基于差分思想的低压配网无功补偿电容器组故障定位方法与流程

本发明涉及电网故障监测领域，具体而言，涉及一种基于差分思想的低压配网无功补偿电容器组故障定位方法、装置、计算机可读存储介质和监测系统。

背景技术：

1、无功补偿装置是电力网络中最重要的无功电源，即使对工作环境复杂的配电网也发挥着提高供电质量和降低发电损耗的重要作用，因此无功补偿装置的工作状况直接影响配电网的稳定性与供电质量。近年来，包括并联电容器组故障在内的无功补偿装置事故频发，并发生了多起群爆群伤的严重事故，及造成大面积的停电与人身伤害事故。

2、目前对配网中的无功补偿电容器组故障监测仍然采用断电脱网监测，该方法的弊端显而易见，既不能反应出在复杂环境下无功补偿装置的真实工作状况，又不能保证在无功补偿装置初期故障时及时预警，同时由于配电网布置环境的复杂及广泛性造成了监测过程中大量的资源浪费。引起无功补偿装置严重故障的主要原因是由于电容器组在投切过程中产生投切操作过电压与合闸涌流对电容器造成累积损坏、装置长时间过电压或欠电压运行等。正是由于目前对配电网中的无功补偿装置故障监测的诸多缺陷，因此发生的严重事故大多是由于对装置初期故障监测不及时。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种基于差分思想的低压配网无功补偿电容器组故障定位方法、装置、计算机可读存储介质和监测系统，以至少解决现有技术中对无功补偿装置的电容器组进行故障检测采用端点脱网检测，无法根据无功补偿装置真实运转的状态进行预警的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种基于差分思想的低压配网无功补偿电容器组故障定位方法，包括：获取第一电流数据，所述第一电流数据为对各所述电容电流值进行监测得到；在所述第一电流数据为0的情况下，确定对应的所述电容的内熔丝存在熔断故障；在所述第一电流数据不为0的情况下，根据各所述第一电流数据通过差分思想计算电流算数平均值，得到第二电流数据；在所述第一电流数据与所述第二电流数据的比值不在第一预设范围内的情况下，基于所述第一电流数据计算所述电容的实际电容值，得到目标电容值；根据各所述电容构建对应的电容电路模型，得到第一目标模型，并根据所述第一目标模型确定各所述电容的熔断电流，得到第三电流数据；在所述目标电容值不在第二预设范围内或第四电流数据与所述第三电流数据差值大于第一阈值的情况下，确定所述目标电容值对应的所述电容存在电容越限故障，所述第四电流数据为所述电容的基准电流。

3、可选地，根据各所述第一电流数据通过差分思想计算对应的电流算数平均值，得到第二电流数据，包括：基于所述第一电流数据和历史电流数据确定第五电流数据，所述第五电流数据为采集时刻与所述第一电流数据采集时刻相差预设时长的所述历史电流数据，所述历史电流数据为当前时刻前采集的所述第一电流数据；计算各所述第一电流数据和对应的所述第五电流数据的差值，得到差分值；获取所述电容的数量得到目标数量，计算各所述差分值之和与所述目标数量的比值得到所述第二电流数据。

4、可选地，基于所述第一电流数据计算所述电容的实际电容值，得到目标电容值，包括：获取各所述电容的电压值，得到目标电压数据，获取各所述电容的角速度，得到目标角速度；根据所述第一电流数据、所述目标电压数据和所述目标角速度，计算所述目标电容值。

5、可选地，根据所述第一电流数据、所述目标电压数据和所述目标角速度，计算所述目标电容值，包括：将所述第一电流数据、所述目标电压数据和所述目标角速度代入第一目标公式，得到所述目标电容值：其中，ci为所述目标电容值，ii为所述第一电流数据，ωi为所述目标角速度，ui为所述目标电压数据。

6、可选地，根据各所述电容构建对应的电容电路模型，得到第一目标模型，并根据所述第一目标模型确定各所述电容的熔断电流，得到第三电流数据，包括：基于matlab或pspice构建电容初始模型，所述电容初始模型用于仿真所述电容以及与所述电容电连接的电路元件；根据所述电容的额定电压和初始电容值配置所述电容初始模型的参数，并至少将所述目标电压数据输入所述电容初始模型以确定所述电容输出电流，得到第六电流数据；将所述第六电流数据与所述第一电流数据的差值作为损失函数优化所述初始电容模型，得到所述电容电路模型；以所述第二电流数据初始电流通过所述电容电路模型进行仿真，并以预设步长升高电流，直至内熔丝熔断，记录当前时刻所述电容电路模型的输出电流，得到所述第三电流数据。

7、可选地，在所述目标电容值不在第二预设范围内的情况下，确定所述目标电容值对应的所述电容存在电容越限故障，包括：获取所述电容的出厂电容值得到初始电容值；计算所述目标电容值与所述初始电容值的比值，得到第一目标值；在所述第一目标值小于第二阈值的情况下，确定所述电容存在电容越下限故障，在所述第一目标值大于第三阈值的情况下，确定所述电容存在电容越上限故障，所述第二阈值为所述第二预设范围的下限值，所述第三阈值为所述第二预设范围的上限值。

8、可选地，在所述第四电流数据与所述第三电流数据差值大于第一阈值的情况下，确定所述目标电容值对应的所述电容存在电容越限故障，包括：在所述第四电流数据与所述第三电流数据差值大于第一阈值且所述第三电流数据小于所述第四电流数据的情况下，确定所述电容存在电容越下限故障；在所述第四电流数据与所述第三电流数据差值大于第一阈值且所述第三电流数据大于所述第四电流数据的情况下，确定所述电容存在电容越上限故障。

9、根据本技术的另一方面，提供了一种基于差分思想的低压配网无功补偿电容器组故障定位装置，包括：获取单元，用于获取第一电流数据，所述第一电流数据为对各所述电容电流值进行监测得到；第一确定单元，用于在所述第一电流数据为0的情况下，确定对应的所述电容的内熔丝存在熔断故障；第一计算单元，用于在所述第一电流数据不为0的情况下，根据各所述第一电流数据通过差分思想计算电流算数平均值，得到第二电流数据；第二计算单元，用于在所述第一电流数据与所述第二电流数据的比值不在第一预设范围内的情况下，基于所述第一电流数据计算所述电容的实际电容值，得到目标电容值；第二确定单元，用于根据各所述电容构建对应的电容电路模型，得到第一目标模型，并根据所述第一目标模型确定各所述电容的熔断电流，得到第三电流数据；第三确定单元，用于在所述目标电容值不在第二预设范围内或第四电流数据与所述第三电流数据差值大于第一阈值的情况下，确定所述目标电容值对应的所述电容存在电容越限故障，所述第四电流数据为所述电容的基准电流。

10、根据本技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。

11、根据本技术的又一方面，提供了一种监测系统，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。

12、应用本技术的技术方案，上述基于差分思想的低压配网无功补偿电容器组故障定位方法中，首先，获取第一电流数据，上述第一电流数据为对各上述电容电流值进行监测得到；然后，在上述第一电流数据为0的情况下，确定对应的上述电容的内熔丝存在熔断故障；之后，在上述第一电流数据不为0的情况下，根据各上述第一电流数据通过差分思想计算电流算数平均值，得到第二电流数据；之后，在上述第一电流数据与上述第二电流数据的比值不在第一预设范围内的情况下，基于上述第一电流数据计算上述电容的实际电容值，得到目标电容值；之后，根据各上述电容构建对应的电容电路模型，得到第一目标模型，并根据上述第一目标模型确定各上述电容的熔断电流，得到第三电流数据；最后，在上述目标电容值不在第二预设范围内或第四电流数据与上述第三电流数据差值大于第一阈值的情况下，确定上述目标电容值对应的上述电容存在电容越限故障，上述第四电流数据为上述电容的基准电流。该方法基于无功补偿装置的早期故障特征作为判断依据，基于差分思想根据电流值对故障电容器进行初期故障定位，解决了现有技术中对无功补偿装置的电容器组进行故障检测采用端点脱网检测，无法根据无功补偿装置真实运转的状态进行预警的问题。