[发明专利]一种并联电容器组的在线容限预警方法及装置

说明书

背景技术

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种并联电容器组的在线容限预警方法及装置。

背景技术

包含并联电容器组的电网无功功率补偿装置广泛应用于电力系统中，该补偿装置的接入改变了电网的谐波阻抗特性，在未采取措施或措施不当的情况下，会发生谐振现象，使该补偿装置及其相连电网中邻近电器设备遭受严重损伤甚至烧毁。

现有技术中对电容器运行的谐波谐振危害分析方法中，是在已知电容器连接点系统阻抗及背景谐波电压的情况下，离线预测在该背景谐波下电容器接入电网是否会引起谐振，电容器运行是否超出容量范围。其中，如图1所示，电源开路电压其中，E₁为基波电压，为背景谐波；Z_sys为系统阻抗，且Z_sys＝R_sys+jX_sys；C为待接入的电容。

通过上述对谐波谐振危害进行分析，可以得出如下问题：因为谐波是实时变化的，现有的离线预警的方式并不能准确预测电容器接入电网是否会引起谐振；另外，只考虑单一电容器对谐波的影响，以上预测的结果不够全面。然而，现有技术中并没有考虑在电容以电容器组的形式接入电网时在线对谐波谐振危害进行分析的方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种并联电容器组的在线容限预警方法及装置，以实现电网中并联电容器组的在线容限预警，避免谐振危害的出现。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种并联电容器组的在线容限预警方法，包括：

对所述并联电容器组进行谐波监测；

根据谐波监测获得的原始数据获取谐波的实测电压与实测电流；

根据所述实测电压和所述实测电流获取用于表征实测电压与额定电压比值的第一参数、用于表征实测电流与额定电流比值的第二参数；

根据所述第一参数、所述第二参数、已获取的被检测电容回路的串抗率获取所述并联电容器组的阻抗相关量和谐波电压背景含有率的对应关系；

根据所述对应关系进行所述并联电容器组的在线容限预警。

上述方案中，所述根据所述第一参数、所述第二参数、已获取的被检测电容回路的串抗率获取所述并联电容器组的阻抗相关量和谐波电压背景含有率的对应关系，包括：

根据预先建立的所述并联电容器组的数学分析模型

获取所述并联电容器组的阻抗相关量η和谐波电压背景含有率a的对应关系；

其中，k为被检测电容回路的串抗率，h为谐波次数，h1，h2……为需考虑的主要谐波次数，m为需考虑谐波频谱个数，ku为第一参数，ki为第二参数。

上述方案中，所述并联电容器组的阻抗相关量η与所述并联电容器组的阻抗Z_CL的关系可表示为η_n＝γ_nδ_n，

其中，

Y_CL-i(n)为所述并联电容器组的第i个补偿支路n次谐波导纳，i和n均为自然数，且i≥1，n≥1；

Y_CL-i(1)为所述并联电容器组的第i个补偿支路基波导纳，

Y_CL(n)为所述并联电容器组的所有补偿支路n次谐波导纳之和，

Y_CL(1)为所述并联电容器组的所有补偿支路基波导纳之和。

上述方案中，所述根据预先建立的所述并联电容器组的数学分析模型

获取所述并联电容器组的阻抗相关量η和谐波电压背景含有率a的对应关系，包括：

根据所述ku、所述ki、所述已获取的被检测电容回路的串抗率k、谐波次数h、需考虑谐波频谱个数m、需考虑的主要谐波次数h1，h2……以及所述数学分析模型确定阻抗相关量η和谐波电压背景含有率a的对应关系曲线。

上述方案中，所述根据所述阻抗相关量η和所述谐波电压背景含有率a的对应关系进行所述并联电容器组的容限预警，包括：测量n次谐波相对应的谐波电压背景含有率a_n和阻抗相关量η_n；

在所述对应关系曲线所在的坐标系中，由所述谐波电压背景含有率a_n和所述阻抗相关量η_n所确定的点位于所述对应关系曲线的上方时，进行所述并联电容器组的容限预警。

本发明实施例提供了一种并联电容器组的在线容限预警装置，所述装置包括：

监测单元，用于对所述并联电容器组进行谐波监测；