[发明专利]工业设备电压暂降免疫力的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业设备电压暂降免疫力的检测方法，特别适合但不仅限于对复杂工业过程中的设备检测。

背景技术

随着计算机技术、自动化技术、电力电子技术和微电子技术等在各行业的广泛应用，大量基于高新技术的工业过程和设备在各行业中得到推广并接入电力系统。这些工业过程对电能质量尤其是电压暂降等短时电能质量扰动非常敏感，因电压暂降给工业用户和社会造成的损失非常巨大，使电压暂降成为了当前电力用户、社会和学术界最关心和关注的电能质量问题。

评估工业过程和关键设备受电压暂降的影响，是解决电压暂降问题的前提，需从供电侧电压暂降水平和工业过程的电压暂降免疫力两方面入手。其中，复杂工业过程的电压暂降免疫力评估技术是关键，也是用户选择过程设备、决定供用电方式、电网确定用户接入点、电网和用户采取技术措施的重要依据。

电压暂降（Voltage dip或Voltage sag）被定义为供电侧工频电压有效值短时间内突然下降然后自动恢复的电能质量扰动事件。现有电压暂降评估技术主要集中于供电系统内电压暂降特征与频次的评估、用户电压耐受能力或电压暂降引起的设备故障率评估两方面。现有供电侧的评估仅能从统计意义上评估供电系统可能发生的暂降幅值、持续时间特征和频次等；设备可接受曲线或设备电压耐受曲线能刻画设备耐受电压幅值、持续时间，直接根据两者数量上的大小进行比较，虽能得到定量结果，但不能反映用户可接受结果状态的不同，也不能正确反映电压暂降的实际严重程度。之所以有这样的问题，原因在于现有的检测方法缺乏将设备受电压暂降的影响与电压暂降特征联系起来的纽带，而这个纽带在实际中可以表现为过程免疫时间。

从电压暂降引起的设备故障状态或故障评估方面看，现有评估方法针对典型敏感设备或元件，可分为试验与测试法、基于模型的评估方法两类。其中，试验与测试法，通过对设备电压耐受能力的直接测试和统计，对设备不正常状态进行评估，结果可信，但不具有推广性，仅能得出典型设备在统计学意义上的结果。原因是虽然该方法能够通过对典型敏感元件或设备进行直接测试和实验，能得到统计意义上的典型设备的受影响程度，结果可靠，但在实际中不可能对所有设备和元件进行测试或试验，且对单一元件的测试结果并不能反映整个工业过程受影响的程度，而且设备与过程受电压暂降的影响程度是非线性的，表现为过程参数的非线性变化。所述的过程参数是在工业工程或环节中的相关物理参数，简称为过程参数，例如设备需要的氧含量、油压等，这些都是具体设备实际对应的物理参数，而对整个工业过程来说这些参数都为过程参数，过程参数通常不止一个。基于模型评估方法是为了克服测试与试验法推广性和可移植性不强的缺陷，提出的电压耐受能力不确定性评估方法，其中包括概率评估法、模糊评估法和其他不确定性评估法，这些方法考虑了设备受电压暂降影响事件的时空不确定性，认为设备电压耐受曲线存在不确定性区间，如果电压暂降发生在该区间，设备后果状态不确定，但其实质仍基于幅值和持续时间的直接比较，仍未考虑复杂工业过程的具体物理属性、结构性、经济性、功能性和安全性等要求，未考虑用户可接受状态、抗风险水平和投资能力等，难以满足工程应用要求。

事实上，工业过程或设备受电压暂降的影响，不仅与电压幅值、持续时间等有关，还与用户设计和设备选择，以及工业过程、设备属性、用户可接受后果状态和对过程参数等有关。也就是说，评估工业过程的电压暂降免疫力，不仅需要考虑电压暂降特征和设备电压耐受能力，不仅应比较电压幅值、扰动持续时间与具体设备或元件的电压耐受水平，还必须考虑工业用户对工业过程在结构性、安全性、经济性、功能性等指标的要求，以及用户根据自身抗风险能力、投资能力等所确定的可接受后果状态等因素，在检测电压暂降对工业过程的影响时，这些因素表现为在电压暂降作用下，工业过程中设备或环节中过程参数的变化规律。

实际应用中，由于认知、手段和方法等局限性，工程师通常很关注已知敏感设备，如：变速驱动装置（ASD）、接触器（ACC）、可编程逻辑控制器（PLC）、计算机（PC）等典型敏感设备或元件受电压暂降的影响，线性地认为，最敏感元件或设备所受影响就能代表整个工业过程所受的影响，忽略了工业过程具体的过程参数、技术要求和可接受状态等。

由上述情况可知，现有技术的缺点包括：（1）现有方法仅针对典型设备或元件进行评估，未考虑复杂工业过程；（2）均通过直接比较电压、扰动持续时间的方式进行评估，没有考虑工业过程的过程参数、用户可接受状态和抗风险能力等；（3）缺乏联系供电侧电压暂降与工业过程之间的桥梁。