变压器的无功补偿方法、装置、设备、介质和系统与流程

1.本发明涉及变压器无功补偿技术领域，具体而言，涉及一种变压器的无功补偿方法、装置、控制设备、介质和系统。


背景技术：

2.供电变压器及输送线路中存在损耗，供电效率相应变低，因此需要改善供电环境。进行无功补偿，可以电力供电系统中提高电网的功率因数，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。除此之外，在交流配电系统中，供电部门对用户的月度平均功率因数有一定的考核要求(高压计量考核)，如果用户实际月度平均功率因数低于考核值，则需要按照用户电费的一定比例加收力调电费，因此，需要对变压器进行无功补偿。
3.对于变压器的常用的无功补偿，低压侧的无功补偿方法主要是按变压器低压侧无功补偿量来控制变压器低压侧的无功补偿设备，即控制低压侧的无功补偿设备向变压器补偿无功补偿量的无功功率。
4.从变压器低压侧进行无功补偿，由于计算无功补偿量时，没有将变压器损耗计算在内，增加了变压器高压侧输电线路损耗和变压器无功补偿容量，此外，从变压器的低压侧进行无功补偿往往达不到高压计量考核的考核要求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种变压器的无功补偿方法、装置、设备、介质和系统，以便在低压无功补偿的基础上，获取到变压器的无功补偿需求。
6.为实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本技术实施例提供了一种变压器的无功补偿方法，应用于无功补偿系统中的控制设备，所述无功补偿系统还包括：变压器、用电负载、模数采集装置、补偿单元、开关组件，其中，所述变压器的低压侧通过所述补偿单元电连接所述用电负载，所述模数采集装置的模拟端电连接所述低压侧的采集端，所述模数采集装置的数字端电连接所述控制设备的输入端；所述补偿单元和所述用电负载之间电连接由所述开关组件，所述开关组件的控制端电连接所述控制设备的输出端；所述方法包括：
8.获取所述模数采集装置采集的所述变压器的交流电压和交流电流；
9.根据所述交流电压和所述交流电流，计算所述变压器的无功功率和所述变压器的无功损耗；
10.根据所述无功功率，计算所述变压器的无功偏差量；
11.根据所述无功偏差量和所述变压器的无功损耗，计算所述变压器的目标无功偏差量；
12.根据所述目标无功偏差量，通过对所述开关组件进行控制，调节所述变压器的低压侧和所述用电负载之间连通的所述补偿单元的电参数，以对所述变压器的低压侧进行无
功补偿。
13.可选的，上述变压器的无功补偿方法，其中，所述补偿单元包括多个电容，所述开关组件包括多个开关，每个电容与所述用电负载之间电连接一个开关；
14.所述根据所述目标无功偏差量，通过对所述开关组件进行控制，调节所述补偿单元的电参数，包括：
15.根据所述目标无功偏差量和所述多个电容的电容值，从所述多个电容中选择目标电容，并控制所述目标电容与所述用电负载之间连通，所述多个电容中其它电容与所述用电负载之间断开。
16.可选的，上述变压器的无功补偿方法，其中，所述无功偏差量为无功过补量，所述根据所述无功功率，计算所述变压器的无功偏差量，包括：
17.若所述无功功率为容性无功功率，则确定所述无功功率为所述变压器的无功过补量；
18.所述根据所述无功偏差量和所述变压器的无功损耗，计算所述变压器的目标无功偏差量，包括：
19.根据所述无功过补量和所述无功损耗的差值，计算所述目标无功偏差量。
20.可选的，上述变压器的无功补偿方法，其中，所述无功偏差量为无功缺量，所述方法还包括：
21.根据所述交流电压和所述交流电流，计算所述变压器的有功功率；
22.所述根据所述无功功率，计算所述变压器的无功偏差量，包括：
23.若所述无功功率为感性无功功率，则根据所述无功功率、所述有功功率的有效值以及所述变压器的预设功率因数，计算所述变压器的无功缺量；
24.所述根据所述无功偏差量和所述变压器的无功损耗，计算所述变压器的目标无功偏差量，包括：
25.根据所述无功缺量和所述无功损耗之和，计算所述目标无功偏差量。
26.可选的，上述变压器的无功补偿方法，其中，所述根据所述目标无功偏差量和所述多个电容的电容值，从所述多个电容中选择目标电容，包括：
27.对所述目标无功偏差量对应的等效电容值和所述多个电容的电容值进行比对；
28.从所述多个电容中确定与所述等效电容值的电容值最接近的电容为所述目标电容。
29.可选的，上述变压器的无功补偿方法，其中，所述根据所述目标无功偏差量和所述多个电容的电容值，从所述多个电容中选择目标电容，包括：
30.根据所述目标无功偏差量，以及预设的多个无功偏差范围和所述多个电容的对应关系，从所述电容中确定所述目标无功偏差量所在的偏差范围对应的电容为所述目标电容。
31.第二方面，本技术实施例还提供了一种变压器的无功补偿装置，包括：获取模块，计算模块，补偿控制模块；
32.所述获取模块，用于获取模数采集装置采集的所述变压器的交流电压和交流电流；
33.所述计算模块，用于根据所述交流电压和所述交流电流，计算所述变压器的无功
功率和所述变压器的无功损耗；
34.所述计算模块，还用于根据所述无功功率，计算所述变压器的无功偏差量；
35.所述计算模块，还用于根据所述无功偏差量和所述变压器的无功损耗，计算所述变压器的目标无功偏差量；
36.所述补偿控制模块，用于根据所述目标无功偏差量和多个电容的电容值，从所述多个电容中选择目标电容，并控制所述目标电容与用电负载之间连通，所述多个电容中其它电容与所述用电负载之间断开。
37.可选的，上述变压器的无功补偿装置，其中，所述补偿控制模块，具体用于对所述目标无功偏差量对应的等效电容值和所述多个电容的电容值进行比对；从所述多个电容中确定与所述等效电容值的电容值最接近的电容为所述目标电容。
38.第三方面，本技术实施例还提供了一种控制设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的程序指令，当控制设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述程序指令，以执行时执行如第一方面任一所述的变压器的无功补偿方法的步骤。
39.第四方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如第一方面任一所述的变压器的无功补偿方法的步骤。
40.第四方面，本技术实施例还提供了一种无功补偿系统，所述无功补偿系统包括：变压器、不同电容值的多个电容、用电负载、模数采集装置、控制设备、多个开关；
41.其中，所述变压器的低压侧通过多个电容电连接所述用电负载，所述模数采集装置的模拟端电连接所述低压侧的采集端，所述模数采集装置的数字端电连接所述控制设备的输入端；每个电容和所述用电负载之间电连接一个开关，所述多个开关的控制端电连接所述控制设备的输出端；
42.所述控制设备用于执行上述第一方面任一所述的变压器的无功补偿方法。
43.本技术的有益效果是：
44.本技术实施例提供一种变压器的无功补偿方法，可通过模数采集装置从变压器的低压侧采集的交流电压和交流电流，并基于采集到的交流电压和交流电流计算变压器的无功损耗，因此，该无功损耗实际是变压器的低压侧的无功损耗，因此，该方法从低压侧出发，计算了低压无功补偿，同时，还根据基于交流电压和交流电流计算得到的变压器的无功功率，计算无功偏差量，继而基于该无功偏差量和无功损耗，计算得到变压器的目标无功偏差量，即获取到变压器的无功补偿需求，继而基于该目标无功偏差量，对开关组件进行控制，调节了变压器的低压侧和用电负载之间连通的补偿单元的电参数，实现了变压器的低压侧的无功补偿，有效保证了变压器的高压侧的高压计量考核达到考核要求。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
46.图1为本技术一实施例提供的一种无功补偿系统的示意图；
47.图2为本技术一实施例提供的一种变压器的无功补偿方法的流程图；
48.图3为本技术一实施例提供的另一种无功补偿系统的示意图；
49.图4为本技术另一实施例提供的一种变压器的无功补偿方法的流程图；
50.图5为本技术又一实施例提供的一种变压器的无功补偿方法的流程图；
51.图6为本技术再一实施例提供的一种变压器的无功补偿方法的流程图；
52.图7为本技术一实施例提供的一种无功补偿装置示意图；
53.图8为本技术实施例提供的一种控制设备的示意图。
54.图例：100
‑
无功补偿系统；10
‑
变压器；20
‑
补偿单元；30
‑
电容；40
‑
开关组件；50
‑
开关；70
‑
用电负载；80
‑
控制设备；90
‑
模数采集装置；300
‑
无功补偿装置；1
‑
获取模块；3
‑
计算模块；5
‑
补偿控制模块；801
‑
处理器；802
‑ꢀ
存储介质。
具体实施方式
55.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
56.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包含至少一个特征。在本发明中的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个，除非另有明确具体的限定。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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
57.本技术的变压器的无功补偿方法应用于无功补偿系统中的控制设备，该控制设备例如可以是个人数字助理(personal digital assistant，pda)、车载电脑、台式电脑、笔记本电脑、智能电视等能够运行本技术程序的计算机设备。
58.图1为本技术一实施例提供的一种无功补偿系统的示意图；如图1所示，该无功补偿系统100包括：变压器10、用电负载70、模数采集装置90、补偿单元20，开关组件40，其中，变压器10的低压侧通过补偿单元20电连接用电负载70，模数采集装置90的模拟端电连接低压侧的采集端，模数采集装置90的数字端电连接控制设备80的输入端；补偿单元20和所述用电负载70之间由开关组件40电连接，开关组件40的控制端电连接控制设备80的输出端。
59.需要说明的是，变压器10可以为电力变压器、配电变压器、干式变压器，还可以为非晶合金变压器、卷铁芯变压器等，本技术对变压器10本身的类型和型号不做限定。
60.还需要说明的是，上述变压器10的低压侧通过补偿单元20电连接用电负载70，可以是直接连接，即变压器10的低压侧电连接补偿单元20，进而与用电负载70电连接；上述变压器10的低压侧通过补偿单元20电连接用电负载70，也可以是间接连接，即变压器10的低压侧电连接补偿单元 20后，再通过其他变压设备进行调整后连接用电负载70。上述仅为示
例说明，在实际的应用中，还可能有其他的连接方式，本技术对此不做限定。本技术中所限定的“电连接用电负载70”旨在于限定变压器10该侧最终输送至用电负载70。
61.还需要说明的是，补偿单元20是能够对变压器的低压侧进行无功补偿的单元，在一种可能的实施方式中，补偿单元可以是电感，在实际应用中，补偿单元20还可以是其他形式，本技术对补偿单元20的具体形式不做限定，能实现本技术的补偿功能即可。
62.还需要说明的是，模数采集装置90，即adc(analog to digitalconverter)，是一种将模拟信号转变为数字信号的电子元件，本技术对模数采集装置90的具体型号等不做限定，只要其能够采集变压器低压侧的电压、电流等电参数，并以将采集到的模拟信号转换为数字信号输出即可。
63.模数采集装置90的模拟端电连接低压侧的采集端，模数采集装置90 对低压侧的采集端采集到的信号首先进行采样，即用每间隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，实现时间的模拟信号离散化；接着，对模拟信号的幅度值进行量化，用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值；最后，按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，即编码。需要说明的是，本技术对模数采集装置90采样的时间间隔、对模拟信号幅度的具体量化值不做限定。
64.模数采集装置90的数字端电连接控制设备的输入端，模数采集装置90 将上述编码得到的二进制数字转换为二值或者多值数字信号流，传输给控制设备的输入端。
65.补偿单元20和用电负载70之间由开关组件40电连接，开关组件40 的控制端电连接控制设备80的输出端。控制设备对接收到的信息进行计算分析，判断当前情况下开关组件40的开关状态，通过输出端输出指令，实现对开关组件40的控制。
66.上述无功补偿系统用以执行下述各实施例提供的无功补偿方法。
67.图2为本技术一实施例提供的一种变压器的无功补偿方法的流程图，如图2所示，该方法包括：
68.步骤201：获取模数采集装置采集的变压器的交流电压和交流电流。
69.连接在变压器的低压侧的模数采集装置采集交流电压和交流电流，将其由模拟量转换为数字量。模数采集装置为adc转换器，交流电压和交流电流分别是adc转换器以模数转换的方式采集的三相交流电压和三相交流电流。
70.步骤202：根据交流电压和交流电流，计算变压器的无功功率和变压器的无功损耗。
71.无功功率(reactive power)：是指在具有电抗元件(电容、电感)的交流电路中，电场在一个周期内一部分时间从电源吸收能量，另一部分时间释放能量，在整个周期内平均功率是零，但能量在电源和电抗元件(电容、电感)之间交换。交换率的最大值即为“无功功率”。无功功率的单位为var、 kvar。
72.在获取到交流电压和交流电流之后，可采用下述方式计算得到变压器的无功功率：
73.首先，计算交流电压的有效值、交流电流的有效值和电压与电流之间的相位差(φ)等电参数。电压与电流之间的相位差(φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosφ表示。
74.具体，可先计算交流电压的过零点时间，其包括：交流电压的上升沿过零点时间u_rise_time1、交流电压的下降沿过零点时间u_fall_time1；还计算交流电流的过零点时间，
其包括：交流电流的上升沿过零点时间 i_rise_time1、交流电流的下降沿过零点时间i_fall_time1。继而计算交流电流的上升沿过零点时间i_rise_time1和交流电压的上升沿过零点时间 u_rise_time1的时间差timecha＝i_rise_time1
–
u_rise_time1。
75.在计算得到该时间差之后，还可根据时间差计算电压、电流之间的相位差φ＝timecha/2π＝(i_rise_time1
–
u_rise_time1)/2π。
76.其次，根据计算得到的交流电压的有效值和交流电流的有效值，计算视在功率。视在功率(s)的计算公式为：s＝u*i，其中u为交流电压的有效值，i为交流电流的有效值。接着，根据计算得到的视在功率和相位差 (φ)，计算有功功率和无功功率。
77.其中，视在功率(s)、有功功率(p)及无功功率(q)之间的关系，可以用功率三角形来表示，其中，视在功率(s)为功率三角形的斜边，有功功率(p)及无功功率(q)为两条直角边，其中，有功功率(p)与视在功率(s)夹角即为上述相位差φ。
78.计算得到该相位差φ的情况下，可确定功率因数为cosφ，根据功率因数、有功功率和视在功率的关系，即cosφ＝p/s，可计算得到有功功率(p)。
[0079]“功率三角形”是表示视在功率(s)、有功功率(p)和无功功率(q) 三者在数值上的关系，其中φ是电压与电流的相位差，也称功率因数角。基于功率三角形可计算得到无功功率q＝s*sinφ。
[0080]
需要说明的是，模数采集装置为adc转换器，该adc转换器还可以以模数转换的方式采集电压谐波含有率、电流谐波含有率，交流电周期频率等电参数。
[0081]
在获取到交流电压和交流电流之后，可采用下述方式计算变压器的无功损耗：
[0082][0083][0084]
其中：δp
b
为变压器有功损耗，单位为kw；
[0085]
δp
h
为变压器空载有功损耗，单位为kw；
[0086]
δp
db
为变压器短路有功损耗，单位为kw；
[0087]
s为变压器计算容量(即视在功率)，单位为kvar；
[0088]
s
is
为变压器额定容量，单位为kvar；
[0089]
δq
b
为变压器无功损耗，单位为kvar；
[0090]
i
k
％为变压器空载电流占额定电流的百分数；
[0091]
u
d
％为变压器阻抗电压占额定电压的百分数；
[0092]
δq
k
为变压器空载无功损耗，单位为kvar；
[0093][0094]
δq
db
为变压器短路无功损耗，单位为kvar；
[0095][0096]
将公式(3)、公式(4)代入公式(2)中，可得：
[0097]
[0098]
上述δp
h
、δp
db
、i
k
％均可由变压器的产品样本中查得，即均为预设的参数，上述s
is
可以有变压器产品样本中直接查得，或者利用产品样本中额定相电压和相电流计算从而间接得到。
[0099]
其中，u
d
％在部分情况下可以通过变压器产品样本直接读取得到，若 u
d
％可以通过变压器产品样本直接读取得到，则可直接根据公式(5)计算变压器的无功损耗。
[0100]
若u
d
％不能通过变压器产品样本直接读取得到，在一种可能的实施方式中，可以通过如下步骤进行计算：首先计算变压器短路阻抗：通过投入电容器，计算出投入电容器前后的电压变化
△
uc以及瞬时电流ic,从而计算出变压器短路阻抗rl＝
△
uc/ic；
[0101]
在另一种可能的实施方式中，可以通过如下步骤进行计算：
[0102]
1.将所有电容切除，进入短路阻抗测试模式，投入一组电容容量最大的电容器，记录投入前和投入后电压变化以及电容器无功电流数据。
[0103]
2.电容器投入前，电压采样一直采集当前电压值，投入瞬间记录投入前一个周波的电压采样数据并计算出有效值。
[0104]
3.电容器投入后，通过内部电流互感器采样并计算出电容器补偿电流，即无功电流。
[0105]
4.投入完成后计算下一个周波的电压采样数据并计算出有效值。
[0106]
5.根据前述步骤计算出的投入前、后电压，计算出电压变化以及补偿电流，根据公式rl＝
△
uc/ic计算出变压器短路阻抗。
[0107]
6.根据变压器短路阻抗和变压器的额定电流计算出变压阻抗电压，结合变压器额定电压得到ud％。
[0108]
步骤203：根据无功功率，计算变压器的无功偏差量。
[0109]
需要说明的是，由于无功功率的计算公式为q＝s*sinφ，即根据φ角度的不同，无功功率可能为正值，也可能为负值，无论无功功率为正值或负值，本技术都能够计算出变压器的无功偏差量，由此，本技术对无功功率的正负不做限定。
[0110]
步骤204：根据无功偏差量和变压器的无功损耗，计算变压器的目标无功偏差量。
[0111]
目标无功偏差量为无功偏差量加上或减去变压器的无功损耗，需要说明的是，在具体的应用场景中，目标无功偏差量为无功偏差量与变压器的无功损耗之和，或者，目标无功偏差量为无功偏差量与变压器的无功损耗之差需要根据实际运算需求进行设定。
[0112]
步骤205：根据目标无功偏差量，通过对开关组件进行控制，调节变压器的低压侧和用电负载之间连通的补偿单元的电参数，以对变压器的低压侧进行无功补偿。
[0113]
需要说明的是，在一种可能的实施方式中，可以通过设定开关组件40 的开关状态，调节补偿单元20的电参数(例如电感值等)，对变压器低压侧进行无功补偿。
[0114]
综上所述，本技术实施例提供一种变压器的无功补偿方法，可通过模数采集装置从变压器的低压侧采集的交流电压和交流电流，并基于采集到的交流电压和交流电流计算变压器的无功损耗，因此，该无功损耗实际是变压器的低压侧的无功损耗，因此，该方法从低压侧出发，计算了低压无功补偿，同时，还根据基于交流电压和交流电流计算得到的变压器的无功功率，计算无功偏差量，继而基于该无功偏差量和无功损耗，计算得到变压器的目标无功偏差量，即获取到变压器的无功补偿需求，继而基于该目标无功偏差量，对开关组件进行控制，调节了变压器的低压侧和用电负载之间连通的补偿单元的电参数，实现了变压
器的低压侧的无功补偿，有效保证了变压器的高压侧的高压计量考核达到考核要求。
[0115]
可选的，在上述图1的基础上，本技术还提供一种无功补偿系统的可能实现方式，图3为本技术一实施例提供的另一种无功补偿系统的示意图，如图3所示，上述补偿单元20包括多个电容30，开关组件40包括多个开关50，每个电容30与用电负载70之间电连接一个开关50；
[0116]
需要说明的是，上述变压器10的低压侧通过多个电容30电连接用电负载70，可以是直接连接，即变压器10的低压侧电连接多个电容30，进而与用电负载70电连接；上述变压器10的低压侧通过多个电容30电连接用电负载70，也可以是间接连接，即变压器10的低压侧电连接多个电容 30后，再通过其他变压设备进行调整后连接，用电负载70。上述仅为示例说明，在实际的应用中，还可能有其他的连接方式，本技术对此不做限定。本技术中所限定的“电连接用电负载70”旨在于限定变压器10该侧最终输送至用电负载70。
[0117]
还需要说明的是，开关50可以是依靠一定宽度的脉冲电信号触发而完成开关状态转换的磁保持继电器，还可以是可作为大功率驱动器件实现小功率控件控制大功率设备的可控硅，上述仅为示例说明，在实际应用中，开关50还可以选择其他类型的开关，本技术对此不做限定，只要其能够根据指令完成开关状态的转化即可。
[0118]
每个电容30和用电负载70之间电连接一个开关50，多个开关50的控制端电连接控制设备的输出端。控制设备对接收到的信息进行计算分析，判断当前情况下需要接入或断开的电容30对应的开关，通过控制设备的输出端输出指令，实现控制。每个开关50和对应的电容30形成一条支路，本技术中，多条支路并联。在另一种可能的实现方式中，每个开关50和用电负载70之间电连接一个电容30，其原理与上述相同，在此不再赘述。
[0119]
需要说明的是，上述不同电容值的多个电容30其电容的具体数据可以根据需要进行设置，例如可以选择一组电容值为15kvar、20kvar、25kvar、 30kvar、35kvar、40kvar的电容作为上述的多个电容30，上述仅为示例说明，在具体的应用场景中，对多个电容的电容值的选择还可以有其他数值或其他组合方式，本技术对此不做限定。
[0120]
上述方法中，步骤205，包括：
[0121]
根据目标无功偏差量和多个电容的电容值，从多个电容中选择目标电容，并控制目标电容与用电负载之间连通，多个电容中其它电容与用电负载之间断开。
[0122]
需要说明的是，在同一时间，变压器的低压端与用电负载之间只会存在一个电容器，即同一时间只有一个目标电容与用电负载之间联通，其他电容与用电负载之间均断开连接。
[0123]
利用多个电容作为补偿单元进行无功补偿，根据需要投入合适电容值的目标电容进行补偿，而无需持续性投入某一电容进行补偿，延长了电容器的使用寿命。
[0124]
可选的，在图2的基础上，本技术还提供一种变压器无功补偿方法的可能实现方式，图4为本技术另一实施例提供的一种变压器的无功补偿方法的流程图，如图4所示，上述变压器的无功补偿方法，其中，无功偏差量为无功过补量，根据无功功率，计算变压器的无功偏差量，包括：
[0125]
步骤401：若无功功率为容性无功功率，则确定该无功功率为变压器的无功过补量。
[0126]
判断无功功率为容性无功功率，在一种可能的实现方式中，可以利用无功功率的
运算值进行判断，若无功功率的运算值为正值，即无功功率的运算值大于零，则该无功功率为容性无功功率。在另一种可能的实现方式中，可以利用功率因数cosφ的值进行判断，若功率因数为正值，即功率因数大于零，则该无功功率为容性无功功率。
[0127]
若判断该无功功率为容性无功功率，则该无功功率即为变压器的无功过补量。
[0128]
根据无功偏差量和变压器的无功损耗，计算变压器的目标无功偏差量，包括：
[0129]
步骤402：根据无功过补量和无功损耗的差值，计算目标无功偏差量。
[0130]
若判断该无功功率为容性无功功率，则该目标无功偏差量为无功过补量的实过值，即目标无功偏差量＝变压器的无功过补量
‑
变压器无功损耗δq
b
，即目标无功偏差量＝无功功率
‑
变压器无功损耗δq
b
。
[0131]
若无功功率为容性无功功率，确定无功过补量，进而计算目标无功偏差量，计算更加准确，且计算的精度高。
[0132]
可选的，在图2的基础上，本技术还提供一种变压器无功补偿方法的可能实现方式，如图5所示，图5为本技术又一实施例提供的一种变压器的无功补偿方法的流程图。上述变压器的无功补偿方法，其中，无功偏差量为无功缺量，上述方法还包括：
[0133]
步骤501：根据交流电压和交流电流，计算变压器的有功功率；
[0134]
在一种可能的实现示例中，视在功率s的计算公式为：s＝u*i，其中 u为交流电压的有效值，i为交流电流的有效值。由功率三角形可得有功功率和无功功率的计算公式为：p＝s*cosφ。需要说明的是，上述仅为示例说明，对变压器有功功率的计算还可以有其他方式，本技术对有用功率的具体计算方式不做限定。
[0135]
根据无功功率，计算变压器的无功偏差量，包括：
[0136]
步骤502：若无功功率为感性无功功率，则根据无功功率、有功功率的有效值以及变压器的预设功率因数，计算变压器的无功缺量。
[0137]
判断无功功率为感性无功功率，在一种可能的实现方式中，可以利用无功功率的运算值进行判断，若无功功率的运算值为负值，即无功功率的运算值小于零，则该无功功率为感性无功功率。在另一种可能的实现方式中，可以利用功率因数cosφ的值进行判断，若功率因数为负值，即功率因数小于零，则该无功功率为感性无功功率。
[0138]
若判断该无功功率为感性无功功率，则需计算变压器的目标无功偏差量。
[0139][0140][0141]
变压器的无功缺量＝无功功率
‑
有功功率的有效值*等效目标功率因数。
[0142]
根据无功偏差量和变压器的无功损耗，计算变压器的目标无功偏差量，包括：
[0143]
步骤503：根据无功缺量和无功损耗之和，计算目标无功偏差量。
[0144]
若判断该无功功率为感性无功功率，则该目标无功偏差量为无功缺量的实缺值，即目标无功偏差量＝变压器的无功缺量+变压器无功损耗δq
b
。
[0145]
若无功功率为感性无功功率，确定无功缺量，进而计算目标无功偏差量，将无功功率分为感性无功功率和容性无功功率，分别计算，使得计算更加准确，进一步提高计算的精
度。
[0146]
可选的，在图2的基础上，本技术还提供一种变压器无功补偿方法的可能实现方式，如图6所示，图6为本技术再一实施例提供的一种变压器的无功补偿方法的流程图。上述变压器的无功补偿方法，其中，根据目标无功偏差量和多个电容的电容值，从多个电容中选择目标电容，包括：
[0147]
步骤601：对目标无功偏差量对应的等效电容值和多个电容的电容值进行比对。
[0148]
在本技术中，有多个电容，需要说明的是，上述多个电容的具体电容值可以根据实际使用需要进行设定，例如，多个电容的电容值可以分别为：15kvar、20kvar、25kvar、30kvar、35kvar、40kvar，上述仅为示例说明，本技术对多个电容的具体电容值不做限定。
[0149]
在一种可能的实现方式中，每个目标无功偏差量对应一个等效电容值，例如，目标无功偏差量为11.85kvar，对应的等效电容值为15kvar；目标无功偏差量为
‑
11.85kvar，对应的等效电容值为
‑
15kvar。
[0150]
步骤602：从多个电容中确定与等效电容值的电容值最接近的电容为目标电容。
[0151]
例如，设置一组电容值分别为10kvar、15kvar、20kvar、25kvar、30kvar、 35kvar、40kvar的电容，当目标无功偏差量为11.85kvar，对应的等效电容值为15kvar时，可以选择投入与该电容值最接近的15kvar的电容为目标电容。
[0152]
需要说明的是，若上述目标无功偏差量为无功缺量时，上述最接近的电容的选择方式可以是向下选择最接近的电容投入，即选择投入的电容为与对应的等效电容值相比最接近且小于该对应的等效电容值的电容，例如等效电容值为17kvar时，选择15kvar的电容投入，等效电容值为23kvar 时，选择20kvar的电容。
[0153]
还需要说明的是，若上述目标无功偏差量为无功过补量时，上述最接近的电容的选择方式也可以是向上选择最接近的电容切除，例如等效电容值为17kvar时，选择20kvar的电容，等效电容值为23kvar时，即选择切除的电容为与对应的等效电容值相比最接近且绝对值大于该对应的等效电容值的绝对值的电容，例如等效电容值为
‑
17kvar时，选择20kvar的电容切除，等效电容值为
‑
23kvar时，选择25kvar的电容切除；上述仅为示例说明，在实际应用中，还可以有其他的选择方式，本技术对最接近的电容的实际选择方式不做限定。
[0154]
从多个电容中确定与等效电容值的电容值最接近的电容为目标电容，减少了电容的使用数量，节约成本且有益于维护。
[0155]
可选的，上述变压器的无功补偿方法，其中，根据目标无功偏差量和多个电容的电容值，从多个电容中选择目标电容，包括：
[0156]
根据目标无功偏差量，以及预设的多个无功偏差范围和多个电容的对应关系，从电容中确定目标无功偏差量所在的偏差范围对应的电容为目标电容。
[0157]
预设的多个无功偏差对应的等效电容值范围和多个电容的对应关系，例如，无功偏差对应的等效电容值范围为[10kvar,15kvar)时，对应投入的电容为10kvar；无功偏差对应的等效电容值范围为(
‑
25kvar,
‑
30kvar]时，对应切除的电容为30kvar。上述仅为示例说明，在实际应用中，还可以有其他的对应方式，本技术对具体的范围设定方式不做限定。
[0158]
通过预设多个无功偏差范围和多个电容的对应关系，提高了控制设备的响应速度，进而实现更高效的无功补偿。
[0159]
下述对用以执行本技术所提供的变压器的无功补偿装置、控制设备、介质和系统等进行说明，其具体的实现过程以及技术效果参见上述，下述不再赘述。
[0160]
本技术实施例提供一种变压器的无功补偿装置的可能实现示例，能够执行上述实施例提供的变压器的无功补偿方法。图7为本技术一实施例提供的一种无功补偿装置的示意图。如图7所示，上述变压器的无功补偿装置300，包括：获取模块1，计算模块3，补偿控制模块5。
[0161]
获取模块1，用于获取模数采集装置采集的变压器的交流电压和交流电流。
[0162]
计算模块3，用于根据交流电压和交流电流，计算变压器的无功功率和变压器的无功损耗；根据无功功率，计算变压器的无功偏差量；根据无功偏差量和变压器的无功损耗，计算变压器的目标无功偏差量。
[0163]
补偿控制模块5，用于根据目标无功偏差量和多个电容的电容值，从多个电容中选择目标电容，并控制目标电容与用电负载之间连通，多个电容中其它电容与用电负载之间断开。
[0164]
可选的，上述变压器的无功补偿装置，若上述无功偏差量为无功过补量，计算模块3具体用于根据无功功率，计算变压器的无功偏差量。若无功功率为容性无功功率，则确定无功功率为变压器的无功过补量。
[0165]
计算模块3具体用于根据无功过补量和无功损耗的差值，计算目标无功偏差量。
[0166]
可选的，上述变压器的无功补偿装置，其中，无功偏差量为无功缺量时：
[0167]
计算模块3，具体用于根据交流电压和交流电流，计算变压器的有功功率；若无功功率为感性无功功率，则根据无功功率、有功功率的有效值以及变压器的预设功率因数，计算变压器的无功缺量；根据无功缺量和无功损耗之和，计算目标无功偏差量。
[0168]
可选的，上述变压器的无功补偿装置，其中，补偿控制模块5，具体用于对目标无功偏差量对应的等效电容值和多个电容的电容值进行比对。从多个电容中确定与等效电容值的电容值最接近的电容为目标电容。
[0169]
可选的，上述变压器的无功补偿装置，其中，补偿控制模块5，具体用于根据目标无功偏差量，以及预设的多个无功偏差范围和多个电容的对应关系，从电容中确定目标无功偏差量所在的偏差范围对应的电容为目标电容。
[0170]
上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0171]
以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)，或，一个或多个微处理器，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，简称cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统 (system
‑
on
‑
a
‑
chip，简称soc)的形式实现。
[0172]
本技术实施例提供一种控制设备的可能实现示例，能够执行上述实施例提供的变压器的无功补偿方法。图8为本技术实施例提供的一种控制设备的示意图，该设备可以集成于终端设备或者终端设备的芯片，该终端可以是具备数据处理功能的计算设备。
[0173]
该计算机设备包括：处理器801、存储介质802和总线，存储介质存储有处理器可执行的程序指令，当控制设备运行时，处理器与存储介质之间通过总线通信，处理器执行程序指令，以执行时执行上述变压器的无功补偿方法的步骤。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
[0174]
本技术实施例提供一种计算机可读存储介质的可能实现示例，能够执行上述实施例提供的变压器的无功补偿方法，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述变压器的无功补偿方法的步骤。
[0175]
存储在一个存储介质中的计算机程序，可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器 (英文：processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文：read
‑
only memory，简称：rom)、随机存取存储器(英文：random access memory，简称： ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0176]
本技术实施例提供一种无功补偿系统的可能实现示例，能够执行上述实施例提供的变压器的无功补偿方法，上述无功补偿系统包括：变压器10、不同电容值的多个电容30、用电负载70、模数采集装置90、控制设备80、多个开关50。
[0177]
其中，变压器10的低压侧通过多个电容30电连接用电负载70，模数采集装置90的模拟端电连接低压侧的采集端，模数采集装置90的数字端电连接控制设备80的输入端；每个电容30和用电负载70之间电连接一个开关50，多个开关50的控制端电连接控制设备80的输出端。
[0178]
控制设备80用于执行上述变压器10的无功补偿方法的步骤。
[0179]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0180]
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0181]
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
[0182]
以上仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。