一种基于过程参数免疫时间的电压暂降缓减方法技术

本发明专利技术涉及一种基于过程参数免疫时间的电压暂降缓减方法，首先识别治理对象的敏感过程类别；对于电气敏感型过程，采用电气类治理手段，确定补偿容量，计算投资；对于参数感应型过程，综合运用电气类与物理类治理手段，先确定最小补偿容量，计算定制电力设备投资，然后判断设备的重启时间是否长于补偿后的过程免疫时间，若是，则计算最小物理属性，并据此计算厂务改造投资，进而计算总投资，否则直接计算总投资计；计算两类过程治理总投资。本发明专利技术可在用电设备遭受较为严重的电压暂降时，有效避免过程中断带来的严重损失。

【技术实现步骤摘要】
一种基于过程参数免疫时间的电压暂降缓减方法
本专利技术涉及电压暂降治理领域，特别是一种基于过程参数免疫时间的电压暂降缓减方法。
技术介绍
电压暂降主要由系统故障、变压器励磁涌流原因等引起，是电网运行不可避免的现象，可使电压敏感设备故障，进而引发工业过程中断事故，造成巨大损失。工业用户的损失主要来自事故导致的非计划停工，治理工业用户电压暂降的关键在于尽可能维持过程参数，避免过程中断。目前，在用户侧加装针对电压暂降治理的定制电力设备(下文简称“定制电力设备”)是通用的电压暂降缓减方法，这类方法通过补偿电压暂降期间损失的电压来避免设备故障。而从设备故障到过程中断之间还有一段缓冲时间，单纯加装定制电力设备只能治理设备中断前，无法抑制设备故障后的事态发展。定制电力的解决方案涉及巨大的初期投资和运行维护成本，多数用户仅在局部单点部署治理设备，治理效果十分有限。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种基于过程参数免疫时间的电压暂降缓减方法，可在用电设备遭受较为严重的电压暂降时，有效避免过程中断带来的严重损失。本专利技术采用以下方案实现：一种基于过程参数免疫时间的电压暂降缓减方法，具体包括以下步骤：步骤S1：识别治理对象的敏感过程类别；若是电气敏感型过程，则进入步骤S2，若是参数感应型过程，则进入步骤S3；步骤S2：对于电气敏感型过程，采用电气类治理手段；确定补偿容量，计算定制电力设备投资CI；步骤S3：对于参数感应型过程，综合运用电气类与物理类治理手段；先采用电压补偿后判断是否有进行厂务改造，最后计算电气与物理治理总投资CII；步骤S4：计算两类过程治理总投资C＝CI+CII。进一步地，步骤S2中，设第i台补偿设备的购置成本为：其中Si为第i台设备的容量，是总补偿容量S对应的单位容量的市场价格；总补偿容量S越大，单位成本越高；计算电气敏感型过程的定制电力设备投资其中ND是定制电力设备台数。进一步地，步骤S3具体包括以下步骤：步骤S31：根据电气敏感设备容量确定最小补偿容量，计算电气敏感型过程的定制电力设备投资Cele；其中Cele的的计算采用步骤S2的原理；步骤S32：计算原始过程参数免疫时间TPI0，设备最快重启时间Tres由设备重启性能决定，电压补偿的最大时间为Td，若Tres＜TPI0+Td，则无需进行厂务改造，进入步骤S34；若Tres＞TPI0+Td，即改造后的设备重启时间仍长于过程免疫时间，则进行厂务改造，进入步骤S33；步骤S33：计算过程不中断所需最小耗散系数a，计算厂务改造投资；其中，第j个过程厂务设施改造成本为：其中Aj为第j个过程改造规模，是物理属性a对应的单位市场价格，改造所用材料的物理属性越好，单位成本越高；计算物理治理总投资其中Np是需要厂务改造的过程数量；步骤S34：计算参数感应型过程治理投资进一步地，步骤S33中，最小耗散系数a的计算采用以下步骤：步骤S331：令过程参数为p(t)，在t＝t0时过程参数为p0，环境参数为pE，过程参数的变化速率满足下式：式中，a为耗散系数，反映过程参数对外界环境的抵御能力；a越大，则过程参数变化越快；解该微分方程得：利用式(2)可得过程参数的变化规律，并通过式(2)得到：步骤S332：利用式(2)与式(3)预测过程参数免疫时间；步骤S333：计算过程不中断所需最小耗散系数a，即改造材料具备的最小物理属性。进一步地，步骤S332具体为：监测到电压暂降时刻为t0，此时过程参数为pnorm，经一段时间后，t1时刻的过程参数变为p1；代入式(3)得：解得该过程的原始耗散系数a0，再代入式(2)得：式中，plim为过程参数允许限值；通过式(5)解得t2，进而得到原始过程参数免疫时间TPI0＝t2-t0。进一步地，步骤S333具体为：设备失效时刻为ttrip，设备重启时刻为tres，在此之前过程参数保持不越限，过程参数的最低允许限值为plim，代入式(3)得：通过上式求得最小耗散系数a，即改造材料具备的最小物理属性。本专利技术首先识别治理对象的敏感过程类别；对于电气敏感型过程，采用电气类治理手段，确定补偿容量，计算投资；对于参数感应型过程，综合运用电气类与物理类治理手段，先确定最小补偿容量，计算定制电力设备投资，然后判断设备的重启时间是否长于补偿后的过程免疫时间，若是，则计算最小物理属性，并据此计算厂务改造投资，进而计算总投资，否则直接计算总投资计；计算两类过程治理总投资。与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：本专利技术可在用电设备遭受较为严重的电压暂降时，有效避免过程中断带来的严重损失。本专利技术充分利用的过程参数的变化特性，从电气特性和物理属性两个角度选择治理手段，并针对不同工业过程及其组成设备的特点，合理安排治理资源。附图说明图1为本专利技术实施例的过程参数变化曲线示意图。图2为本专利技术实施例的不同类别设备的过程参数曲线差异示意图。图中，(a)为电气敏感性过程，(b)为参数感应型过程。图3为本专利技术实施例的电压补偿方法原理示意图。图4为本专利技术实施例的厂务改造方法原理图。图5为本专利技术实施例的综合减缓方案原理图。图6为本专利技术实施例的方法流程示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本实施例从过程参数的角度出发，将过程中断事故分为两个发展阶段，如图1所示。t0是电压暂降起始时刻，t1是设备故障时刻(暂降持续时间大于设备耐受时间)，t2是过程中断时刻。第一阶段：设备耐受时间，该阶段内设备未故障，参数维持正常；第二阶段：参数变化时间，由于设备无法穿越暂降而故障，参数在外界环境影响下品质逐渐下降，直至超过允许限值。不同种类的工业过程具有不同的过程参数变化特性，工业过程可根据其职能划分、过程参数变化规律、和所包含设备群的特点分为两类：(1)电气敏感型过程：主要由工艺设备组成，设备的输出作用于产品，过程本身不具备能量储存能力，输出即耗散。电压暂降时过程参数变化曲线如图2中的(a)所示，设备中断，过程随即中断。识别判据：过程参数在相关设备失效后短时间内超过其允许限值。(2)参数感应型过程：主要由厂务设备组成，设备的输出作用于生产所需的介质(水，气体等)，使各项过程参数维持在工艺要求的范围内。过程所包含的物质和能量对环境具有一定的抵抗力。过程参数变化曲线如图2中的(b)所示，厂务设备中断，过程不会马上中断，过程参数在外界环境作用下逐渐恶化，直至超过允许值。识别判据：过程参数在相关设备失效后仍能维持较长时间不越限。在本实施例中，过程中断的两个阶段时长的主要影响因素分别是设备电压耐受力(电气特性)和过程参数抵抗力(物理属性)，因此，针对设备故障前与故障后本实施例分别提出电气类和物理类两类缓减手段。(1)电气类方法：以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于过程参数免疫时间的电压暂降缓减方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：识别治理对象的敏感过程类别；若是电气敏感型过程，则进入步骤S2，若是参数感应型过程，则进入步骤S3；步骤S2：对于电气敏感型过程，采用电气类治理手段；确定补偿容量，计算定制电力设备投资CI；步骤S3：对于参数感应型过程，综合运用电气类与物理类治理手段；先采用电压补偿后判断是否有进行厂务改造，最后计算电气与物理治理总投资CII；步骤S4：计算两类过程治理总投资C＝CI+CII。

【技术特征摘要】
1.一种基于过程参数免疫时间的电压暂降缓减方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：识别治理对象的敏感过程类别；若是电气敏感型过程，则进入步骤S2，若是参数感应型过程，则进入步骤S3；步骤S2：对于电气敏感型过程，采用电气类治理手段；确定补偿容量，计算定制电力设备投资CI；步骤S3：对于参数感应型过程，综合运用电气类与物理类治理手段；先采用电压补偿后判断是否有进行厂务改造，最后计算电气与物理治理总投资CII；步骤S4：计算两类过程治理总投资C＝CI+CII。2.根据权利要求1所述的一种基于过程参数免疫时间的电压暂降缓减方法，其特征在于：步骤S2中，设第i台补偿设备的购置成本为：其中Si为第i台设备的容量，是总补偿容量S对应的单位容量的市场价格；总补偿容量S越大，单位成本越高；计算电气敏感型过程的定制电力设备投资其中ND是定制电力设备台数。3.根据权利要求1所述的一种基于过程参数免疫时间的电压暂降缓减方法，其特征在于：步骤S3具体包括以下步骤：步骤S31：根据电气敏感设备容量确定最小补偿容量，计算电气敏感型过程的定制电力设备投资Cele；其中Cele的的计算采用步骤S2的原理；步骤S32：计算原始过程参数免疫时间TPI0，设备最快重启时间Tres由设备重启性能决定，电压补偿的最大时间为Td，若Tres＜TPI0+Td，则无需进行厂务改造，进入步骤S34；若Tres＞TPI0+Td，即改造后的设备重启时间仍长于过程免疫时间，则进行厂务改造，进入步骤S33；步骤S33：计算过程不中断所需最小耗散系数a，计算厂务改造投资；其中，第j个过程厂务设施改造成本为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张逸，李为明，张嫣，邵振国，王建勋，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35