部第二整体占比进行排序，并选择最大的J2个第二整体占比分别所对应的频率作为第二评估用选择频率。
在一些实施例中，所述目标电力系统为所述换流站。
第二方面，本公开实施例提供了一种应用于换流站的设备功率损耗评估系统，所述设备功率损耗评估系统能够实现如上述第一方面中提供的所述方法，所述设备功率损耗评估系统用于对所述换流站中目标电力系统的功率损耗进行评估，所述目标电力系统包括至少一个电气一次设备，所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处均设置有对应的电流互感器和电压互感器，所述换流站配置有对应的故障录波系统，故障录波系统接入至所述电流互感器和所述电流互感器内的保护绕组以通过所述保护绕组进行录波，所述设备功率损耗评估系统包括：
控制模块，配置为控制故障录波系统对所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处同时进行K个工频周期的录波，得到所述输入侧处和所述输出侧处分别所对应的电流录波信号和电压录波信号，K为预设正整数；
处理模块，配置为根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息，以及根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息；
评估模块，配置为根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息。
第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，其中，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面中提供的任一所述方法。
在本公开中，基于现有的换流站所配置故障录波系统来采集目标电力系统两端的录波信号，然后根据录波信号来得到目标电力系统两端的功率信息，并最终得到出目标电力系统的功率损耗信息。由此可见，本公开技术方案，可在无需在换流站内增设硬件设备的情况下，能够准确地对换流站中目标电力系统的功率损耗进行实时评估。
附图说明
图1为本公开实施例提供的应用于换流站的设备功率损耗评估方法的一种流程示意图；
图2为本公开实施例提供的应用于换流站的设备功率损耗评估方法的另一种流程示意图
图3为本公开实施例中输入功率变化信息和输出功率变化信息的一种线条展示示意图；
图4为本公开实施例中功率损耗占比变化信息的一种线条展示示意图；
图5为本公开实施例提供的应用于换流站的设备功率损耗评估方法的又一种流程示意图；
图6为本公开实施例中对电流录波信号和电压录波信号分别进行频谱分析后得到的各分量的占比的一种示意图；
图7为本公开实施例提供的应用于换流站的设备功率损耗评估系统的结构框图；
图8为本公开实施例的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述目标的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分并没有都按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本公开的许多特定的细节，以便更清楚地理解本公开。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本公开。
为实现对换流站内局部损耗或换流站整体损耗进行有效评估，相关技术提供了如下几种方案：
相关技术之一提出了一种基于实验测量的换流站功耗评估方法，即通过搭建实验平台来模拟换流站，然后对模拟换流站进行实验测量，这种方式仅能用来与设备厂商提供的设备设计指标以及出厂实验数据等进行定性比对，而并不能足够准确地反映相应设备以及整个换流站通电运行条件下的实际功率损耗。
相关技术之二提出了一种基于数据分析的换流站功耗评估方法，依据IEC 61803：2020和IEEE Std 1158-1991标准，即，要根据各电气设备产生损耗的机理分别进行分析和计算。分析计算法可在换流站投运前就评估出其损耗水平，可为相应的工程建设提供参考。但为分析计算换流站的功率损耗，需要预先获取到换流站较多运行参数、其中各电气设备的固有参数，以及电气设备的投运情况等；而实际工程中发现，由于换流站的工程设计、所用电气设备的生产、安装以及运检维护等是由多个单位或部门承担的，故对换流站运行参数及其电气设备性能参数的搜集和计算，往往相当繁琐复杂，且有些参数甚至难以查找或核实，从而致使分析计算法的实施难度相当大。
相关技术之三提出了一种基于电能计量装置（电能表）的换流站功耗评估方法，即在换流站内部需要评估的目标电力系统的两端分别增设电能计量装置，通过电能计量装置来统计目标电力系统的两端在测量时段内分别所对应的累积耗电量，然后基于两端耗电量的差异来评估换流站功耗占比。然而，由于电能计量装置是为核算电费而设，其安装点位较为宽泛，无法实现对换流站内每个设备进行电能损耗的定量分析；更重要的是，受电能计量装置自身设计和性能影响，电能计量装置一般需要经过很长一个累积时长才能得到一个电能结果值（现有标准一般为每15分钟输出一个电能结果值），无法满足真正意义上的实时计算。另外，在换流站中增设电能计量装置，也会导成本的增加。
为有效改善相关技术中存在的至少之一的技术问题，本公开提供了一种应用于换流站的设备功率损耗评估方法，其可以在无需在换流站内增设硬件设备的情况下，基于现有的换流站所配置系统，可以实现对换流站中目标电力系统的功率损耗的准确评估。
图1为本公开实施例提供的应用于换流站的设备功率损耗评估方法的一种流程示意图。如图1所示，用于对换流站中目标电力系统的功率损耗进行评估，目标电力系统包括至少一个电气一次设备，目标电力系统的输入侧处和输出侧处均设置有对应的电流互感器和电压互感器，换流站配置有对应的故障录波系统，故障录波系统接入至电流互感器和电流互感器内的保护绕组以通过保护绕组进行录波，该设备功率损耗评估方法包括：
步骤S1、控制故障录波系统对目标电力系统的输入侧处和输出侧处同时进行K个工频周期的录波，得到输入侧处和输出侧处分别所对应的电流录波信号和电压录波信号，K为预设正整数。
在实际应用中，基于换流站整体或换流站内各设备之间的拓扑连接关系，根据实际需要来确定换流站中的关键计量点，在换流站的各关键计量点处可分别设置对应的电流互感器和电压互感器。
其中，电流互感器和电压互感器中一般包括有计量绕组和保护绕组，计量绕组用于向外输出计量结果（如相关技术之三中电能计量装置通过管线接入至计量绕组），保护绕组用于供故障录波系统进行录波。需要说明的是，由于计量绕组需要有较高的输出精度，而保护绕组需要采集较为完整信息，计量绕组内部设计与保护绕组内部设计有着本质上的差异，故计量绕组与保护绕组所输出信号也有着本质上的差异。
故障录波系统属于本领域中的常规系统，其作为换流站的必要系统进行布置，在换流站发生故障时，可自动地、准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较、对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。
在本公开中，故障录波系统不仅支持“故障触发”，还支持“人工触发”，即在需要进行设备功率损耗评估时，可在换流站无故障时触发对换流站中目标位置进行录波。
在实际应用中，可根据实际需要来在换流站中确定目标电力系统，目标电力系统可以为换流站中任意一个电气一次设备，或者是由至少两个相连的电气一次设备所构成的系统。本公开的技术方案对于目标电力系统所包括的具体设备不作限定。在一些实施例中，目标电力系统为换流站；也就是说，本公开的技术方案也可以支持对整个换流站的功率损耗情况进行评估。
在一些实施例中，电气一次设备可以选自：换流变压器、换流阀、平波电抗器、交流滤波器、直流滤波器。
在实际应用中，工频交流电的频率为50HZ，也就是说一个工频周期为0.02s，K个工频周期所对应的总时长为0.02s*k；在实际应用中，K的取值可根据实际需要进行相应设计和调整。在本公开实施例中，K的取值可以为50～500，也就是说录波时长为1s～10s，基本可以达到“实时”评估的要求。
步骤S2、根据输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到输入侧处的输入功率信息，以及根据输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到输出侧处的输出功率信息。
步骤S3、根据输入功率信息和输出功率信息得到目标电力系统的功率损耗信息。
在本公开实施例中，输入/输出功率信息是指用于描述输入/输出侧处的输入/输出功率的信息，其可以输入/输出侧处的输入/输出功率随时间的变化数据，也可以为一个具体的输入/输出功率值。目标电力系统的功率损耗信息是指用于描述目标电力系统的功率损耗占比的信息，其可以为功率损耗占比随时间的变化数据，也可以为一个具体功率损耗占比值。后面将结合具体情况作示例性描述。
在本公开实施例中，基于现有的换流站所配置故障录波系统来采集目标电力系统两端的录波信号，然后根据录波信号来得到目标电力系统两端的功率信息，并最终得到出目标电力系统的功率损耗信息。由此可见，本公开技术方案，可在无需在换流站内增设硬件设备的情况下，能够准确的对换流站中目标电力系统的功率损耗进行实时评估。
图2为本公开实施例提供的应用于换流站的设备功率损耗评估方法的另一种流程示意图。图3为本公开实施例中输入功率变化信息和输出功率变化信息的一种线条展示示意图。图4为本公开实施例中功率损耗占比变化信息的一种线条展示示意图。如图2至图4所示，图2所示方法为基于图1所示方法的一种具体化可选实施方案，可选地，步骤S2包括：
步骤S201a、根据输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到输入侧处对应于K个工频周期的输入功率变化信息。
其中，输入功率信息包括输入功率变化信息，输入功率变化信息中记载有输入侧处在不同工频周期（图3中以工频周波数来体现）所对应的输入有功功率。
需要说明的是，本公开中的有功功率是指单位时间内实际发出或消耗的交流电功率，是周期内的平均功率。
在一些实施例中，步骤S201a包括：
步骤S201a1、对输入侧处的电流录波信号和电压录波信号中的各工频周期分别进行采样。
步骤S201a2、根据采样结果确定输入侧处在各工频周期所对应的输入有功功率；
其中，为对输入侧处的电流录波信号和电压录波信号进行采样时每个工频周期内的采样点数量，/>为输入侧处的电流录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电流值，/>为输入侧处的电压录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电压值。
步骤S202a、根据输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到输出侧处对应于K个工频周期的输出功率变化信息。
其中，输出功率信息包括输出功率变化信息，输出功率变化信息中记载有输出侧处在不同工频周期所对应的输出有功功率。
在一些实施例中，步骤S202a包括：
步骤S202a1、对输出侧处的电流录波信号和电压录波信号中的各工频周期分别进行采样。
步骤S202a2、根据采样结果确定输出侧处在各工频周期所对应的输出有功功率。
其中，为对输出侧处的电流录波信号和电压录波信号进行采样时每个工频周期内的采样点数量，/>为输出侧处的电流录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电流值，/>为输出侧处的电压录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电压值。
步骤S3包括：
步骤S301a、根据输入功率变化信息和输出功率变化信息得到目标电力系统对应于K个工频周期的功率损耗占比变化信息。
其中，功率损耗信息包括功率损耗占比变化信息；功率损耗占比变化信息中记载有目标电路系统在不同工频周期所对应的功率损耗占比：
，/>表示中功率损耗占比变化信息中第k个工频周期所对应的功率损耗占比，/>表示输入功率变化信息中第k个工频周期所对应的输入有功功率，/>表示输出功率变化信息中第k个工频周期所对应的输出有功功率。
在本公开实施例中，目标电力系统对应于K个工频周期的功率损耗占比变化信息，可以在一定程度上反应出目标电力系统当前的功率损耗情况。
可选地，在一些实施例中，步骤S3还包括：步骤S302a；步骤S302a位于步骤S301a之后执行。
步骤S302a、根据功率损耗占比变化信息中至少部分工频周期所对应的功率损耗占比，评估出目标电力系统的当前功率损耗占比。
作为一个可选实施例，可对功率损耗占比变化信息中的全部功率损耗占比求平均值，计算结果作为目标电力系统的当前功率损耗占比。
作为另一个可选实施例，可对功率损耗占比变化信息中的功率损耗占比按照一定规则进行筛选（例如筛除掉一些较大值和一些较小值），然后对保留的功率损耗占比求平均，计算结果作为目标电力系统的当前功率损耗占比。
作为又一个可选实施例，可对功率损耗占比变化信息中的功率损耗占比进行统计，将频数最大的一个功率损耗占比作为目标电力系统的当前功率损耗占比。
需要说明的是，本公开的技术方案对于根据功率损耗占比变化信息得到目标电力系统的当前功率损耗占比时所采用的具体算法不作限定。
此时，功率损耗信息还包括当前功率损耗占比。
图5为本公开实施例提供的应用于换流站的设备功率损耗评估方法的又一种流程示意图。图6为本公开实施例中对电流录波信号和电压录波信号分别进行频谱分析后得到的各分量的占比的一种示意图。如图5和图6所示，图5所示方法为基于图1所示方法的一种具体化可选实施方案，可选地，步骤S2包括：
步骤S201b、对输入侧处的电流录波信号和电压录波信号分别进行频谱分析得到第一分析结果。
其中，第一分析结果中记载有输入侧处的电流录波信号和电压录波信号分别所分解出的基波分量和不同频率的谐波分量以及各分量所对应占比。
在一些实施例中，可基于傅里叶变换算法来进行频谱分析，可以对录波信号进行分解并得到各分量的占比。频谱分析为本领域的常规技术，具体分析过程此处不作赘述。
步骤S202b、根据第一分析结果确定出多个第一评估用选择频率。
其中，多个第一评估用选择频率包括：输入侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的基波分量的频率，以及输入侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的至少一个谐波分量的频率。
在一些实施例中，步骤S202b包括：
步骤S202b1、基于第一分析结果确定基波频率和各谐波频率分别所对应的第一整体占比。
其中，基波频率的第一整体占比为输入侧处的电流录波信号所分解出的基波分量所对应占比与输入侧处的电压录波信号所分解出的基波信号所对应占比之和，目标谐波频率的第一整体占比为输入侧处的电流录波信号所分解出的频率为目标谐波频率的谐波分量所对应占比与电压录波信号所分解出的频率为同一目标谐波频率的谐波分量所对应占比之和。
以图6所示情况为输入侧处录波信号的分解结果为例。基波频率为50HZ，电流录波信号所分解出的基波分量所对应占比为80%，电压录波信号所分解出的基波分量所对应占比为98%，此时基波频率50HZ所对应的第一整体占比为80%+98%=178%。
以计算250HZ谐波分量的第一整体占比为例，电流录波信号所分解出的频率为250HZ的谐波分量所对应占比为1%，电压录波信号所分解出的频率为250HZ的谐波分量所对应占比为13%，则250HZ的谐波频率所对应的第一整体占比为1%+13%=14%。
步骤S202b2、对全部第一整体占比进行排序，并选择最大的J1个第一整体占比分别所对应的频率作为第一评估用选择频率。
步骤S203b、根据输入侧处的电流录波信号和电压录波信号在各第一评估用选择频率下的分量，评估出输入侧处的整体输入功率。
此时，输入功率信息包括：整体输入功率。
在一些实施例中，步骤S203b包括：
步骤S203b1、针对每一个第一评估用选择频率，分别计算第一评估用选择频率所对应的第一输入功率：
其中，，J1为第一评估用选择频率的总个数，/>表示第j个第一评估用选择频率，/>表示频率为/>的第一评估用选择频率所对应的第一输入功率，/>表示输入侧处的电流录波信号所分解出的频率为/>的分量的最大电流，/>表示输入侧处的电压录波信号所分解出的频率为/>的分量的最大电压，/>为预设常量且/>；
步骤S203b2、根据各第一评估用选择频率所对应的第一输入功率，得到输入侧处的整体输入功率：
即，将全部第一评估用选择频率所对应的第一输入功率进行累加求和，评估出输入侧处的整体输入功率。
步骤S204b、对输出侧处的电流录波信号和电压录波信号分别进行频谱分析得到第二分析结果。
其中，第二分析结果中记载有输出侧处的电流录波信号和电压录波信号分别所分解出的基波分量和不同频率的谐波分量以及各分量所对应占比。
步骤S205b、根据第二分析结果确定出多个第二评估用选择频率。
其中，多个第二评估用选择频率包括：输出侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的基波分量的频率，以及输出侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的至少一个谐波分量的频率。
在一些实施例中，步骤S205b包括：
步骤S205b1、基于第二分析结果确定基波频率和各谐波频率分别所对应的第二整体占比。
其中，基波频率的第二整体占比为输出侧处的电流录波信号所分解出的基波分量所对应占比与输出侧处的电压录波信号所分解出的基波信号所对应占比之和，目标谐波频率的第二整体占比为输出侧处的电流录波信号所分解出的频率为目标谐波频率的谐波分量所对应占比与电压录波信号所分解出的频率为同一目标谐波频率的谐波分量所对应占比之和。
与计算第一整体占比的原理类似，对于第二整体占比计算原理，此处不再赘述。
步骤S205b2、对全部第二整体占比进行排序，并选择最大的J2个第二整体占比分别所对应的频率作为第二评估用选择频率。
步骤S206b、根据输出侧处的电流录波信号和电压录波信号在各第二评估用选择频率下的分量，评估出输出侧处的整体输出功率。
此时，输出功率信息包括：整体输出功率。
在一些实施例中，步骤S206b包括：
针对每一个第二评估用选择频率，分别计算第二评估用选择频率所对应的第二输出功率：
其中，表示第j个第二评估用选择频率，/>表示频率为/>的第二评估用选择频率所对应的第二输出功率，/>表示输出侧处的电流录波信号所分解出的频率为的分量的最大电流，/>表示输出侧处的电压录波信号所分解出的频率为/>的分量的最大电压。/>
根据各第二评估用选择频率所对应的第二输出功率，得到输出侧处的整体输出功率：
J2为第二评估用选择频率的总个数。
即，将全部第二评估用选择频率所对应的第二输出功率进行累加求和，评估出输入侧处的整体输出功率。
步骤S3包括：
步骤S301b、根据输入侧处的整体输入功率和输出侧处的整体输出功率，评估出目标电力系统的当前功率损耗占比。
其中，表示当前功率损耗占比，/>表示输入侧处的整体输入功率，/>表示输出侧处的整体输出功率。
图1为本公开实施例提供的应用于换流站的设备功率损耗评估方法的一种流程示意图。图2为本公开实施例提供的应用于换流站的设备功率损耗评估方法的另一种流程示意图。图3为本公开实施例中输入功率变化信息和输出功率变化信息的一种线条展示示意图。图4为本公开实施例中功率损耗占比变化信息的一种线条展示示意图。图5为本公开实施例提供的应用于换流站的设备功率损耗评估方法的又一种流程示意图。图6为本公开实施例中对电流录波信号进行频谱分析后得到的各分量的占比的一种示意图。图7为本公开实施例中对电压录波信号进行频谱分析后得到的各分量的占比的一种示意图。图7为本公开实施例提供的应用于换流站的设备功率损耗评估系统的结构框图。如图7所示，该设备功率损耗评估系统能够实现前面任一实施例提供的设备功率损耗评估方法，设备功率损耗评估系统用于对换流站中目标电力系统的功率损耗进行评估，目标电力系统包括至少一个电气一次设备，目标电力系统的输入侧处和输出侧处均设置有对应的电流互感器和电压互感器，换流站配置有对应的故障录波系统，故障录波系统接入至电流互感器和电流互感器内的保护绕组以通过保护绕组进行录波；设备功率损耗评估系统包括：控制模块1、处理模块2和评估模块3。
其中，控制模块1配置为控制故障录波系统对目标电力系统的输入侧处和输出侧处同时进行K个工频周期的录波，得到输入侧处和输出侧处分别所对应的电流录波信号和电压录波信号，K为预设正整数。
处理模块2配置为根据输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到输入侧处的输入功率信息，以及根据输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到输出侧处的输出功率信息。
评估模块3配置为根据输入功率信息和输出功率信息得到目标电力系统的功率损耗信息。
对于上述各功能模块的具体描述，可参见前面实施例中的内容，此处不在赘述。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种电子设备。图8为本公开实施例的一种电子设备的结构示意图。如图8所示，本公开实施例提供一种电子设备包括：一个或多个处理器101、存储器102、一个或多个I/O接口103。存储器102上存储有一个或多个程序，当该一个或多个程序被该一个或多个处理器执行，使得该一个或多个处理器实现如上述实施例中任一的设备功率损耗评估方法；一个或多个I/O接口103连接在处理器与存储器之间，配置为实现处理器与存储器的信息交互。
其中，处理器101为具有数据处理能力的器件，包括但不限于中央处理器（CPU）等；存储器102为具有数据存储能力的器件，包括但不限于随机存取存储器（RAM，更具体如SDRAM、DDR等）、只读存储器（ROM）、带电可擦可编程只读存储器（EEPROM）、闪存（FLASH）；I/O接口（读写接口）103连接在处理器101与存储器102间，能实现处理器101与存储器102的信息交互，包括但不限于数据总线（Bus）等。
在一些实施例中，处理器101、存储器102和I/O接口103通过总线104相互连接，进而与计算设备的其它组件连接。
在一些实施例中，该一个或多个处理器101包括现场可编程门阵列。
根据本公开的实施例，还提供一种计算机可读介质。该计算机可读介质上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上述实施例中任一设备功率损耗评估方法的步骤。
特别地，根据本公开实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，包括承载在机器可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)执行时，执行本公开的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，前述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。
Claims (10)
1.一种应用于换流站的设备功率损耗评估方法，其特征在于，用于对所述换流站中目标电力系统的功率损耗进行评估，所述目标电力系统包括至少一个电气一次设备，所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处均设置有对应的电流互感器和电压互感器，所述换流站配置有对应的故障录波系统，故障录波系统接入至所述电流互感器和所述电流互感器内的保护绕组以通过所述保护绕组进行录波，所述方法包括：
控制故障录波系统对所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处同时进行K个工频周期的录波，得到所述输入侧处和所述输出侧处分别所对应的电流录波信号和电压录波信号，K为预设正整数；
根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息，以及根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息；
根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息的步骤包括：
根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处对应于K个工频周期的输入功率变化信息，所述输入功率变化信息中记载有所述输入侧处在不同工频周期所对应的输入有功功率，所述输入功率信息包括所述输入功率变化信息；
根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息的步骤包括：
根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处对应于K个工频周期的输出功率变化信息，所述输出功率变化信息中记载有所述输出侧处在不同工频周期所对应的输出有功功率，所述输出功率信息包括所述输出功率变化信息；
根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息的步骤包括：
根据所述输入功率变化信息和所述输出功率变化信息得到所述目标电力系统对应于K个工频周期的功率损耗占比变化信息，所述功率损耗占比变化信息中记载有所述目标电路系统在不同工频周期所对应的功率损耗占比：；
其中，，/>表示所述中功率损耗占比变化信息中第k个工频周期所对应的功率损耗占比，/>表示所述输入功率变化信息中第k个工频周期所对应的输入有功功率，表示所述输出功率变化信息中第k个工频周期所对应的输出有功功率；
所述功率损耗信息包括所述功率损耗占比变化信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处对应于K个工频周期的输入功率变化信息的步骤包括：
对所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号中的各工频周期分别进行采样；
根据采样结果确定所述输入侧处在各工频周期所对应的输入有功功率；
；
其中，为对所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号进行采样时每个工频周期内的采样点数量，/>为所述输入侧处的电流录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电流值，/>为所述输入侧处的电压录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电压值；
根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处对应于K个工频周期的输出功率变化信息的步骤包括：
对所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号中的各工频周期分别进行采样；
根据采样结果确定所述输出侧处在各工频周期所对应的输出有功功率；
；
其中，为对所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号进行采样时每个工频周期内的采样点数量，/>为所述输出侧处的电流录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电流值，/>为所述输出侧处的电压录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电压值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据所述输入功率变化信息和所述输出功率变化信息得到所述输出侧处对应于K个工频周期的功率损耗占比变化信息的步骤之后，还包括：
根据所述功率损耗占比变化信息中至少部分工频周期所对应的功率损耗占比，评估出所述目标电力系统的当前功率损耗占比；
所述功率损耗信息还包括所述当前功率损耗占比。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息的步骤包括：
对所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号分别进行频谱分析得到第一分析结果，所述第一分析结果中记载有所述输入侧处的电流录波信号和所述电压录波信号分别所分解出的基波分量和不同频率的谐波分量以及各分量所对应占比；
根据所述第一分析结果确定出多个第一评估用选择频率，所述多个第一评估用选择频率包括：所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的基波分量的频率，以及所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的至少一个谐波分量的频率；
根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号在各所述第一评估用选择频率下的分量，评估出所述输入侧处的整体输入功率；
所述输入功率信息包括：所述整体输入功率；
根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息的步骤包括：
对所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号分别进行频谱分析得到第二分析结果，所述第二分析结果中记载有所述输出侧处的电流录波信号和所述电压录波信号分别所分解出的基波分量和不同频率的谐波分量以及各分量所对应占比；
根据所述第二分析结果确定出多个第二评估用选择频率，所述多个第二评估用选择频率包括：所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的基波分量的频率，以及所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的至少一个谐波分量的频率；
根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号在各所述第二评估用选择频率下的分量，评估出所述输出侧处的整体输出功率；
所述输出功率信息包括：所述整体输出功率；
根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息的步骤包括：
根据所述输入侧处的整体输入功率和所述输出侧处的整体输出功率，评估出所述目标电力系统的当前功率损耗占比：
；
其中，表示当前功率损耗占比，/>表示所述输入侧处的整体输入功率，/>表示所述输出侧处的整体输出功率；
所述功率损耗信息包括所述当前功率损耗占比。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号在各所述第一评估用选择频率下的分量，评估出所述输入侧处的整体输入功率的步骤包括：
针对每一个第一评估用选择频率，分别计算所述第一评估用选择频率所对应的第一输入功率：
；
其中，，/>为所述第一评估用选择频率的总个数，/>表示第j个所述第一评估用选择频率，/>表示频率为/>的第一评估用选择频率所对应的第一输入功率，/>表示所述输入侧处的电流录波信号所分解出的频率为/>的分量的最大电流，/>表示所述输入侧处的电压录波信号所分解出的频率为/>的分量的最大电压，/>为预设常量且；
根据各所述第一评估用选择频率所对应的第一输入功率，得到所述输入侧处的整体输入功率：
；
根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号在各所述第二评估用选择频率下的分量，评估出所述输出侧处的整体输出功率的步骤包括：
针对每一个第二评估用选择频率，分别计算所述第二评估用选择频率所对应的第二输出功率：
；
其中，表示第j个所述第二评估用选择频率，/>表示频率为/>的第二评估用选择频率所对应的第二输出功率，/>表示所述输出侧处的电流录波信号所分解出的频率为/>的分量的最大电流，/>表示所述输出侧处的电压录波信号所分解出的频率为的分量的最大电压；
根据各所述第二评估用选择频率所对应的第二输出功率，得到所述输出侧处的整体输出功率：
；
J2为所述第二评估用选择频率的总个数。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第一分析结果确定出多个第一评估用选择频率的步骤包括：
基于第一分析结果确定基波频率和各谐波频率分别所对应的第一整体占比，其中基波频率的第一整体占比为输入侧处的电流录波信号所分解出的基波分量所对应占比与输入侧处的电压录波信号所分解出的基波信号所对应占比之和，目标谐波频率的第一整体占比为输入侧处的电流录波信号所分解出的频率为目标谐波频率的谐波分量所对应占比与电压录波信号所分解出的频率为同一目标谐波频率的谐波分量所对应占比之和；
对全部第一整体占比进行排序，并选择最大的J1个第一整体占比分别所对应的频率作为第一评估用选择频率；
根据所述第二分析结果确定出多个第二评估用选择频率的步骤包括：
基于第二分析结果确定基波频率和各谐波频率分别所对应的第二整体占比，其中基波频率的第二整体占比为输出侧处的电流录波信号所分解出的基波分量所对应占比与输出侧处的电压录波信号所分解出的基波信号所对应占比之和，目标谐波频率的第二整体占比为输出侧处的电流录波信号所分解出的频率为目标谐波频率的谐波分量所对应占比与电压录波信号所分解出的频率为同一目标谐波频率的谐波分量所对应占比之和；
对全部第二整体占比进行排序，并选择最大的J2个第二整体占比分别所对应的频率作为第二评估用选择频率。
8.根据权利要求1至7中任一所述的方法，其特征在于，所述目标电力系统为所述换流站。
9.一种应用于换流站的设备功率损耗评估系统，其特征在于，所述设备功率损耗评估系统能够实现如上述权利要求1至8中任一所述方法，所述设备功率损耗评估系统用于对所述换流站中目标电力系统的功率损耗进行评估，所述目标电力系统包括至少一个电气一次设备，所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处均设置有对应的电流互感器和电压互感器，所述换流站配置有对应的故障录波系统，故障录波系统接入至所述电流互感器和所述电流互感器内的保护绕组以通过所述保护绕组进行录波，所述设备功率损耗评估系统包括：
控制模块，配置为控制故障录波系统对所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处同时进行K个工频周期的录波，得到所述输入侧处和所述输出侧处分别所对应的电流录波信号和电压录波信号，K为预设正整数；
处理模块，配置为根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息，以及根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息；
评估模块，配置为根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息。
10.一种电子设备，其中，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至8中任一所述方法。
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