一种无功补偿装置配置及运行状态的评价方法

1.本发明涉及电能质量评价技术领域，尤其涉及一种无功补偿装置配置及运行状态的评价方法。


背景技术：

2.随着大电力网络数字化水平的不断提高，已实现发、输、配电及用户侧全景实时数据采集、传输以及存储，产生了大量具有异构、实时、真实特征的数据，如何在线监测并有效评估无功补偿装置运行状态及补偿效果、及时发现电压无功不合格的原因并就装置容量配置及控制策略做出调整，成为配电网无功管理智能化发展的关键问题，无功补偿装置作为电力系统主要电力设备之一，合理安装配置无功补偿设备可以提高电压质量、降低网损、改善功率因数，反之，可能会导致电压波动、谐振、动作开关频繁动作等负面影响危及电网安全稳定运行，利用电网现有监测数据对无功补偿装置运行状态进行实时监测并给出合理的综合评价，可提高无功补偿设备智能化监测和管理水平，配电网无功补偿设备技术水平及用户电能质量，提高电网安全运行水平和运维效率。
3.围绕装置本体和电网电压无功运行水平，现有技术已有文献提出了考虑无功补偿配置和控制能力评估指标体系，但该体系忽略了电网电力电子化带来的影响，随着冶金、化工等领域非线性设备的大量应用，电网丰富的谐波频谱大大增加了电网谐振风险，威胁电网的安全稳定运行。另外无功补偿设备随着运行时间的延长，其本体损耗劣化程度加剧，形成一套可行、合理、全面的评价方法很有必要。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种无功补偿装置配置及运行状态的评价方法，该方法充分借助电力系统数字化大数据资源获得评价体系指标值，提高了无功补偿设备智能化监测和管理水平，进而提升了电网安全运行水平和运维效率。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.一种无功补偿装置配置及运行状态的评价方法，所述方法包括：
7.步骤1、建立包括目标层、项目层、指标层的无功补偿装置配置及运行状态的评价指标体系；
8.步骤2、然后通过国网pms系统获取所述无功补偿装置的配置参数，通过国网scada系统获取所述无功补偿装置的运行数据；
9.步骤3、对所得到的无功补偿装置的配置参数和运行数据进行处理，得到所建立的评价指标体系的各指标值；
10.步骤4、对步骤3所得到的各指标值进行劣化度数据归一化处理，得到评价矩阵；
11.步骤5、通过综合评价获得各指标值的权重，并计算得到无功补偿装置配置及运行状态的评价得分。
12.由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法充分借助电力系统数字化大数
据资源获得评价体系指标值，提高了无功补偿设备智能化监测和管理水平，进而提升了电网安全运行水平和运维效率。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
14.图1为本发明实施例提供的无功补偿装置配置及运行状态的评价方法流程示意图；
15.图2为本发明实施例所建立的无功补偿装置配置及运行状态的评价指标体系示意图。
具体实施方式
16.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
17.如图1所示为本发明实施例提供的无功补偿装置配置及运行状态的评价方法流程示意图，所述方法包括：
18.步骤1、建立包括目标层、项目层、指标层的无功补偿装置配置及运行状态的评价指标体系；
19.在该步骤中，如图2所示为本发明实施例所建立的无功补偿装置配置及运行状态的评价指标体系示意图，所述评价指标体系包括无功补偿装置配置、装置运行指标、电网运行参数指标，其中：
20.无功补偿装置配置进一步包括串联电抗率和变压器无功补偿度；
21.装置运行指标进一步包括运行年限、利用小时数、动作次数均衡度和无功补偿容量衰减率；
22.电网运行参数指标包括负荷无功过补度、负荷无功欠补度和电压偏差合格率。
23.步骤2、然后通过国网pms系统获取所述无功补偿装置的配置参数，通过国网scada系统获取所述无功补偿装置的运行数据；
24.在该步骤中，所述配置参数包括无功补偿装置安装容量qc、所接入主变变压器容量s
t
、串联电抗率d％、投运时间；
25.所述运行数据包括无功补偿装置接入母线电压u、总进线功率p和q、无功补偿装置补偿容量qc、无功补偿装置开关投切次数s。
26.步骤3、对所得到的无功补偿装置的配置参数和运行数据进行处理，得到所建立的评价指标体系的各指标值；
27.在该步骤中，所述各指标值的计算过程为：
28.1)变压器无功补偿度c
cr
＝(qc/s
t
)
×
100；
29.2)利用小时数c
t
＝∫qcdt/qc/t，其中t为持续时间；
30.3)补偿容量衰减率cr＝(q
c-max(qc))/qc×
100；
31.4)动作次数均衡度其中n为无功补偿分组数；
32.5)总进线功率因数无功补偿过补度c
oc
＝(t|
pf＜0
)/t，无功补偿欠补度c
uc
＝(t|
0＜pf＜pf
)/t，其中pf为功率因数限值；
33.6)电压偏差合格率其中u
max
、u
min
为电压偏差限值；
34.其中，qc为无功补偿装置安装容量；s
t
为所接入主变变压器容量；qc为无功补偿装置补偿容量；si为第i组无功补偿装置动作次数；p为总进线有功功率，q为总进线无功功率；t为满足条件要求的持续时间。
35.步骤4、对步骤3所得到的各指标值进行劣化度数据归一化处理，得到评价矩阵；
36.在该步骤中，各指标值归一化计算的方法如下：
37.无功补偿度其中[d2,d3]为标准推荐值，[d1,d2)&([d3,d4]为劣化范围；
[0038]
串联电抗率d％的归一化方法：采用经典0-1隶属度函数进行处理，合理则为1，不合理则为0；
[0039]
其他指标值均为随时间的增加逐渐劣化，而劣化程度达到一定水平，整体运行环境均迅速下降，劣化速度加快，故采用指数函数进行归一化处理，计算方法如下：
[0040][0041]
其中，y为指标归一化值；x为指标计算值；μ为最优值。
[0042]
步骤5、通过综合评价获得各指标值的权重，并计算得到无功补偿装置配置及运行状态的评价得分。
[0043]
在该步骤中，无功补偿装置配置及运行状态的评价得分采用如下公式计算得到：
[0044][0045]
其中，ki为权重系数；yi为归一化后的各指标值；n为评价指标维度。
[0046]
值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
[0047]
下面以具体的实例对本发明实施例所述方法进行详细说明，本实例以某地区220kv变电站及其下属变电站无功补偿为例，某地市公司220kv变电站共涉及无功补偿电容器组5组，分别定义为1～5#电容器，对其无功补偿配置及运行状态进行评价。运行数据涉及
三级指标均以日为单位，时间间隔5min(全天288个监测数据)的统计结果。
[0048]
(1)建立无功补偿装置配置及运行评价指标体系，建立包括目标层、项目层、指标层的无功补偿装置配置及运行评价指标体系；
[0049]
(2)通过国网pms系统获取无功补偿装置配置参数，通过国网scada系统获取无功补偿装置相关运行数据。
[0050]
(3)对无功补偿装置配置参数和运行参数进行处理，得到无功补偿装置配置及运行评价体系的各指标值，如下表1所示：
[0051]
表1无功补偿装置配置及运行评价体系指标值
[0052][0053]
(4)对各指标值进行劣化度数据归一化处理，得到评价矩阵，如下表2所示：
[0054]
表2各指标值劣化度数据归一化处理结果
[0055]
[0056]
(5)通过综合评价获得各指标值的权重，并计算得到无功补偿装置配置及运行状态的评价得分。
[0057]
表3各指标值综合权重
[0058][0059]
如下表4所示，各电容器组得分s＝[0.61,0.94,0.56,0.61,0.89]，可以看出#2无功补偿装置运行状态最好，该地区无功补偿装置配置及运行状态整体水平不高，#3号无功补偿装置运行状态最差，主要是由于电网补偿效果欠佳(仅为0.29分)，主要原因为无功补偿过补严重、母线电压合格率低。
[0060]
表4各对象评价结果得分
[0061][0062]
综上所述，本发明实施例所述方法从考虑变压器变比和变压器等效阻抗电压降落计算电压暂降经变压器传递规律，计算准确度更高，利于敏感负荷安全稳定运行，为电压暂降源定位及监测点优化布置提供重要的依据。
[0063]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。