动态无功补偿的控制方法、装置、设备及可读存储介质与流程

1.本技术涉及电力系统技术领域，更具体地说，涉及一种动态无功补偿的控制方法、装置、设备及可读存储介质。


背景技术：

2.无功补偿，是一种在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境的技术。
3.电力电网的快速发展给无功补偿装置的广泛应用带来了机遇，无功补偿装置已成为电力系统无功支撑的一种重要设备。然而，目前电力系统接入的无功补偿装置应对复杂故障的能力比较弱，在复杂故障期间容易出现过流、过压等现象，导致电力系统发生跳闸。
4.因此，无功补偿装置在复杂故障期间如何准确提供电力系统所需的无功调节，提高电力系统应对复杂故障的能力，是一个值得研究的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供了一种动态无功补偿的控制方法、装置、设备及可读存储介质，用于准确提供电力系统所需的无功调节，提高电力系统应对复杂故障的能力。
6.为了实现上述目的，现提出的方案如下：
7.一种动态无功补偿的控制方法，应用于无功补偿装置，方法包括：
8.接收并网点母线输出的正序电压；
9.当所述正序电压处于设定的正常电压范围外时，获取根据所述正序电压设定的穿越电压的调整基准电压、无功补偿的额定无功电流，以及在所述母线输出的正序电压处于所述正常电压范围内时，所述无功补偿装置输出的初始无功电流；
10.根据所述初始无功电流、所述调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流；
11.输出所述目标无功电流。
12.优选地，所述根据所述初始无功电流、所述调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流，包括：
13.若所述正序电压低于所述正常电压的最小值，则根据所述初始无功电流、根据所述正序电压为低电压穿越电压设定的第一调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流；
14.若所述正序电压高于所述正常电压的最大值，则根据所述初始无功电流、根据所述正序电压为高电压穿越电压设定的第二调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流。
15.优选地，所述若所述正序电压低于所述正常电压的最小值，则根据所述初始无功电流、根据所述正序电压为低电压穿越电压设定的第一调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流，包括：
16.若所述正序电压达到设定的第一电压，则根据所述初始无功电流、所述第一调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流，所述第一电压低于所述正常电压的最小值；
17.若所述正序电压未达到设定的第一电压，则根据所述第一调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流。
18.优选地，所述若所述正序电压高于所述正常电压的最大值，则根据所述初始无功电流、根据所述正序电压为高电压穿越电压设定的第二调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流，包括：
19.若所述正序电压达到设定的第二电压，则根据所述第二调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流，所述第二电压高于所述正常电压的最大值；
20.若所述正序电压未达到设定的第二电压，则根据所述初始无功电流、所述第二调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流。
21.优选地，还包括：
22.若所述正序电压低于设定的低压限制电压，则将所述目标无功电流设置为大于所述额定无功电流的正向电流。
23.优选地，还包括：
24.若所述正序电压高于设定的高压限制电压，则将所述目标无功电流设置为大于所述额定无功电流的反向电流。
25.优选地，还包括：
26.若所述正序电压恢复至所述正常电压范围内，则输出设定的恒定无功功率。
27.一种动态无功补偿装置，包括：
28.电压接收单元，用于接收并网点母线输出的正序电压；
29.参数获取单元，用于当所述正序电压处于设定的正常电压范围外时，获取穿越电压的调整基准电压、无功补偿的额定无功电流，以及所述正序电压在所述正常电压范围内时对应的初始无功电流；
30.电流确定单元，用于根据所述初始无功电流、所述调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流；
31.电流输出单元，用于输出所述目标无功电流。
32.一种动态无功补偿的控制设备，包括存储器和处理器；
33.所述存储器，用于存储程序；
34.所述处理器，用于执行所述程序，实现上述动态无功补偿的控制方法的各个步骤。
35.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述动态无功补偿的控制方法的各个步骤。
36.从上述方案可以看出，本技术提供的动态无功补偿的控制方法，先接收无功补偿装置接入的并网点母线输出的正序电压，如果正序电压处于正常电压范围外时，说明此时电力系统处于故障状态，那么可以获取根据正序电压设定的穿越电压的调整基准电压、无功补偿的额定无功电流，以及正序电压在目标范围内时对应的初始无功电流，并根据接收的正序电压，以及获取的基准电压、额定无功电流、初始无功电流，确定当前故障状态所要
输出的目标无功电流。
37.显然，本技术可以基于电力系统的各个状态参数，实时确定输出的目标无功电流，即可以根据电力系统的实际情况动态调整输出的目标无功电流，避免了所有故障情况都输出同一个设定的无功电流，实现动态无功调节，可以更好地适应复杂故障，并提高了电力系统的稳定性。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
39.图1为本技术实施例提供的一种动态无功补偿的控制方法的流程示意图；
40.图2为本技术实施例公开的一种动态无功补偿的控制装置的结构示意图；
41.图3为本技术实施例公开的一种动态无功补偿的控制设备的硬件结构框图。
具体实施方式
42.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
43.接下来对本技术的动态无功补偿的控制方法进行详细的介绍，请参照图1，图1为本技术实施例中提供的一种动态无功补偿的控制方法的流程示意图，该方法包括：
44.步骤s100：接收并网点母线输出的正序电压。
45.具体的，无功补偿装置接入的并网点可以是运维人员在电力系统中指定的位置，示例如变压器的高压侧或低压侧，本实施例以接入的并网点为变压器的低压侧为例，因此可以接收变压器低压侧母线输出的正序电压。
46.步骤s110：当所述正序电压处于设定的正常电压范围外时，获取根据所述正序电压设定的穿越电压的调整基准电压、无功补偿的额定无功电流，以及在所述母线输出的正序电压处于所述正常电压范围内时，所述无功补偿装置输出的初始无功电流。
47.具体的，正序电压处于设定的正常电压范围外时，可以认为电力系统发生故障，此时的正序电压是异常的正序电压，上述的调整基准电压则可以是根据异常的正序电压穿越了正常的正序电压范围，而人为设定的调整电压。
48.额定无功电流，可以是无功补偿装置额定输出的无功电流。初始无功电流，可以是电力系统发生故障前，即母线输出的正序电压处于正常电压范围内时，无功补偿装置输出的无功电流。
49.步骤s120：根据所述初始无功电流、所述调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流。
50.具体的，电力系统发生故障，无功补偿装置可以输出恒定的无功电流以对电力系统提供合适的无功补偿。目标无功电流可以是待输出的恒定无功电流，其可以由故障前无
功补偿装置输出的初始无功电流、根据正序电压设定的调整基准电压、正序电压以及无功补偿装置的额定无功电流来确定。
51.步骤s130：输出所述目标无功电流。
52.具体的，无功补偿装置可以向并网点母线恒定输出目标无功电流。
53.从上述方案可以看出，若接收到并网点母线输出的正序电压处于设定的正常电压范围外时，可以认为此时电力系统发生故障，进而本技术可以获取故障前无功补偿装置输出的初始无功电流、额定无功电流、设定的调整基准电压，并结合正序电压来最终确定故障期间输出的目标无功电流。显然，基于上述各个电力参数，可以根据不同的故障情况确定实时的目标无功电流，可以应对复杂故障的多种情形，提高了电力系统的稳定性。
54.在本技术的一些实施例中，介绍了上述步骤s120，根据所述初始无功电流、所述调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流的过程，接下来，将对正序电压低于正常电压范围的最小值的情况下，确定目标无功电流的过程作进一步说明。
55.具体的，可以包括以下步骤：
56.若所述正序电压低于所述正常电压的最小值，则根据所述初始无功电流、根据所述正序电压为低电压穿越电压设定的第一调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流。
57.具体的，可以将设定电压范围内的正序电压作为正常的正序电压，若从母线接收到的正序电压低于正常正序电压范围的最小值，此时可以认为正序电压为低电压穿越电压故障。
58.上述介绍的正常的正序电压范围可以依据实际的电力系统运行情况来确定，此处以0.9p.u.到1.1p.u.为正常的正序电压范围为例，那么母线的正序电压低于0.9p.u.时，可以认为电力系统发生低电压穿越电压故障。
59.确定低电压穿越电压故障后，可以获取此故障情况下设定的正序电压为低电压穿越电压设定的第一调整基准电压，进而可以结合初始无功电力、额定无功电流以及正序电压确定待输出的目标无功电流。
60.进一步，对正序电压为低电压穿越电压故障时，确定目标无功电流的过程作说明。
61.具体的，可以包括以下步骤：
62.若所述正序电压达到设定的第一电压，则根据所述初始无功电流、所述第一调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流，所述第一电压低于所述正常电压的最小值。
63.具体的，设定的第一电压可以低于正常正序电压的最小值，第一电压可以用于衡量正序电压的跌落情况，根据不同的跌落情况确定不同的工况，不同的公开确定的目标无功电流不相同。
64.若正序电压达到第一电压，可以认为当前故障属于工况一，进而可以依据初始无功电流、第一调整基准电压、正序电压以及额定无功电流，确定目标无功电流。
65.一种可选的方式下，可以依据以下公式确定工况一的目标无功电流：
66.iq＝i
q0
k1×
(v
lmax-v
svg
)
×in
67.其中，i
q0
可以表示初始无功电流，k1可以表示低电压穿越系数，k1可以在1.0～2.0
范围取值，通常可以取值1.5；v
lmax
可以表示低电压穿越电压设定的第一调整基准电压，取值范围为0.85p.u.～0.9p.u.，通常可以取值0.9p.u.；v
svg
可以表示正序电压；in可以表示额定无功电流。
68.若所述正序电压未达到设定的第一电压，则根据所述第一调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流。
69.具体的，若正序电压未达到第一电压，可以认为当前故障属于工况二，进而可以依据第一调整基准电压、正序电压以及额定无功电流，确定目标无功电流。
70.一种可选的方式下，可以依据以下公式确定工况二的目标无功电流：
71.iq＝k1×
(v
lmax-v
svg
)
×in
72.其中，k1可以表示低电压穿越系数，k1可以在1.0～2.0范围取值，通常可以取值1.5；v
lmax
可以表示低电压穿越电压设定的第一调整基准电压，取值范围为0.85p.u.～0.9p.u.，通常可以取值0.9p.u.；v
svg
可以表示正序电压；in可以表示额定无功电流。
73.需要说明的是，当正序电压低于设定的低压限制电压，示例如：0.2p.u.，为了避免目标无功电流过大导致损坏电力系统的设备，可以将目标无功电流设置为大于额定无功电流的正向电流，示例如：iq＝1.05in，或根据实际情况确定限制后的目标无功电流。
74.从上述方案可以看出，在低电压穿越电压故障时，可以依据正序电压是否达到第一电压来确定正序电压的跌落情况，从而确定当前故障所处的工况，再确定目标无功电流是否叠加初始无功电流。显然，细分不同的工况，进而输出不同的目标无功电流符合动态无功调节的需求，能够为电力系统提供多种故障情况的无功调节方案，能更好的应对复杂故障。
75.在本技术的一些实施例中，介绍了上述步骤s120，根据所述初始无功电流、所述调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流的过程，接下来，将对正序电压高于正常电压范围的最大值的情况下，确定目标无功电流的过程作进一步说明。
76.具体的，可以包括以下步骤：
77.若所述正序电压高于所述正常电压的最大值，则根据所述初始无功电流、根据所述正序电压为高电压穿越电压设定的第二调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流。
78.具体的，可以将设定电压范围内的正序电压作为正常的正序电压，若从母线接收到的正序电压高于正常正序电压范围的最大值，此时可以认为正序电压为高电压穿越电压故障。
79.上述介绍的正常的正序电压范围可以依据实际的电力系统运行情况来确定，此处仍以0.9p.u.到1.1p.u.为正常的正序电压范围为例，那么母线的正序电压高于1.1p.u.时，可以认为电力系统发生高电压穿越电压故障。
80.确定高电压穿越电压故障后，可以获取此故障情况下设定的正序电压为高电压穿越电压设定的第二调整基准电压，进而可以结合初始无功电力、额定无功电流以及正序电压确定待输出的目标无功电流。
81.进一步，对正序电压为高电压穿越电压故障时，确定目标无功电流的过程作说明。
82.具体的，可以包括以下步骤：
83.若所述正序电压达到设定的第二电压，则根据所述第二调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流，所述第二电压高于所述正常电压的最大值。
84.具体的，设定的第二电压可以高于正常正序电压的最大值，第二电压可以用于衡量正序电压的升高情况，根据不同的升高情况确定不同的工况，不同的公开确定的目标无功电流不相同。
85.若正序电压达到第二电压，可以认为当前故障属于工况三，进而可以依据第二调整基准电压、正序电压以及额定无功电流，确定目标无功电流。
86.一种可选的方式下，可以依据以下公式确定工况三的目标无功电流：
87.iq＝k2×
(v
hmin-v
svg
)
×in
88.其中，k2可以表示高电压穿越系数，k2可以在3.0～5.0范围取值，通常可以取值3；v
lmax
可以表示高电压穿越电压设定的第二调整基准电压，取值范围为1.1p.u.～1.15p.u.，通常可以取值1.1p.u.；v
svg
可以表示正序电压；in可以表示额定无功电流。
89.若所述正序电压未达到设定的第二电压，则根据所述初始无功电流、所述第二调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流。
90.具体的，若正序电压未达到第二电压，可以认为当前故障属于工况四，进而可以依据初始无功电流、第二调整基准电压、正序电压以及额定无功电流，确定目标无功电流。
91.一种可选的方式下，可以依据以下公式确定工况四的目标无功电流：
92.iq＝i
q0
k2×
(v
hmin-v
svg
)
×in
93.其中，i
q0
可以表示初始无功电流，k2可以表示高电压穿越系数，k2可以在3.0～5.0范围取值，通常可以取值3；v
lmax
可以表示高电压穿越电压设定的第二调整基准电压，取值范围为1.1p.u.～1.15p.u.，通常可以取值1.1p.u.；v
svg
可以表示正序电压；in可以表示额定无功电流。
94.需要说明的是，当正序电压高于设定的高压限制电压，示例如：1.5p.u.，为了避免目标无功电流过大导致损坏电力系统的设备，可以将目标无功电流设置为大于额定无功电流的反向电流，示例如：iq＝-1.05in，或根据实际情况确定限制后的目标无功电流。
95.从上述方案可以看出，在高电压穿越电压故障时，可以依据正序电压是否达到第二电压来确定正序电压的升高情况，从而确定当前故障所处的工况，再确定目标无功电流是否叠加初始无功电流。显然，细分不同的工况，进而输出不同的目标无功电流符合动态无功调节的需求，能够为电力系统提供多种故障情况的无功调节方案，能更好的应对复杂故障。
96.考虑到，电力系统故障恢复后需要切换到正常情况的无功补偿方案，因此，本技术方案还可以增加切换无功补偿方案的过程。
97.具体的，若正序电压恢复至正常电压范围内，则输出设定的恒定无功功率，以确保电力系统消除故障后无功补偿装置输出正常情况下设定的恒定无功功率，用于电力系统的无功补偿。
98.显然，本方案在消除故障后可以切换无功补偿方案，以设定的恒定无功功率对电力系统进行无功补偿。
99.下面对本技术实施例提供的动态无功补偿的控制装置进行描述，下文描述的动态
无功补偿的控制装置与上文描述的动态无功补偿的控制方法可相互对应参照。
100.首先，结合图2对动态无功补偿的控制装置进行介绍，如图2所示，该动态无功补偿的控制装置可以包括：
101.电压接收单元100，用于接收并网点母线输出的正序电压；
102.参数获取单元110，用于当所述正序电压处于设定的正常电压范围外时，获取穿越电压的调整基准电压、无功补偿的额定无功电流，以及所述正序电压在所述正常电压范围内时对应的初始无功电流；
103.电流确定单元120，用于根据所述初始无功电流、所述调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流；
104.电流输出单元130，用于输出所述目标无功电流。
105.可选的，所述电流确定单元，可以包括：
106.低穿越电压无功电流确定单元，用于若所述正序电压低于所述正常电压的最小值，则根据所述初始无功电流、根据所述正序电压为低电压穿越电压设定的第一调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流；
107.高穿越电压无功电流确定单元，用于若所述正序电压高于所述正常电压的最大值，则根据所述初始无功电流、根据所述正序电压为高电压穿越电压设定的第二调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流。
108.可选的，所述低穿越电压无功电流确定单元，可以包括：
109.第一无功电流确定单元，用于若所述正序电压达到设定的第一电压，则根据所述初始无功电流、所述第一调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流，所述第一电压低于所述正常电压的最小值；
110.第二无功电流确定单元，用于若所述正序电压未达到设定的第一电压，则根据所述第一调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流。
111.可选的，所述高穿越电压无功电流确定单元，可以包括：
112.第三无功电流确定单元，用于若所述正序电压达到设定的第二电压，则根据所述第二调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流，所述第二电压高于所述正常电压的最大值；
113.第四无功电流确定单元，用于若所述正序电压未达到设定的第二电压，则根据所述初始无功电流、所述第二调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流。
114.可选的，还可以包括：
115.低压限制无功电流确定单元，用于若所述正序电压低于设定的低压限制电压，则将所述目标无功电流设置为大于所述额定无功电流的正向电流。
116.可选的，还可以包括：
117.高压限制无功电流确定单元，用于若所述正序电压高于设定的高压限制电压，则将所述目标无功电流设置为大于所述额定无功电流的反向电流。
118.可选的，还可以包括：
119.正常状态无功补偿输出单元，用于若所述正序电压恢复至所述正常电压范围内，则输出设定的恒定无功功率。
120.本技术实施例提供的动态无功补偿的控制装置可应用于动态无功补偿的控制设备。图3示出了动态无功补偿的控制设备的硬件结构框图，参照图3，动态无功补偿的控制设备的硬件结构可以包括：至少一个处理器1，至少一个通信接口2，至少一个存储器3和至少一个通信总线4；
121.在本技术实施例中，处理器1、通信接口2、存储器3、通信总线4的数量为至少一个，且处理器1、通信接口2、存储器3通过通信总线4完成相互间的通信；
122.处理器1可能是一个中央处理器cpu，或者是特定集成电路asic(application specific integrated circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等；
123.存储器3可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)等，例如至少一个磁盘存储器；
124.其中，存储器存储有程序，处理器可调用存储器存储的程序，所述程序用于：
125.接收并网点母线输出的正序电压；
126.当所述正序电压处于设定的正常电压范围外时，获取根据所述正序电压设定的穿越电压的调整基准电压、无功补偿的额定无功电流，以及在所述母线输出的正序电压处于所述正常电压范围内时，所述无功补偿装置输出的初始无功电流；
127.根据所述初始无功电流、所述调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流；
128.输出所述目标无功电流。
129.可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
130.本技术实施例还提供一种存储介质，该存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：
131.接收并网点母线输出的正序电压；
132.当所述正序电压处于设定的正常电压范围外时，获取根据所述正序电压设定的穿越电压的调整基准电压、无功补偿的额定无功电流，以及在所述母线输出的正序电压处于所述正常电压范围内时，所述无功补偿装置输出的初始无功电流；
133.根据所述初始无功电流、所述调整基准电压、所述正序电压以及所述额定无功电流，确定目标无功电流；
134.输出所述目标无功电流。
135.可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
136.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。
137.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
138.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。