一种低压电容器装置双模投切的控制方法及系统制造方法及图纸

一种低压电容器装置双模投切的控制方法及系统，利用模糊区间和电压偏差区间、功率因数偏差区间、并联电容器实际容量分别确定第一比例因子、第二比例因子和第三比例因子；利用第一比例因子将电压偏差转换为电压模糊量，利用第二比例因子将功率因数偏差转换为功率因数模糊量；以电压模糊量和功率因数模糊量为模糊控制系统的输入量，按照模糊控制规则输出无功功率补偿模糊量；利用第三比例因子将无功功率补偿模糊量转换为无功功率补偿量；当配电变压器的负荷率小于负荷率阈值时，根据无功功率补偿量控制电容器装置的投切；电容器装置的总容量衰减率达到不同的衰减率阈值时采取不同的处理措施。实现配变低压侧无功功率就地平衡，降低低压电网损耗。降低低压电网损耗。降低低压电网损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种低压电容器装置双模投切的控制方法及系统


[0001]本专利技术属于电力设备控制
，具体地，涉及一种低压电容器装置双模投切的控制方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，在配网中使用的低压无功补偿装置普遍存在自身功耗高，投切策略不合理等问题，往往出现低压无功设备投入使用出现台区线损上升的现象，影响城市电能质量情况。具体表现如下：
[0003]低压电容器组本身运行功耗偏高。低压无功补偿装置主要有低压电容器、空气开关，互感器、电流电压表、投切器件、控制器等原件组成，低压电力电容器通常采用金属化膜作为其介质，损耗在0.1％以下，为减少合闸涌流，通常采用可控硅作为投切元器件，投切可控硅存在约1伏电压降，以容量为100千伏安的电容器组为例，一次投切过程中存在约450W功耗，损耗为0.45％，控制器功耗通常不大于6W，一般情况下可忽略不计。
[0004]低压无功设备投切策略不合理。室内低压电容器广泛应用于各类居配工程，90％以上采用的都是基于功率因数为判据的投切模式，在春节或深夜等负荷低估期间会出现低压电容器装置频繁投切的情况，极易造成电容器设备的损坏和低压电网的电压波动，影响供电可靠性。
[0005]室内低压电容器故障预警、定位能力不足。室内低压电容器作为低压电网中广泛应用的无功补偿装置，事关供电电能质量，自身健康运行水平极为重要。但在实际运行中，对于此类设备的故障预警、定位能力相对不足。同时，低压电力电容器普遍采用金属化膜作为其介质，具备被击穿后快速回复绝缘的自愈能力，因使用寿命比非自愈更长而被广泛使用。根据苏州电网长期运行经验，多次自愈的结果会导致低压电容器容量逐步下降，甚至容量为0。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种低压电容器装置双模投切的控制方法及系统，根据配电变压器的负荷情况，自动实现低压电容器装置的智能双模投切，以实现配变低压侧无功功率的就地平衡，其中，负荷高峰期间基于功率因数投切、负荷低谷期间基于无功功率投切；提升了功率因素水平，保证了低压电网的电压稳定，有效降低了低压电网的损耗。
[0007]本专利技术采用如下的技术方案。
[0008]本专利技术提出了一种低压电容器装置双模投切的控制方法，包括：
[0009]步骤1，根据配电母线的电压偏差范围确定电压偏差区间，根据功率因数偏差范围确定功率因数偏差区间；
[0010]步骤2，设置2n+1个模糊等级，得到模糊区间[
‑
n,n]，其中n为正整数；利用模糊区间和电压偏差区间、功率因数偏差区间分别确定第一比例因子、第二比例因子，利用模糊区
间和并联电容器实际容量确定第三比例因子；
[0011]步骤3，利用第一比例因子将电压偏差转换为电压模糊量，利用第二比例因子将功率因数偏差转换为功率因数模糊量；
[0012]步骤4，构建双输入单输出的模糊控制系统，以电压模糊量和功率因数模糊量为输入量，由模糊控制系统按照模糊控制规则输出无功功率补偿模糊量；
[0013]步骤5，利用第三比例因子将无功功率补偿模糊量转换为无功功率补偿量；
[0014]步骤6，当配电变压器的负荷率小于负荷率阈值时，根据无功功率补偿量控制电容器装置的投切；并且电容器装置的总容量衰减率达到第一衰减率阈值时发出预警，达到第二衰减率阈值时发出告警，达到第三衰减率阈值时保护停运。
[0015]根据配电母线的电压偏差范围得到电压偏差区间[
‑
a,b]，以如下关系式计算第一比例因子：
[0016][0017]式中，
[0018]K1为第一比例因子，
[0019]a、b均为自然数，0<a,b<10。
[0020]根据功率因数偏差范围得到功率因数偏差区间[
‑
c,d]，以如下关系式计算第二比例因子：
[0021][0022]式中，
[0023]K2为第二比例因子，
[0024]c、d均为自然数，0<c,d<0.1。
[0025]以如下关系式确定第三比例因子：
[0026][0027]式中，
[0028]K3为第三比例因子，
[0029]Q为并联电容器实际容量。
[0030]模糊控制系统中，采用三角形隶属度函数，如下：
[0031][0032]式中，
[0033]x为自变量，
[0034]u,v,w分别为三角形的第一脚、峰、第二脚。
[0035]根据三角形隶属度函数确定模糊控制系统中的模糊子集{NB，NM，NS，0，PS，PM，
PB}，其中，NB、NM、NS、PS、PM、PB分别表示负大、负中、负小、正大、正中、正小；
[0036]模糊控制规则如下：
[0037]1、当功率因数模糊量为NB时，无论电压模糊量取值为何，无功功率补偿模糊量均为PB；
[0038]2、当功率因数模糊量为PB时，无论电压模糊量取值为何，无功功率补偿模糊量均为NB；
[0039]3、当功率因数模糊量为0时，无论电压模糊量取值为何，无功功率补偿模糊量均为0；
[0040]4、当功率因数模糊量为NM时，电压模糊量取值为NB、NM、NS、0、PS时，无功功率补偿模糊量均为PM；电压模糊量取值为PM、PB时，无功功率补偿模糊量均为PB；
[0041]5、当功率因数模糊量为NS时，电压模糊量取值为NB、NM、NS、0、PS时，无功功率补偿模糊量均为PS；电压模糊量取值为PM、PB时，无功功率补偿模糊量均为PM；
[0042]6、当功率因数模糊量为PS时，电压模糊量取值为NB、NM时，无功功率补偿模糊量均为NM；电压模糊量取值为NS、0、PS、PM、PB时，无功功率补偿模糊量均为NS；
[0043]7、当功率因数模糊量为PM时，电压模糊量取值为NB、NM、PB时，无功功率补偿模糊量均为NB；电压模糊量取值为NS、0、PS、PM时，无功功率补偿模糊量均为NM。
[0044]在同一条模糊控制规则内，利用电压偏差的隶属度、功率因数偏差的隶属度与无功功率补偿量隶属度，基于取小运算，得到每一条模糊控制规则总前提的可信度。
[0045]步骤6中，负荷率阈值的取值为30％；
[0046]第一衰减率阈值取值为30％，第二衰减率阈值取值为50％，第三衰减率阈值取值为60％。
[0047]本专利技术还提出了一种低压电容器装置双模投切的控制系统，包括：输入模块，模糊化处理模块，模糊推理模块，清晰化处理模块，输出模块。
[0048]输入模块，用于根据配电母线的电压偏差范围确定电压偏差区间，根据功率因数偏差范围确定功率因数偏差区间；
[0049]模糊化处理模块，用于设置2n+1个模糊等级，得到模糊区间[
‑
n,n]，其中n为正整数；利用模糊区间和电压偏差区间、功率因数偏差区间分别确定第一比例因子、第二比例因子，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压电容器装置双模投切的控制方法，其特征在于，包括：步骤1，根据配电母线的电压偏差范围确定电压偏差区间，根据功率因数偏差范围确定功率因数偏差区间；步骤2，设置2n+1个模糊等级，得到模糊区间[
‑
n,n]，其中n为正整数；利用模糊区间和电压偏差区间、功率因数偏差区间分别确定第一比例因子、第二比例因子，利用模糊区间和并联电容器实际容量确定第三比例因子；步骤3，利用第一比例因子将电压偏差转换为电压模糊量，利用第二比例因子将功率因数偏差转换为功率因数模糊量；步骤4，构建双输入单输出的模糊控制系统，以电压模糊量和功率因数模糊量为输入量，由模糊控制系统按照模糊控制规则输出无功功率补偿模糊量；步骤5，利用第三比例因子将无功功率补偿模糊量转换为无功功率补偿量；步骤6，当配电变压器的负荷率小于负荷率阈值时，根据无功功率补偿量控制电容器装置的投切；并且电容器装置的总容量衰减率达到第一衰减率阈值时发出预警，达到第二衰减率阈值时发出告警，达到第三衰减率阈值时保护停运。2.根据权利要求1所述的低压电容器装置双模投切的控制方法，其特征在于，根据配电母线的电压偏差范围得到电压偏差区间
‑
a,b，以如下关系式计算第一比例因子：式中，K1为第一比例因子，a、b均为自然数，0<a,b<10。3.根据权利要求1所述的低压电容器装置双模投切的控制方法，其特征在于，根据功率因数偏差范围得到功率因数偏差区间
‑
c,d，以如下关系式计算第二比例因子：式中，K2为第二比例因子，c、d均为自然数，0<c,d<0.1。4.根据权利要求1所述的低压电容器装置双模投切的控制方法，其特征在于，以如下关系式确定第三比例因子：式中，K3为第三比例因子，Q为并联电容器实际容量。5.根据权利要求1所述的低压电容器装置双模投切的控制方法，其特征在于，模糊控制系统中，采用三角形隶属度函数，如下：
式中，x为自变量，u,v,w分别为三角形的第一脚、峰、第二脚。6.根据权利要求5所述的低压电容器装置双模投切的控制方法，其特征在于，根据三角形隶属度函数确定模糊控制系统中的模糊子集{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}，其中，NB、NM、NS、PS、PM、PB分别表示负大、负中、负小、正大、正中、正小。7.根据权利要求6所述的低压电容器装置双模投切的控制方法，其特征在于，模糊控制规则如下：1)、当功率因数模糊量为NB时，无论电压模糊量取值为何，无功功率补偿模糊量均为PB；2)、当功率因数模糊量为PB时，无论电压模糊量取值为何，无功功率补偿模糊量均为...

【专利技术属性】
技术研发人员：江卫中，兰飞飞，朱叶叶，陈昌友，朱晓晨，张娜，曹伟民，
申请(专利权)人：南京易司拓电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：