一种高压电容器组桥臂均衡调整方法技术

一种高压电容器组桥臂均衡调整方法，所述高压电容器组由多个桥臂串并联构成，每个桥臂由多个电容器串联构成，通过对高压电容器组电容进行重新排列，来达到减小桥臂误差值，使四个桥臂均衡的目的。由于高压电容器组每只电容，其实际值与额定值都有偏差，因此，四个桥臂存在偏差，根据每只电容器的实际值，通过粒子群优化算法，以在整体电容值满足额定值的情况下，以桥臂误差值最小为目的，进行优化，即可得到最优的排列方案。本发明专利技术可以使高压电容器组在最优方案下的运行，降低损耗，节约成本，对滤波场中高压电容器组的安装具有重要的指导意义和市场推广前景。

Balance adjustment method for bridge arm of high voltage capacitor bank

A high voltage capacitor bridge arm balance adjustment method, the high voltage capacitor group composed of a plurality of bridge series parallel structure, each bridge arm comprises a plurality of capacitors connected in series, based on the high voltage capacitor capacitance rearrange, to reduce the bridge arm error, the purpose of the four bridge equilibrium the. Due to the high voltage capacitor of each capacitor, the actual value and the nominal value have deviation, therefore, the four bridge there is a deviation, according to the actual value of each capacitor, by using particle swarm optimization algorithm, to meet the ratings in the overall capacitance value under the condition of the bridge arm error minimum. Optimized to get the optimal arrangement. The invention can make the high-voltage capacitor set operate under the optimum scheme, reduce the loss and save the cost, and has the important guiding significance and the market promotion prospect for the installation of the high-voltage capacitor bank in the filter field.

【技术实现步骤摘要】
一种高压电容器组桥臂均衡调整方法
本专利技术属于电网滤波
，具体地涉及一种高压电容器组桥臂均衡调整方法。
技术介绍
随着经济社会的发展，我国的电力建设也加快进行。南北互供，全国联网，是我国电力资源优化配置的主要方式。其中，高压直流输电技术(HVDC)因其在远距离、大容量输电方面的优势，成为远距离输电的一种重要方式，然而由于换流器的存在，将会在直流及其所连接的交流系统中产生大量的谐波。目前广泛采用装设无源滤波器的方法来抑制换流器两端的谐波，在进行谐波滤除的同时，也起到无功功率补偿的作用。在常用的无源滤波器中，多是由电容元件和电感元件通过串并联来实现的。而在滤波系统中，高压电容器组的投资占比较大，滤波器组的工频压降主要由高压电容器承受，受电容器元件绝缘等条件的限制，单只电容器元件的额定电压，额定电流及额定容量不能满足高压电力系统对电容器容量的需求，因此，需要将多个电容器元件以一定的串、并联方式连接起来，组成电容器组接入电力系统。对每个电容器组而言，一般其由如附图1所示的四个桥臂构成，每个桥臂均有若干只电容相互串联而成，四个桥臂中间，接入一个电流互感器对不平衡电流进行测量。理想状态下，由于每只电容的额定值均相同，那么每个桥臂的电容值也完全相同，且与高压电容器组的额定值相同，此时，不平衡电流为0。由于每只电容的实际值均与额定值有一定的偏差，因此，组成的桥臂电容值并不相同，如果桥臂电容值偏差较大，那么在运行过程中，每只桥臂通过的电流将会明显不同，如果超出每只电容量的额定值，将会对单只电容器的寿命产生影响，进而影响整个电容器组的运行状态，如果桥臂不平衡度增加到一定程度，不平衡电流过大，保护动作将会切除该滤波器场，影响电力系统的安全稳定运行。同时，由于桥臂电容的实际值与理论值不符，也会使得滤波器组实际的滤波性能与理论不符，发生失谐，影响滤波性能，同时也使得滤波器组的无功补偿能力发生改变。因此，对高压电容器组电容的排列进行优化，使得高压电容器组的每个桥臂值更均衡，即接近理想状态下运行，不仅对滤波器组的使用寿命，同时也对滤波性能及无功补偿能力具有重要的影响。然而，目前相关的研究很少，有文献以实际中运行的高压电容器为例，以不平衡电流最小为目标函数，采用穷举法来求最优解，然而由于高压电容器组电容数量较多，采用穷举法，计算量太大。且以不平衡电流最小为目标函数，仅仅保证对角桥臂的电容值的积相等，并不能保证各个桥臂值相等，该目标函数并不能完全反映高压电容器组的运行状态。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本专利技术提供一种高压电容器组桥臂均衡调整方法，通过粒子群优化算法，对运行中的高压电容器组进行离散优化，以每只电容测量得到的值作为实际值，求得各个桥臂的实际电容值，然后以各桥臂实际电容值与高压电容器组额定电容值之差作为单个桥臂的误差，以四个桥臂误差值的均方根为桥臂误差值，以桥臂误差值为目标函数进行优化，输出在最优状态下的排列结果，按优化结果进行重新排列，即可在整体电容值合格的情况下各桥臂误差值最小的目的，可确保四个桥臂的均衡，使得高压电容器组在最优的状态下运行，来达到提高电容器寿命，降低成本的目的，同时，也确保了滤波器的滤波性能和无功补偿能力，对于保证电能质量和电力系统的稳定性，具有重要现实意义。本专利技术的技术方案如下：一种高压电容器组桥臂均衡调整方法，所述高压电容器组由多个桥臂串并联构成，每个桥臂由多个电容器串联构成，其特征在于，通过对所述电容器组中的电容进行重新排列，使得所述多个桥臂的电容值均衡。所述调整方法以桥臂误差值最小为目标；所述桥臂误差值是每个桥臂电容误差的均方根值。所述调整方法通过粒子群算法实现。所述粒子群算法具体实现步骤包括：（1）对每个电容进行编号，测量实际值；（2）进行迭代运算，输出电容编号；（3）按照该编号进行桥臂电容的重新安装。所述步骤（2）进一步包括：（1）设置迭代次数Max_d，粒子个数N；（2）判断迭代计算的次数是否等于Max_d，若是，执行步骤（3）；若否，则继续进行迭代计算；（3）输出一个粒子，即输出一种电容编号。其中，粒子个数N，表示N种不同的电容器排列。一种高压电容器组桥臂均衡调整方法，所述高压电容器组由多个桥臂串并联构成，每个桥臂由多个电容器串联构成，其特征在于，首先，对所述高压电容器组的每只电容进行编号，并测量每只电容器的实际值；然后，以每只电容器的实际值作为粒子群算法的输入，通过粒子群算法，输出调整后的编号顺序；最后，按照该编号顺序进行桥臂电容的安装，使得桥臂的不平衡电流接近0。所述调整方法中，约束函数是高压电容器组的整体电容量偏差Δ不大于2%，即：其中，C为高压电容器组整体实测电容值，Cr为高压电容器组整体设定电容值。本专利技术具有以下优点：不需要购买新的电容，通过对原有滤波器组每只电容位置的调节即可实现桥臂均衡的目的，提高电容器寿命，低成本，保证了滤波性能和无功补偿能力，对提高电能质量，保证电力系统的安全稳定运行具有重要意义。一种高压电容器组桥臂均衡调整方法。附图说明图1是高压电容器组结构图；图2是本专利技术中高压电容器组桥臂均衡调整方法的实施图。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术进行说明，各实施例仅用于说明本专利技术的技术方案，而非对其限制。附图1为高压电容器组优化调整方案的高压电容器组结构图；由图1可以看出，高压电容器组由四个桥臂组成，每个桥臂有n个小电容组成，因此，总共有4n个电容器，在桥臂中间，接有电流互感器，对不平衡电流进行测量。理论上，每个小电容额定值相同，因此，各桥臂电容值也相同，不平衡电流互感器两端的电压相等，流过不平衡电流互感器的电流为0，然而在实际中，每个电容的实际值与额定值均有偏差，导致四个桥臂的电容值存在偏差，使得流过四个桥臂的电流并不相等，不能使得电容在额定工况下运行，不仅对电容器的寿命产生影响，也影响滤波器组的滤波性能和无功补偿能力，因此，提出通过粒子群优化算法，通过对滤波器组4n个电容的位置进行优化，按优化结果进行重新排列，达到四个桥臂电容值均衡的目的，使得各个电容器在更接近额定的工况下运行。粒子群算法，属于进化算法的一种，该方法从随机解出发，通过迭代寻找最优解，通过适应度来评价解的品质，通过追随当前搜索到的最优值来寻找全局最优，由于其算法简单，搜索速度快，效率高，因此得到很大的普及。下面对本专利技术的目标函数和约束条件进行说明。1.目标函数一种高压电容器组优化调整方案的目标函数是高压电容器组的桥臂误差值最小。2.约束函数一种高压电容器组优化调整方案的约束函数是高压电容器组的整体电容量满足规程要求，即整体电容量偏差Δ不大于2%，，即：其中，C为高压电容器组整体实测电容值，Cr为高压电容器组整体设定电容值。一般规定，电容器组初值差不大于2%，不同电容器组按其设定值为准。附图2是本专利技术高压电容器组优化调整方案的粒子群优化算法的实施图。在图2中可以看出，该实施图主要分为三个部分，分别是输入，优化和输出。输入部分是4n个电容的编号和实际电容值，可以把4n个电容，编号分别命名为1,2，……4n，每个编号对应其电容的实际值。优化部分主要分为三部分，首先设置粒子群优化算法的迭代次数，粒子个数。其中，迭代次数可设置50次，100次等，迭代次数越多，则优化结果越准确，但计算用时越本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电容器组桥臂均衡调整方法，所述高压电容器组由多个桥臂串并联构成，每个桥臂由多个电容器串联构成，其特征在于，通过对所述电容器组中的电容进行重新排列，使得所述多个桥臂的电容值均衡。

【技术特征摘要】
1.一种高压电容器组桥臂均衡调整方法，所述高压电容器组由多个桥臂串并联构成，每个桥臂由多个电容器串联构成，其特征在于，通过对所述电容器组中的电容进行重新排列，使得所述多个桥臂的电容值均衡。2.根据权利要求1所述的高压电容器组桥臂均衡调整方法，其特征在于，所述调整方法以桥臂误差值最小为目标；所述桥臂误差值是每个桥臂电容误差的均方根值。3.根据权利要求1所述的高压电容器组桥臂均衡调整方法，其特征在于，所述调整方法通过粒子群算法实现。4.根据权利要求3所述的高压电容器组桥臂均衡调整方法，其特征在于，所述粒子群算法具体实现步骤包括：（1）对每个电容进行编号，测量实际值；（2）进行迭代运算，输出电容编号；（3）按照该编号进行桥臂电容的重新安装。5.根据权利要求4所述的高压电容器组桥臂均衡调整方法，其特征在于，所述步骤（2）进一步包括：（1）设置迭代次数M...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄银龙，赵胜男，罗光辉，董超群，李璐，鲁永，张利，王丽丽，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司检修公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41