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无功补偿控制方法、用户设备、存储介质及装置

发明公布  在审
申请(专利)号:CN201811538737.3国省代码:湖北 42
申请(专利权)人:武汉世纪精能科技发展有限公司
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摘要:
本发明公开了无功补偿控制方法、用户设备、存储介质及装置。本发明中通过根据获取的工作电压及工作电流计算所述电容器的有效电压、有效电流及谐波含量,再根据所述有效电压及有效电流确定电容器的电容容量,通过电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算,基于电容器寿命控制无功补偿。本发明当电容器在衰减初期时,提前预估电容器寿命,做出相应的预警和保护措施。避免电容器提前损坏或事故扩大。

主权项:
1.一种无功补偿控制方法,其特征在于,所述无功补偿控制方法包括以下步骤:实时获取无功补偿电容器的工作电压及工作电流;根据所述工作电压及工作电流计算所述电容器的有效电压、有效电流及谐波含量;基于所述有效电压及有效电流确定电容器的电容容量;根据所述电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算,并根据估算的电容寿命进行无功补偿控制。


说明书

无功补偿控制方法、用户设备、存储介质及装置

技术领域

本发明涉及检测领域,尤其涉及无功补偿控制方法、用户设备、存储介质及装置。

背景技术

无功补偿所使用的并联电容器相比其他无源器件,工作的寿命更短,其主要受如
下因素的影响:工频过电压、操作过电压、工频过电流、谐波电流、环境温度、高温及低温。

现有的无功补偿控制方法中,并未考虑电容器的寿命因素。没有对电容器的寿命
进行实时检测。当电容器工作环境异常或衰减初期时,导致电容器提前损坏或事故扩大,整
个无功补偿设备无法工作。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技
术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供无功补偿控制方法、用户设备、存储介质及装置,旨在
解决现有技术中不能对电容器的寿命进行估算而导致无功补偿存在事故风险的技术问题。

为实现上述目的,本发明提供一种无功补偿控制方法,所述无功补偿控制方法包
括以下步骤:

实时获取无功补偿电容器的工作电压及工作电流;

根据所述工作电压及工作电流计算所述电容器的有效电压、有效电流及谐波含
量;

基于所述有效电压及有效电流确定电容器的电容容量;

根据所述电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算,并根据估算的电容
寿命进行无功补偿控制。

优选地,所述根据所述工作电压及工作电流计算所述电容器的有效电压、有效电
流及谐波含量,包括:

对所述工作电压进行快速傅里叶变换,计算得到相应的电压有效值;

对所述工作电流进行快速傅里叶变换,计算得到相应的电流有效值;

基于所述电压有效值及所述电流有效值计算所述谐波含量。

优选地,所述基于所述有效电压及有效电流确定电容器的电容容量,包括:

根据所述有效电压、有效电流及预设公式计算电容器的电容容量。

优选地,其特征在于,在所述基于所述有效电压及有效电流确定电容器的电容容
量之后,所述无功补偿控制方法还包括:

根据所述电容器的电容容量及电容器运行时间生成特性曲线;

将所述特性曲线与预设特性曲线输出展示。

优选地,所述根据所述电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算,并根
据估算的电容寿命进行无功补偿控制,包括:

根据所述电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算;

当估算的电容器寿命值达到设定寿命阈值时,发出提示信息。

优选地,其特征在于,在所述当估算的电容器寿命值达到设定寿命阈值时,发出提
示信息之后,所述无功补偿控制方法还包括:

控制无功补偿装置停止运行或者降功率运行。

优选地,在所述实时获取无功补偿电容器的工作电压及工作电流之前,所述无功
补偿控制方法还包括:

获取电容器的工作温度;

相应地,所述根据所述电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算,并根
据估算的电容寿命进行无功补偿控制包括:

根据所述电容器的电容容量、谐波含量及工作温度对电容器寿命作估算,并根据
估算的电容寿命进行无功补偿控制。

实现上述目的,本发明还提出一种用户设备,所述用户设备包括:存储器、处理器
及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行无功补偿控制程序,所述无功补偿控制程
序被所述处理器执行时实现如上所述的无功补偿控制方法的步骤。

实现上述目的,本发明还提出一种存储介质,所述存储介质上存储有风冷系统异
物堵塞检测程序,所述无功补偿控制程序被处理器执行时实现如上所述的无功补偿控制方
法的步骤。

实现上述目的,本发明还提出一种无功补偿控制装置所述无功补偿控制装置包
括:

获取模块,用于实时获取无功补偿电容器的工作电压及工作电流;

参数计算模块,用于根据所述工作电压及工作电流计算所述电容器的有效电压、
有效电流及谐波含量;

寿命计算模块,用于基于所述有效电压及有效电流确定电容器的电容容量;

运行模块,用于根据所述电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算,并
根据估算的电容寿命进行无功补偿控制。

本发明技术方案通过根据获取的工作电压及工作电流计算所述电容器的有效电
压、有效电流及谐波含量,再根据所述有效电压及有效电流确定电容器的电容容量,通过电
容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算,基于电容器寿命控制无功补偿。本发明
当电容器在衰减初期时,提前预估电容器寿命,做出相应的预警和保护措施。避免电容器提
前损坏或事故扩大。

附图说明

图1为本发明无功补偿控制方法第一实施例的流程示意图;

图2为图1中S200的具体步骤细化图;

图3为本发明无功补偿控制方法第二实施例的流程示意图;

图4为本发明无功补偿控制方法第三实施例的流程示意图;

图5为本发明无功补偿控制装置一实施例的功能模块图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本实施例中,所述用户设备可为一种大功率电力设备,例如无功补偿器等。该大功
率电力设备还包括多个相互并联的电容器。根据电网或者负载需求,投切相应组数的电容
器。

参照图1,本发明提供一种无功补偿控制方法,所述无功补偿控制方法包括以下步
骤:

S100:实时获取无功补偿电容器的工作电压及工作电流。可通过霍尔传感器等方
式实时获取无功补偿电容器的工作电压及工作电流。

S200:根据所述工作电压及工作电流计算所述电容器的有效电压、有效电流及谐
波含量。需要说明的是,获取的工作电压及工作电流都是交流值,需要经过换算得到相应的
有效值,再计算谐波含量。

S300:基于所述有效电压及有效电流确定电容器的电容容量。这里计算的电容容
量为电容器的实际电容容量。电容器在使用过程中,其电容容量会受到电网电流、电压、谐
波、环境温度等因素,逐渐衰减。

S400:根据所述电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算,并根据估算
的电容寿命进行无功补偿控制。这里可根据实际经验或者实验的方法,事先得到电容器的
电容容量及谐波含量和电容器寿命的对应关系,将这些对应关系存储于无功补偿控制器
中。

在工作过程中,便可直接根据电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估
算。

本发明技术方案通过根据获取的工作电压及工作电流计算所述电容器的有效电
压、有效电流及谐波含量,再根据所述有效电压及有效电流确定电容器的电容容量,通过电
容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算,基于电容器寿命控制无功补偿。本发明
当电容器在衰减初期时,提前预估电容器寿命,做出相应的预警和保护措施。避免电容器提
前损坏或事故扩大。

参照图2,具体地,所述根据所述工作电压及工作电流计算所述电容器的有效电
压、有效电流及谐波含量,包括:

S210:对所述工作电压进行快速傅里叶变换,计算得到相应的电压有效值。

S220:对所述工作电流进行快速傅里叶变换,计算得到相应的电流有效值。由于霍
尔传感器采集到的工作电压及工作电流均为实时数值,需要通过快速傅里叶变换将实时数
值转换为离散数值,以便于进行计算有效值。

S230:基于所述电压有效值及所述电流有效值计算所述谐波含量。谐波含量是谐
波功率值和与基波功率值之比的百分比。因此,通过电压有效值及所述电流有效值计算出
谐波功率值及基波功率值,即可得到谐波含量。

具体地,所述基于所述有效电压及有效电流确定电容器的电容容量,包括:

根据所述有效电压、有效电流及预设公式计算电容器的电容容量。需要说明的是,
该电容容量为电容器的实际电容容量。实际电容容量是表征电容寿命的一个重要因素。

参照图3,图3为本发明无功补偿控制方法第二实施例的流程示意图,基于上述图1
所示的第一实施例,提出本发明无功补偿控制方法的第二实施例。

进一步地,在所述基于所述有效电压及有效电流确定电容器的电容容量之后,所
述无功补偿控制方法还包括:

S500:根据所述电容器的电容容量及电容器运行时间生成特性曲线;

S600:将所述特性曲线与预设特性曲线输出展示。

该特征曲线可以让运营人员更加直观的获知电容器的寿命。具体通过显示屏进行
展示。预设特性曲线是根据电容器的历史数据或者实验数据预先绘制的关于电容容量和时
间的特性曲线。

具体地,所述根据所述电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算,并根
据估算的电容寿命进行无功补偿控制,包括:

根据所述电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算。电容容量和谐波含
量对电容器寿命的影响大小并不相同,为了进一步的提高估算精度,可对电容容量及谐波
含量赋予权重系数。例如对电容容量赋予0.6的系数,对谐波含量赋予0.4的权重系数。而根
据电容容量及谐波含量对电容器寿命做估算可依据经验公式或者实验得到。

当估算的电容器寿命值达到设定寿命阈值时,发出提示信息。进一步地,还可设置
在设定寿命阈值一定范围内,提前发出提示信息,提前进行预警,防患于未然。

进一步地,在所述当估算的电容器寿命值达到设定寿命阈值时,发出提示信息之
后,所述无功补偿控制方法还包括:

控制无功补偿装置停止运行或者降功率运行。当电容器寿命快结束时,控制无功
补偿装置做出保护措施,提高无功补偿装置的可靠性及安全性。

参照图4,图4为本发明无功补偿控制方法第三实施例的流程示意图,基于上述图2
所示的第二实施例,提出本发明无功补偿控制方法的第三实施例。

进一步地,在所述实时获取无功补偿电容器的工作电压及工作电流之前,所述无
功补偿控制方法还包括:

S10a:获取电容器的工作温度;

相应地,所述根据所述电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算,并根
据估算的电容寿命进行无功补偿控制包括:

S400:根据所述电容器的电容容量、谐波含量及工作温度对电容器寿命作估算,并
根据估算的电容寿命进行无功补偿控制。

值得说明的是,电容器的温度也是影响其寿命的重要因素,本实施例中,为进一步
提高电容器寿命估算的精度,还对电容器表面的温度进行检测。通常温度越高,电容器寿命
越短。可根据实验或者历史数据得到电容容量、谐波含量及工作温度对电容器寿命的关系。
在对电容寿命进行估算。

实现上述目的,本发明还提出一种用户设备,所述用户设备包括:存储器、处理器
及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行无功补偿控制程序,所述无功补偿控制程
序被所述处理器执行时实现如上所述的无功补偿控制方法的步骤。

实现上述目的,本发明还提出一种存储介质,所述存储介质上存储有风冷系统异
物堵塞检测程序,所述无功补偿控制程序被处理器执行时实现如上所述的无功补偿控制方
法的步骤。

实现上述目的,本发明还提出一种无功补偿控制装置所述无功补偿控制装置包
括:

获取模10,用于实时获取无功补偿电容器的工作电压及工作电流;

参数计算模块20,用于根据所述工作电压及工作电流计算所述电容器的有效电
压、有效电流及谐波含量;

寿命计算模块30,用于基于所述有效电压及有效电流确定电容器的电容容量;

运行模块40,用于根据所述电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿命作估算,
并根据估算的电容寿命进行无功补偿控制。

具体地,所述参数计算模块20用于对所述工作电压进行快速傅里叶变换,计算得
到相应的电压有效值。对所述工作电流进行快速傅里叶变换,计算得到相应的电流有效值。
由于霍尔传感器采集到的工作电压及工作电流均为实时数值,需要通过快速傅里叶变换将
实时数值转换为离散数值,以便于进行计算有效值。基于所述电压有效值及所述电流有效
值计算所述谐波含量。谐波含量是谐波功率值和与基波功率值之比的百分比。因此,通过电
压有效值及所述电流有效值计算出谐波功率值及基波功率值,即可得到谐波含量。

具体地,所述寿命计算模块30用于根据所述有效电压、有效电流及预设公式计算
电容器的电容容量。需要说明的是,该电容容量为电容器的实际电容容量。实际电容容量是
表征电容寿命的一个重要因素。

进一步地,所述运行模块40用于根据所述电容器的电容容量及电容器运行时间生
成特性曲线;将所述特性曲线与预设特性曲线输出展示。

该特征曲线可以让运营人员更加直观的获知电容器的寿命。具体通过显示屏进行
展示。预设特性曲线是根据电容器的历史数据或者实验数据预先绘制的关于电容容量和时
间的特性曲线。

具体地,所述运行模块40用于根据所述电容器的电容容量及谐波含量对电容器寿
命作估算。电容容量和谐波含量对电容器寿命的影响大小并不相同,为了进一步的提高估
算精度,可对电容容量及谐波含量赋予权重系数。例如对电容容量赋予0.6的系数,对谐波
含量赋予0.4的权重系数。而根据电容容量及谐波含量对电容器寿命做估算可依据经验公
式或者实验得到。

当估算的电容器寿命值达到设定寿命阈值时,发出提示信息。进一步地,还可设置
在设定寿命阈值一定范围内,提前发出提示信息,提前进行预警,防患于未然。

进一步地,所述运行模块40用于控制无功补偿装置停止运行或者降功率运行。当
电容器寿命快结束时,控制无功补偿装置做出保护措施,提高无功补偿装置的可靠性及安
全性。

进一步地,所述获取模块10用于获取电容器的工作温度。根据所述电容器的电容
容量、谐波含量及工作温度对电容器寿命作估算,并根据估算的电容寿命进行无功补偿控
制。

值得说明的是,电容器的温度也是影响其寿命的重要因素,本实施例中,为进一步
提高电容器寿命估算的精度,还对电容器表面的温度进行检测。通常温度越高,电容器寿命
越短。可根据实验或者历史数据得到电容容量、谐波含量及工作温度对电容器寿命的关系。
在对电容寿命进行估算。

需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排
他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而
且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有
的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该
要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。词语第一、第二、以
及第三等的使用不表示任何顺序,可将这些词解释为名称。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方
法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下
前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做
出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质
(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台...

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图1
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