一种无功功率补偿器的控制方法技术

本申请涉及无功功率补偿器的控制方法，包括：采集当前次控制的预设时间窗口内的电气参数以获取时序矩阵，其中，时序矩阵包括各种电气参数的时间序列；将时序矩阵和当前次控制的长时状态输入训练完毕的控制网络以输出当前控制信号、当前控制时间间隔和当前长时特征向量，其中，当前控制信号为当前的控制信号，当前控制时间间隔用于确定下一次控制的控制时刻，当前长时特征向量为下一次控制的长时状态；在当前时刻，基于控制信号控制无功功率补偿器。本申请的技术方案能够在电气参数变化时及时调节补偿量，避免控制时的滞后性。避免控制时的滞后性。避免控制时的滞后性。

【技术实现步骤摘要】
一种无功功率补偿器的控制方法


[0001]本申请一般地涉及电力系统领域，尤其涉及一种无功功率补偿器的控制方法。

技术介绍

[0002]交流电在通过纯电阻时，电能会被转变为机械能、热能、化学能或声能其他形式的能，用于做功，这部分功率被称为有功功率，而在通过纯容性或纯感性负载时，电能不会被消耗，只是把电能转换为另外一种形式的能，这部分功率被称为无功功率，无功功率是用电设备能够做功的必备条件。
[0003]由于线路设备等对无功功率的消耗，通常在电力系统中布设多个无功功率补偿器，为用电设备提供所需的无功功率，进而提高电网的功率因数和供电效率；例如，可以在恰当的时机，通过投入、切除无功功率补偿器来调节无功功率补偿量。又如，合理选择无功功率补偿器的补偿量也能够调节无功功率补偿量。因此，合理控制无功功率补偿器可以最大限度的减少电网的损耗，提高电网质量。反之，不当的控制会造成供电系统线损增大、电压波动等诸多问题。
[0004]目前，通常在电网运行中，可以根据系统的电气参数进行实时补偿。公开号为CN115759321A的对比文件公开了一种以线损最小为优化目标的智能无功补偿方法，通过神经网络预测有功功率和线损，进而确定使线损最小的无功功率补偿值。然而，这种方式，按照固定的时间间隔或者在电气参数变化后对无功功率补偿器中的电容器组进行投切控制，进而导致无功功率补偿器的控制具有滞后性。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的上述技术问题，本申请提供了一种无功功率补偿器的控制方法，以解决无功功率补偿器控制时的滞后性问题。
[0006]本专利技术提供了一种无功功率补偿器的控制方法，包括：采集当前次控制的预设时间窗口内的电气参数以获取时序矩阵，其中，所述时序矩阵包括各种电气参数的时间序列，所述电气参数至少包括电压、电流和功率；将所述时序矩阵和当前次控制的长时状态输入训练完毕的控制网络以输出当前控制信号、当前控制时间间隔和当前长时特征向量，其中，所述当前控制信号为当前次控制的控制信号，所述当前控制时间间隔用于确定下一次控制的控制时刻，所述当前长时特征向量为下一次控制的长时状态，初始长时状态为预设尺寸的0向量；在当前时刻，基于所述当前控制信号控制无功功率补偿器；其中，所述控制网络的训练方法包括：采集时序矩阵样本，确定初始长时状态，将所述时序矩阵样本和所述初始长时状态输入到初始控制网络，对所述时序矩阵样本和所述初始长时状态进行时序特征提取，获取长时特征向量和短时特征向量，并将所述长时特征向量和所述短时特征向量拼接后分别经逻辑分析处理和数值回归处理，输出初始控制信号和初始控制时间间隔；通过初始奖励网络预测所述初始控制信号的奖励值以构建损失函数，进而更新所述初始控制网络和初始奖励网络，以完成初次迭代；根据所述长时特征向量确定下一次迭代的长时状态，根
据初始控制时间间隔确定下一次迭代的时序矩阵样本的时间窗口，进而进行多次迭代，直至训练完成以得到训练好的控制网络；其中，所述训练完成包括迭代次数达到预设次数，或者所述损失函数小于预设值。
[0007]在一些实施例中，所述初始奖励网络的输入为所述时序矩阵样本、所述初始长时状态以及所述初始控制信号，输出为所述初始控制信号的预测奖励值。
[0008]在一些实施例中，所述无功功率补偿器为有级调节补偿器；其中所述逻辑分析处理包括：维度变换处理和逻辑分类处理，所述维度变换处理用于将所述长时特征向量和所述短时特征向量拼接后的向量映射为预设维度的低维向量，所述逻辑分类处理用于将所述低维向量中的每个数值映射为0或1以获取控制向量；将所述控制向量作为所述控制信号，其中所述控制向量用于控制多个电容器组执行投切动作。
[0009]在一些实施例中，所述无功功率补偿器为无级调节补偿器；其中所述逻辑分析处理包括：数值回归处理，所述数值回归处理用于将所述长时特征向量和所述短时特征向量拼接后的向量回归为无功功率补偿量的变化量；将所述无功功率补偿量的变化量作为所述控制信号。
[0010]在一些实施例中，所述损失函数的构建方法包括：在一次迭代中，执行控制信号后，采集电压时间序列和功率因数时间序列；对所述电压时间序列进行极值点检测以确定本次迭代的目标时间间隔；基于所述目标时间间隔截取所述电压时间序列和所述功率因数时间序列以获取电压子序列和功率因数子序列；基于所述电压子序列和所述功率因数子序列计算本次迭代中控制信号的真实奖励值；基于本次迭代对应的当前奖励网络和当前控制网络确定本次迭代中控制信号的未来奖励值；基于所述目标时间间隔、所述真实奖励值和未来奖励值构建所述损失函数。
[0011]在一些实施例中，所述对所述电压时间序列进行极值点检测以确定目标时间间隔包括：对所述电压时间序列进行极值点检测，将第一个出现的极值点对应的时刻作为目标时刻；将当前时刻和所述目标时刻之间的时间间隔作为目标时间间隔。
[0012]在一些实施例中，所述基于所述电压子序列和所述功率因数子序列计算所述初始控制信号的真实奖励值包括：获取额定电压，基于所述额定电压、所述电压子序列和所述功率因数子序列计算所述初始控制信号的真实奖励值，所述真实奖励值满足关系式：其中，U为所述电压子序列，为电压子序列U中时刻t的电压值，为所述额定电压，为所述功率因数子序列中所有数值的均值，为平均功率因数偏移量，R为所述初始控制信号的真实奖励值，其中，满足关系式：。
[0013]在一些实施例中，所述基于本次迭代对应的当前奖励网络和当前控制网络确定本次迭代中控制信号的未来奖励值包括：确定目标奖励网络和目标控制网络；将所述目标时间间隔作为时间窗口，并采集该时间窗口内的电气参数以获取未来时序矩阵样本；将所述
当前控制网络的长时特征向量作为未来长时状态；将所述未来时序矩阵样本和所述未来长时状态输入所述目标控制网络，得到未来控制信号；通过所述目标奖励网络预测所述未来控制信号的奖励值，并将未来控制信号的奖励值作为所述控制信号的未来奖励值。
[0014]在一些实施例中，所述确定目标奖励网络和目标控制网络包括：每完成预设次数的迭代后，将当前控制网络的网络参数复制到所述目标控制网络中以更新所述目标控制网络，将当前奖励网络的网络参数复制到所述目标奖励网络中以更新所述目标奖励网络。
[0015]在一些实施例中，所述损失函数包括奖励损失和控制损失，所述奖励损失满足关系式：其中，q为所述控制信号的预测奖励值，R为所述控制信号的真实奖励值，为所述控制信号的未来奖励值，为增益系数，为奖励损失的数值；所述控制损失满足关系式：其中，T为所述控制时间间隔，为所述目标时间间隔，q为所述控制信号的预测奖励值，为控制损失的数值。
[0016]本申请实施例提供的上述无功功率补偿器的控制方法，通过训练完毕的控制网络输出控制信号和控制时间间隔，依据控制信号调节补偿量，实现无功功率补偿器的精准控制；同时，依据控制时间间隔控制无功功率补偿器调节补偿量的频率，可在电气参数变化时及时调节补偿量，避免无功功率补偿器在控制时的滞后性。
[0017]进一步地，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无功功率补偿器的控制方法，其特征在于：采集当前次控制的预设时间窗口内的电气参数以获取时序矩阵，其中，所述时序矩阵包括各种电气参数的时间序列，所述电气参数至少包括电压、电流和功率；将所述时序矩阵和当前次控制的长时状态输入训练完毕的控制网络以输出当前控制信号、当前控制时间间隔和当前长时特征向量，其中，所述当前控制信号为当前次控制的控制信号，所述当前控制时间间隔用于确定下一次控制的控制时刻，所述当前长时特征向量为下一次控制的长时状态，初始长时状态为预设尺寸的0向量；在当前时刻，基于所述当前控制信号控制无功功率补偿器；其中，所述控制网络的训练方法包括：采集时序矩阵样本，确定初始长时状态，将所述时序矩阵样本和所述初始长时状态输入到初始控制网络，对所述时序矩阵样本和所述初始长时状态进行时序特征提取，获取长时特征向量和短时特征向量，并将所述长时特征向量和所述短时特征向量拼接后分别经逻辑分析处理和数值回归处理，输出初始控制信号和初始控制时间间隔；通过初始奖励网络预测所述初始控制信号的奖励值以构建损失函数，进而更新所述初始控制网络和初始奖励网络，以完成初次迭代；根据所述长时特征向量确定下一次迭代的长时状态，根据初始控制时间间隔确定下一次迭代的时序矩阵样本的时间窗口，进而进行多次迭代，直至训练完成以得到训练好的控制网络；其中，所述训练完成包括迭代次数达到预设次数，或者所述损失函数小于预设值。2.如权利要求1所述的一种无功功率补偿器的控制方法，其特征在于，所述初始奖励网络的输入为所述时序矩阵样本、所述初始长时状态以及所述初始控制信号，输出为所述初始控制信号的预测奖励值。3.如权利要求2所述的一种无功功率补偿器的控制方法，其特征在于，所述无功功率补偿器为有级调节补偿器；其中所述逻辑分析处理包括：维度变换处理和逻辑分类处理，所述维度变换处理用于将所述长时特征向量和所述短时特征向量拼接后的向量映射为预设维度的低维向量，所述逻辑分类处理用于将所述低维向量中的每个数值映射为0或1，以获取控制向量；其中，所述控制向量对应于所述控制信号，所述控制向量用于控制所述无功功率补偿器的多个电容器组执行投切动作。4.如权利要求2所述的一种无功功率补偿器的控制方法，其特征在于，所述无功功率补偿器为无级调节补偿器；其中所述逻辑分析处理包括：数值回归处理，所述数值回归处理用于将所述长时特征向量和所述短时特征向量拼接后的向量回归为无功功率补偿量的变化量；其中，所述无功功率补偿量的变化量对应于所述控制信号。5.如权利要求2所述的一种无功功率补偿器的控制方法，其特征在于，所述损失函数的构建方法包括：在一次迭代中，执行控制信号后，采集电压时间序列和功率因数时间序列；对所述电压时间序列进行极值点检测以确定本次迭代的目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明亮，马丰民，王敏，余子正，王雪，
申请(专利权)人：武汉新能源接入装备与技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：