动态无功补偿装置响应时间检测方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种动态无功补偿装置响应时间检测方法及系统，属于动态无功补偿技术领域，可在动态无功补偿装置和补偿对象均正常运行的工况下进行同步测量；不影响系统正常运行，且更能反映动态无功补偿装置在实际电网中的补偿和响应情况；利用补偿对象的无功扰动实现补偿装置响应时间的测试分析，无需增加额外的扰动源；具有提升检测效率以及提高检测精准度的特点，且易于实施，更适合大范围推广使用。更适合大范围推广使用。更适合大范围推广使用。

【技术实现步骤摘要】
动态无功补偿装置响应时间检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及动态无功补偿
，具体说，涉及一种动态无功补偿装 置响应时间检测方法及系统。

技术介绍

[0002]随着交直流电弧炉、连轧机组、港口起重机、聚变电源、城市轨道交通 负荷等大功率冲击性负荷设备的大量应用，以及风力发电、光伏发电等大容 量间歇性发电场站的规模化并网，动态无功补偿装置的应用需求凸显。动态 无功补偿装置响应时间，是指从控制信号(参考电压)输入开始直至补偿装 置首次达到目标值90％所用的时间，也就是从无功负荷变化到所需要的补偿 路数全部投入的时间。一般要求动态无功补偿装置的响应时间小于20毫秒， 若补偿响应过慢，会因为没有及时投入或者切除所需要的容量而导致欠补、 过补以及电压跌落等问题。因此，无功补偿装置响应时间是装置动态补偿性 能的重要指标。
[0003]在现有技术中，无功补偿装置响应时间测试，在试验状态下，通过扰动 源产生较大的无功电压阶跃来获得精确的响应时间。但是，存在的弊端如下：
[0004]1)在实际应用场景中，设备间通讯时延、控制参数调整以及无功补偿需 求变化等因素均会影响无功补偿装置的响应时间，导致在不同应用场景下， 响应时间测试结果也存在较大差异。
[0005]2)有些应用场景往往并不具备产生较大无功电压阶跃的条件，控制信号 的输入时刻也难以准确捕捉，给响应时间的现场测量带来较大的挑战。
[0006]因此，亟需一种利用现场运行工况及条件，实现动态无功补偿装置响应 时间的在线测试和分析的方法。r/>
技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，提供一种高效率的动态无功补偿装置响应时间检测 方法，通过在动态无功补偿装置和补偿对象均正常工作运行的工况下进行同 步测量，以达到获得精准有效的响应时间的效果。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术一种动态无功补偿装置响应时间检测方法， 方法包括：
[0009]S110、对补偿对象电流信号、动态补偿支路电流信号以及供电母线电压 信号根据设定的周期规格进行同步采样，分别获得补偿对象电流的时域离散 值、动态补偿支路电流的时域离散值以及供电母线电压的时域离散值；
[0010]S120、利用补偿对象电流的时域离散值、动态补偿支路电流的时域离散 值以及供电母线电压的时域离散值，确定补偿对象的瞬时无功功率和动态补 偿支路的瞬时无功功率，进而获得采样周期内补偿对象的瞬时无功功率的时 间序列和采样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间序列；
[0011]S130、根据互相关函数，确定采样周期内补偿对象的瞬时无功功率的时 间序列和
采样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间序列的线性互相关 系数；以及，
[0012]在补偿对象的瞬时无功功率序列和动态补偿支路的瞬时无功功率序列的 线性相关系数为
‑
1时，获取所对应的滞后阶数；
[0013]S140、根据滞后阶数获得动态无功补偿装置的响应时间。
[0014]进一步，优选的，采样周期内补偿对象的瞬时无功功率的时间序列和采 样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间序列的线性互相关系数通过下 述公式获得：
[0015][0016]其中，q1(k)表示采样周期内补偿对象的瞬时无功功率的时间序列；q2(k)表 示采样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间序列；p表示q2(k)滞后阶 数，且，p为正值时表示滞后p个采样点，p为负值表示超前p个采样点，p＝0，
ꢀ±
1，
……
，
±
p
max
；p
max
为选取的最大滞后阶数；R[q1，q2，p]表示q1(k)和q2(k+p)的 相关系数，Cov[q1(k),q2(k+p)]为q1(k)和q2(k+p)的协方差，Var[q1(k)]和Var[q2(k+p)]分 别为q1(k)和q2(k+p)的方差；
[0017]设定的周期规格包括采样周期为M个工频周波，每周期波采样点数为N；k为采样点编号，k＝1、2、3、
……
、MN。
[0018]进一步，优选的，根据滞后阶数获得动态无功补偿装置的响应时间通过 以下公式获得：
[0019][0020]其中，N为每周期波采样的点数，p为滞后阶数，f
s
是电网频率；T
s
为动 态补偿装置响应时间，单位为ms。
[0021]进一步，优选的，采样周期内补偿对象的瞬时无功功率的时间序列以及 采样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间序列通过以下公式获得：
[0022][0023][0024]其中，i1(k)为补偿对象电流的时域离散值；i2(k)为动态补偿支路电流的时 域离散值；u(k)为供电母线电压的时域离散值；
[0025]且i1(k)＝[i
a1
(k)i
b1
(k)i
c1
(k)]、i2(k)＝[i
a2
(k)i
b2
(k)i
c2
(k)]、u(k)＝[u
a
(k)u
b
(k)u
c
(k)]；
[0026]a、b、c分别表示三相交流电的A相、B相和C相。
[0027]进一步，优选的，N≥16；采样周期至少涵盖1个完整的动态补偿过程。
[0028]本专利技术还保护一种动态无功补偿装置响应时间检测系统，包括
[0029]采样单元，用于对补偿对象电流信号、动态补偿支路电流信号以及供电 母线电压信号根据设定的周期规格进行同步采样，分别获得补偿对象电流的 时域离散值、动态补偿支路电流的时域离散值以及供电母线电压的时域离散 值；
[0030]时间序列获取单元，用于利用补偿对象电流的时域离散值、动态补偿支 路电流的时域离散值以及供电母线电压的时域离散值，确定补偿对象的瞬时 无功功率和动态补偿
支路的瞬时无功功率，进而获得采样周期内补偿对象的 瞬时无功功率的时间序列和采样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间 序列；
[0031]阶数获取单元，用于根据互相关函数，确定采样周期内补偿对象的瞬时 无功功率的时间序列和采样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间序列 的线性互相关系数；以及，
[0032]在补偿对象的瞬时无功功率序列和动态补偿支路的瞬时无功功率序列的 线性相关系数为
‑
1时，获取所对应的阶数；
[0033]响应时间获取单元，用于根据滞后阶数获得动态无功补偿装置的响应时 间。
[0034]进一步，优选的，采样周期内补偿对象的瞬时无功功率的时间序列和采 样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间序列的线性互相关系数通过下 述公式获得：
[0035][0036]其中，q1(k)表示采样周期内补偿对象的瞬时无功功率的时间序列；q2(k)表 示采样周期内动态补偿支路的瞬时无功功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态无功补偿装置响应时间检测方法，其特征在于，方法包括：S110、对补偿对象电流信号、动态补偿支路电流信号以及供电母线电压信号根据设定的周期规格进行同步采样，分别获得补偿对象电流的时域离散值、动态补偿支路电流的时域离散值以及供电母线电压的时域离散值；S120、利用所述补偿对象电流的时域离散值、所述动态补偿支路电流的时域离散值以及所述供电母线电压的时域离散值，确定补偿对象的瞬时无功功率和动态补偿支路的瞬时无功功率，进而获得采样周期内补偿对象的瞬时无功功率的时间序列和采样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间序列；S130、根据互相关函数，确定所述采样周期内补偿对象的瞬时无功功率的时间序列和采样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间序列的线性互相关系数；以及，在所述补偿对象的瞬时无功功率序列和动态补偿支路的瞬时无功功率序列的线性相关系数为
‑
1时，获取所对应的阶数；S140、根据所述滞后阶数获得动态无功补偿装置的响应时间。2.根据权利要求1所述的动态无功补偿装置响应时间检测方法，其特征在于，所述采样周期内补偿对象的瞬时无功功率的时间序列和采样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间序列的线性互相关系数通过下述公式获得：其中，q1(k)表示采样周期内补偿对象的瞬时无功功率的时间序列；q2(k)表示采样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间序列；p表示q2(k)滞后阶数，且，p为正值时表示滞后p个采样点，p为负值表示超前p个采样点，p＝0，
±
1，
……
，
±
p
max
；p
max
为选取的最大滞后阶数；R[q1，q2，p]表示q1(k)和q2(k+p)的相关系数，Cov[q1(k),q2(k+p)]为q1(k)和q2(k+p)的协方差，Var[q1(k)]和Var[q2(k+p)]分别为q1(k)和q2(k+p)的方差；设定的周期规格包括采样周期为M个工频周波，每周期波采样点数为N；k为采样点编号，k＝1、2、3、
……
、MN。3.根据权利要求1所述的动态无功补偿装置响应时间检测方法，其特征在于，根据所述滞后阶数获得动态无功补偿装置的响应时间通过以下公式获得：其中，N为每周期波采样的点数，p为滞后阶数，f
s
是电网频率；T
s
为动态补偿装置响应时间，单位为ms。4.根据权利要求2所述的动态无功补偿装置响应时间检测方法，其特征在于，所述采样周期内补偿对象的瞬时无功功率的时间序列以及采样周期内动态补偿支路的瞬时无功功率的时间序列通过以下公式获得：率的时间序列通过以下公式获得：
其中，i1(k)为所述补偿对象电流的时域离散值；i2(k)为动态补偿支路电流的时域离散值；u(k)为供电母线电压的时域离散值...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓勇，龚亮，辛小臣，
申请(专利权)人：北京中冶设备研究设计总院有限公司，
类型：发明
国别省市：