一种RC阻容吸收器运行的在线监测方法及系统与流程

专利2025-11-16  1


本发明涉及电力系统输电线路,特别是一种rc阻容吸收器运行的在线监测方法及系统。


背景技术:

1、近年来,随着电力系统的不断发展和用电负荷的持续增长,电力输送网络的规模日益扩大,输电线路越来越长。然而,长距离输电线路存在着许多问题,如线路阻抗增大、无功功率损耗显著等,严重影响了输电效率和能源利用率。为了解决这些问题,提高输电能力,rc阻容吸收器(reactive compensation capacitor)应运而生。

2、rc阻容吸收器是一种并联于输电线路上的无源补偿装置,它可以提供所需的无功功率补偿,从而抑制线路电压的升高,减少线路损耗,提高输电能力。然而,现有的rc阻容吸收器存在一些不足之处,主要体现在:1)缺乏有效的在线监测手段,难以实时掌握其运行状态;2)无法准确预测其剩余使用寿命,容易出现意外故障;3)热点监测不足,无法有效发现局部过热隐患。这些问题不仅影响rc阻容吸收器的正常运行,也可能导致严重的安全事故。


技术实现思路

1、鉴于现有的rc阻容吸收器运行安全中存在的问题,提出了本发明。

2、因此,本发明所要解决的问题在于缺乏有效的在线监测手段,难以实时掌握其运行状态,无法准确预测其剩余使用寿命,容易出现意外故障。

3、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

4、第一方面,本发明实施例提供了一种rc阻容吸收器运行的在线监测方法,其包括,

5、采集荧光信号和所述荧光信号对应的温度,构建温度转换模型;

6、根据所述温度转换模型收集测量点的温度数据,并设置动态阈值,根据所述动态阈值判断异常热点;

7、建立寿命预测模型,根据所述寿命预测模型判断rc阻容吸收器是否存在安全隐患;

8、根据所述寿命预测模型和所述异常热点进行rc阻容吸收器的在线检测。

9、作为本发明所述rc阻容吸收器运行的在线监测方法的一种优选方案,其中:所述温度转换模型将检测到的荧光信号转换为rc阻容吸收器的温度值,如下式所示:

10、

11、其中,t为温度,τ为测量的荧光衰减时间,λ为激发光波长,p为激光功率,s为光纤应力,h为环境湿度,t为测量时间,kb为玻尔兹曼常数,ea为激活能,τ0为特征时间常数,λ0为参考波长,t0为参考温度,τm为平均荧光衰减时间,στ为荧光衰减时间的标准偏差,τc为系统特征响应时间,α、β、γ、δ为校准系数,erf()为误差函数。

12、作为本发明所述rc阻容吸收器运行的在线监测方法的一种优选方案,其中:设置所述动态阈值包括,

13、收集一段时间内多个测量点的温度数据,并计算平均温度以及标准差;

14、根据所述平均温度和标准差设定初始阈值;

15、量化rc阻容吸收器的发热情况并计算动态阈值。

16、作为本发明所述rc阻容吸收器运行的在线监测方法的一种优选方案,其中:所述动态阈值的计算如下式所示:

17、

18、其中,θrc为rc的动态温度阈值,tbase为基础温度阈值,k1为电压引起发热的系数,vrms为有效电压值,r为rc的电阻值,k2为谐波影响系数,thdi为电流总谐波失真度,k3为持续大电流影响系数,τ为时间窗口长度,irms(s)为s时刻的有效电流值,k4为温度变化率影响系数,dt/dt为温度变化率。

19、作为本发明所述rc阻容吸收器运行的在线监测方法的一种优选方案,其中:所述判断异常热点包括,

20、当在某一时刻,实时温度大于n倍的动态阈值,小于m倍的动态阈值,表明当前工况处于警告区间,为异常热点,而当前温度比正常工作温度高,但仍在可接受范围内,进一步检查负载情况,必要时减小负载,若检查存在异常的谐波电流,立即升级工况至危险区间,减小负载或考虑暂时停机,并增强冷却措施;

21、当在某一时刻,实时温度小于n倍的动态阈值,表明rc温度处于安全区间,不是异常热点,进一步排查是否存在异常电流或电压情况,若存在异常电流或电压,密切关注温度情况,当等于n倍的动态阈值时,标记为异常热点,并立即增强冷却,预防出现异常的谐波电流;

22、其中,n、m为实数。

23、作为本发明所述rc阻容吸收器运行的在线监测方法的一种优选方案,其中:所述寿命预测模型根据温度波动和电阻老化综合评定rc阻容吸收器的寿命,如下式所示:

24、

25、其中,lremaining为预测的剩余寿命,l0为理想条件下的预期寿命,s(t)为累积热应力函数,scritical为临界热应力值,r0为初始电阻值,r(t)为时间t时的电阻值,c0为初始热容量,c(t)为时间t时的热容量,k为热点影响因子,h(t)为时间t时的热点强度,t(τ)为时间τ时的温度,tref为参考温度,α为电阻老化系数,β为热容量衰减系数,t为运行时间。

26、作为本发明所述rc阻容吸收器运行的在线监测方法的一种优选方案,其中:所述寿命预测模型还包括,

27、当lremaining接近0时,表示rc吸收器已经接近寿命终点,需要立即更换;当0<l_remaining<l0时,表示rc吸收器处于正常使用状态,数值越小表示剩余寿命越短。

28、第二方面,本发明实施例提供了一种rc阻容吸收器运行的在线监测系统,其包括:

29、温度测量模块,用于利用光纤测温系统测量rc阻容保护器的温度分布,并构建温度转换模型,将光信号转化为温度数据;

30、动态阈值计算模块,用于根据实时运行数据动态调整温度阈值;

31、工况判断模块,用于根据实时温度和动态阈值判断rc阻容保护器的工作状态;

32、寿命评估模块,用于预测rc阻容保护器的剩余寿命。

33、第三方面,本发明实施例提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其中:所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的rc阻容吸收器运行的在线监测方法的任一步骤。

34、第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其中:所述计算机程序被处理器执行时实现上述的rc阻容吸收器运行的在线监测方法的任一步骤。

35、本发明有益效果为提出了基于荧光光纤的温度监测方法,能精确获取rc阻容吸收器的温度分布,及时发现异常热点。建立了动态温度阈值模型,综合考虑多种影响因素,能灵活调整温度限制,提高异常预警的准确性,提出了热应力模型和寿命预测模型,能评估rc阻容吸收器的老化程度和剩余寿命,为维护决策提供支持,并且将温度监测、异常热点检测和寿命预测相结合,实现了rc阻容吸收器运行状态的全面在线监测。可根据监测结果制定冷却、减载等响应措施,预防意外故障,提高输电线路的稳定性和安全性,避免了rc阻容吸收器意外故障导致的经济损失,延长了设备使用寿命,提高了电网运维效率。



技术特征:

1.一种rc阻容吸收器运行的在线监测方法,其特征在于:包括,

2.如权利要求1所述的rc阻容吸收器运行的在线监测方法,其特征在于:所述温度转换模型将检测到的荧光信号转换为rc阻容吸收器的温度值,如下式所示:

3.如权利要求2所述的rc阻容吸收器运行的在线监测方法,其特征在于:设置所述动态阈值包括,

4.如权利要求3所述的rc阻容吸收器运行的在线监测方法,其特征在于:所述动态阈值的计算如下式所示:

5.如权利要求4所述的rc阻容吸收器运行的在线监测方法,其特征在于:所述判断异常热点包括,

6.如权利要求5所述的rc阻容吸收器运行的在线监测方法,其特征在于:所述寿命预测模型根据温度波动和电阻老化综合评定rc阻容吸收器的寿命,如下式所示:

7.如权利要求6所述的rc阻容吸收器运行的在线监测方法,其特征在于:所述寿命预测模型还包括,

8.一种rc阻容吸收器运行的在线监测系统,基于权利要求1~7任一所述的rc阻容吸收器运行的在线监测方法,其特征在于:包括,

9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于:所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1~7任一所述的rc阻容吸收器运行的在线监测方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~7任一所述的rc阻容吸收器运行的在线监测方法的步骤。


技术总结
本发明公开了一种RC阻容吸收器运行的在线监测方法及系统,涉及电力系统输电线路技术领域,包括采集荧光信号和所述荧光信号对应的温度,构建温度转换模型;根据所述温度转换模型收集测量点的温度数据,并设置动态阈值,根据所述动态阈值判断异常热点;建立寿命预测模型,根据所述寿命预测模型判断RC阻容吸收器是否存在安全隐患;根据所述寿命预测模型和所述异常热点进行RC阻容吸收器的在线检测。本发明提出了基于荧光光纤的温度监测方法,能精确获取RC阻容吸收器的温度分布,及时发现异常热点。建立了动态温度阈值模型,综合考虑多种影响因素,能灵活调整温度限制,提高异常预警的准确性。

技术研发人员:宁美江,张鹏程,陈枰,杨明,王昊,戴芝虎
受保护的技术使用者:四川华能嘉陵江水电有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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