[发明专利]基于全寿命周期管理的并联电容器在线安全运行预警方法

说明书

本发明公开了一种基于全寿命周期管理的并联电容器在线安全运行预警方法，包括以下步骤：1)对电容器所处电能质量电磁环境进行在线监测，获取稳态电能质量及暂态电能质量；2)根据步骤1)获取的稳态电能质量及暂态电能质量构建电容器电压暂升预警模型、电容器电压峰值模型及电容器容量模型；3)根据电容器电压暂升预警模型、电容器电压峰值模型及电容器容量模型分别对并联电容器进行在线安全运行预警，该方法能够对并联电容器安全运行进行在线预警。

技术领域

本发明涉及一种并联电容器在线安全运行预警方法，涉及一种基于全寿命周期管理的并联电容器在线安全运行预警方法。

背景技术

电力供用电系统是一个复杂的电磁环境，所有电器设备运行在这样一种电能质量环境下，若电能质量环境超出了电气设备的承载能力，就可能对电气设备产生危害，当这些危害累积到一定程度，电气设备就可能损坏。反过来，电器设备在潜在风险下运行也会影响其电能质量环境的变化发展。因此，基于设计阶段电气设备承载电能质量环境的约束，从资产全寿命周期管理的角度对电气设备运行进行全程预警，是保证电气设备安全可靠运行的必要手段。

所谓基于资产全寿命周期管理，即从电容器设计阶段的电气约束出发，从电容器安装运行开始，结合其串联电抗及电网背景参数建立数学模型，并实现潜在的事故隐患预警，为并联电容器精准运维及状态检修提供依据，及早发现和消除安全隐患,避免事故的发生，降低运维检修成本，有效延长服役寿命，实现并联电容器资产管理安全、效能、成本综合最优的目标。

通过检测电容器故障所激发的局放超声波信号，判断出故障类型、故障强度、故障演化趋势，实现了对电容器故障的自动预警，然而该方法需要安装局放传感器、温度传感器等外部设备，另外，该方法依据实验室局放波形进行预警判断，可靠性差。

通过电能质量检测数据计算各相的电容量，并采取数据挖掘的方法对电容量的发展进行预测，并基于标准DL/T 840-2003《高压并联电容器使用技术条件》的规定：电容器组实测总电容量与各电容器额定电容值综合之差不超过5％的要求进行预警，然而该方法仍没有考虑各类电磁扰动对电容器运行的影响，因此不能准确实现对电容器的安全运行进行预警。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于全寿命周期管理的并联电容器在线安全运行预警方法，该方法能够对并联电容器安全运行进行在线预警。

为达到上述目的，本发明所述的基于全寿命周期管理的并联电容器在线安全运行预警方法包括以下步骤：

1)对电容器所处电能质量电磁环境进行在线监测，获取稳态电能质量及暂态电能质量；

2)根据步骤1)获取的稳态电能质量及暂态电能质量构建电容器电压暂升预警模型、电容器电压峰值模型及电容器容量模型；

3)根据电容器电压暂升预警模型、电容器电压峰值模型及电容器容量模型分别对并联电容器进行在线安全运行预警。

根据电容器电压暂升预警模型对并联电容器在线安全运行预警的具体操作为：

当电容器在寿命周期内高于1.15倍额定电压的暂升频率超过200次，则进行警报。

电容器电压峰值模型为：

其中，V_peak为电容器的电压峰值，V_c1为电容器的基波电压，V_cn为电容器的第n次谐波电压，E₁为电容器的电源开路基波电压，E_n为n次电源背景谐波电压含有率，Y₁为电力系统中补偿电容与电源开路阻抗共同作用的基波导纳，Y_n为电力系统中补偿电容与电源开路阻抗共同作用的n次谐波导纳，ω为电网的实测角频率，C为电容器的电容值。