一种快速无功补偿的控制方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请提供了一种快速无功补偿的控制方法、装置、设备及存储介质，具体的：从目标用电系统中采集三相电信号序列，任选一相电信号序列作为目标电信号序列，将目标电信号序列的模数转换结果作为基础控制数据；在进行无功补偿时，利用当前半个检测周期内的基础控制数据，计算出当前半个检测周期的第一功率因数；获取上半个检测周期的第二功率因数，将第一功率因数与第二功率因数的和值作为完整检测周期的实际功率因数；通过判断实际功率因数是否位于目标用电系统的标准功率因数区间内，来控制补偿装置的投切状态。这样，通过半波检测的方式，既可以缩短补偿装置的响应时间，又避免了因系统波形上下波不对称、中位线偏移造成的控制误差。差。差。

【技术实现步骤摘要】
一种快速无功补偿的控制方法、装置、设备及存储介质


[0001]本申请涉及无功功率补偿
，具体而言，涉及一种快速无功补偿的控制方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]无功补偿，也称无功功率补偿，是一种在电力供电系统中提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，以提高供电效率，改善供电环境的技术。由此可以看出，无功补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置，合理的控制补偿装置，可以最大限度的减少电网的损耗，提高电网的供电效率与供电质量。
[0003]目前，在无源补偿方案中，常使用接触器开关来控制补偿电容器在用电系统中的投切状态。以接触器开关投切补偿电容器的方案为例，按照传统控制算法，通过整波检测的方式，至少需要在检测到一整个周波的电压、电流数据之后，才能够计算得到用电系统中电网的有功功率、无功功率、功率因数等相关控制参数。此时，补偿电容器的投切速度较慢，通常为秒级，无法满足部分需要快速无功补偿的应用场景（如钢铁行业的飞剪工序，汽车行业的点焊机作业等实际作业场景）的补偿需求，导致无功补偿的速度比较低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种快速无功补偿的控制方法、装置、设备及存储介质，以通过半波检测的方式，既可以缩短补偿装置的响应时间，又能够避免因系统波形上下波不对称、中位线偏移造成的控制误差，从而提高对目标用电系统进行无功补偿的速度与精度，满足目标用电系统的快速无功补偿需求。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种快速无功补偿的控制方法，所述控制方法应用于目标控制器中，其中，所述目标控制器用于控制补偿装置为目标用电系统提供无功补偿服务；所述控制方法包括：按照预先设置的采样频率，对所述目标用电系统中的三相电信号进行采集，得到三相电信号序列；其中，所述三相电信号用于表征三相中每一相对应的电压信号和电流信号；从所述三相电信号序列中任选一相电信号序列作为目标电信号序列，将所述目标电信号序列的模数转换结果作为所述补偿装置的基础控制数据；在所述补偿装置为所述目标用电系统提供无功补偿服务的过程中，利用当前半个检测周期内采集到的所述基础控制数据，计算出所述当前半个检测周期下的第一功率因数；其中，完整检测周期的周期长度根据所述目标用电系统的用电频率确定；获取上半个检测周期下的第二功率因数，将所述第一功率因数与所述第二功率因数的累加结果作为所述完整检测周期下的实际功率因数；其中，所述上半个检测周期与所述当前半个检测周期组成一个所述完整检测周期；判断所述实际功率因数是否位于所述目标用电系统的标准功率因数区间内，以根
据判断结果，控制所述补偿装置在所述目标用电系统中的投切状态。
[0006]在一种可选的实施方式中，所述根据判断结果，控制所述补偿装置在所述目标用电系统中的投切状态，包括：当检测到所述实际功率因数大于第一目标功率因数或者检测到所述实际功率因数为负数时，控制所述补偿装置执行补偿容量的切除操作；其中，所述第一目标功率因数用于表征所述标准功率因数区间中标准功率因数的最大值；当检测到所述实际功率因数小于第二目标功率因数时，控制所述补偿装置执行补偿容量的投入操作；其中，所述第二目标功率因数用于表征所述标准功率因数区间中标准功率因数的最小值；当检测到所述实际功率因数位于所述标准功率因数区间内时，则不改变所述补偿装置在所述目标用电系统中的投切状态。
[0007]在一种可选的实施方式中，所述控制所述补偿装置执行补偿容量的切除操作，包括：从所述补偿装置中，确定所述补偿装置当前在所述目标用电系统中已投入的第一补偿容量；以单位补偿容量作为所述第一补偿容量进行阶梯式切除的预测步长，在所述第一补偿容量中每切除一个单位补偿容量的条件下，根据所述目标用电系统中每切除一个单位补偿容量之后的无功功率需求量以及电信号采样角度偏差，对当前所述目标用电系统中的功率因数进行阶梯式预测，得到每次阶梯式预测下功率因数的第一预测结果；其中，所述电信号采样角度偏差用于表征所述目标电信号序列中的电压信号与电流信号因采样时间延迟而产生的相位偏差；当检测到所述第一预测结果位于所述标准功率因数区间内时，则结束阶梯式预测的步骤，并控制所述补偿装置从所述目标用电系统中切除所述第一预测结果中第一数量下的单位补偿容量。
[0008]在一种可选的实施方式中，所述控制所述补偿装置执行补偿容量的投入操作，包括：从所述补偿装置中，确定所述补偿装置未投入到所述目标用电系统中的第二补偿容量；以单位补偿容量作为所述第二补偿容量进行阶梯式投入的预测步长，在所述目标用电系统中每投入一个单位补偿容量的条件下，根据所述目标用电系统中每投入一个单位补偿容量之后的无功功率需求量以及电信号采样角度偏差，对当前所述目标用电系统中的功率因数进行阶梯式预测，得到每次阶梯式预测下功率因数的第二预测结果；当检测到所述第二预测结果位于所述标准功率因数区间内时，则结束阶梯式预测的步骤，并控制所述补偿装置向所述目标用电系统中投入所述第二预测结果中第二数量下的单位补偿容量。
[0009]在一种可选的实施方式中，在所述控制所述补偿装置执行补偿容量的投入操作之前，所述控制方法还包括：按照与所述实际功率因数相同的计算策略，计算所述目标用电系统在所述完整检测周期下的第一无功功率需求量；
判断所述第一无功功率需求量与目标投入系数的比值是否大于或者等于所述补偿装置中未投入的空闲补偿容量；其中，所述目标投入系数用于表征所述补偿装置为所述目标用电系统中消耗的无功功率提供补偿的补偿比例；所述目标投入系数的取值与所述标准功率因数区间的区间大小存在关联关系；当检测到所述第一无功功率需求量与所述目标投入系数的比值大于或者等于所述空闲补偿容量时，控制所述补偿装置执行补偿容量的投入操作。
[0010]在一种可选的实施方式中，在所述控制所述补偿装置执行补偿容量的切除操作时，通过以下方法计算所述目标用电系统在补偿容量发生变化后的无功功率需求量：在所述控制所述补偿装置执行补偿容量的切除操作时，通过所述补偿装置，确定所述目标用电系统中投入的补偿容量发生变化前后的第一补偿容量差值；计算所述第一无功功率需求量与所述第一补偿容量差值的和值，将计算结果作为所述目标用电系统在补偿容量发生变化后的无功功率需求量。
[0011]在一种可选的实施方式中，在所述控制所述补偿装置执行补偿容量的投入操作时，通过以下方法计算所述目标用电系统在补偿容量发生变化后的无功功率需求量：在所述控制所述补偿装置执行补偿容量的投入操作时，通过所述补偿装置，确定所述目标用电系统中投入的补偿容量发生变化前后的第二补偿容量差值；计算所述目标投入系数与系数1之间的系数差值，将所述系数差值与单位补偿容量的乘积作为所述目标投入系数的容量回差值；所述系数1用于表征所述补偿装置为所述目标用电系统中消耗的无功功率提供等比例的补偿服务；当检测到所述第一无功功率需求量与所述第二补偿容量差值之间的差值大于或者等于所述目标投入系数的容量回差值时，则将所述第一无功功率需求量与所述第二补偿容量差值之间的差值作为所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速无功补偿的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于目标控制器中，其中，所述目标控制器用于控制补偿装置为目标用电系统提供无功补偿服务；所述控制方法包括：按照预先设置的采样频率，对所述目标用电系统中的三相电信号进行采集，得到三相电信号序列；其中，所述三相电信号用于表征三相中每一相对应的电压信号和电流信号；从所述三相电信号序列中任选一相电信号序列作为目标电信号序列，将所述目标电信号序列的模数转换结果作为所述补偿装置的基础控制数据；在所述补偿装置为所述目标用电系统提供无功补偿服务的过程中，利用当前半个检测周期内采集到的所述基础控制数据，计算出所述当前半个检测周期下的第一功率因数；其中，完整检测周期的周期长度根据所述目标用电系统的用电频率确定；获取上半个检测周期下的第二功率因数，将所述第一功率因数与所述第二功率因数的累加结果作为所述完整检测周期下的实际功率因数；其中，所述上半个检测周期与所述当前半个检测周期组成一个所述完整检测周期；判断所述实际功率因数是否位于所述目标用电系统的标准功率因数区间内，以根据判断结果，控制所述补偿装置在所述目标用电系统中的投切状态。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据判断结果，控制所述补偿装置在所述目标用电系统中的投切状态，包括：当检测到所述实际功率因数大于第一目标功率因数或者检测到所述实际功率因数为负数时，控制所述补偿装置执行补偿容量的切除操作；其中，所述第一目标功率因数用于表征所述标准功率因数区间中标准功率因数的最大值；当检测到所述实际功率因数小于第二目标功率因数时，控制所述补偿装置执行补偿容量的投入操作；其中，所述第二目标功率因数用于表征所述标准功率因数区间中标准功率因数的最小值；当检测到所述实际功率因数位于所述标准功率因数区间内时，则不改变所述补偿装置在所述目标用电系统中的投切状态。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述补偿装置执行补偿容量的切除操作，包括：从所述补偿装置中，确定所述补偿装置当前在所述目标用电系统中已投入的第一补偿容量；以单位补偿容量作为所述第一补偿容量进行阶梯式切除的预测步长，在所述第一补偿容量中每切除一个单位补偿容量的条件下，根据所述目标用电系统中每切除一个单位补偿容量之后的无功功率需求量以及电信号采样角度偏差，对当前所述目标用电系统中的功率因数进行阶梯式预测，得到每次阶梯式预测下功率因数的第一预测结果；其中，所述电信号采样角度偏差用于表征所述目标电信号序列中的电压信号与电流信号因采样时间延迟而产生的相位偏差；当检测到所述第一预测结果位于所述标准功率因数区间内时，则结束阶梯式预测的步骤，并控制所述补偿装置从所述目标用电系统中切除所述第一预测结果中第一数量下的单位补偿容量。4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述补偿装置执行补偿容量
的投入操作，包括：从所述补偿装置中，确定所述补偿装置未投入到所述目标用电系统中的第二补偿容量；以单位补偿容量作为所述第二补偿容量进行阶梯式投入的预测步长，在所述目标用电系统中每投入一个单位补偿容量的条件下，根据所述目标用电系统中每投入一个单位补偿容量之后的无功功率需求量以及电信号采样角度偏差，对当前所述目标用电系统中的功率因数进行阶梯式预测，得到每次阶梯式预测下功率因数的第二预测结果；当检测到所述第二预测结果位于所述标准功率因数区间内时，则结束阶梯式预测的步骤，并控制所述补偿装置向所述目标用电系统中投入所述第二预测结果中第二数量下的单位补偿容量。5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述控制所述补偿装置执行补偿容量的投入操作之前，所述控制方法还包括：按照与所述实际功率因数相...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋国伟，李新娟，秦玲，王建光，宋一鸣，李姗姗，李波，
申请(专利权)人：东方博沃北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：