1.本发明涉及电网质量治理技术领域，具体讲是一种电网混合补偿系统中利用电容器进行智能补偿的方法。
背景技术：
2.在电网运行中，由于存在着非线性负荷，不可避免的会产生谐波及无功，在治理无功时目前普遍使用电容器。在用电容器进行智能补偿领域中，目前虽然提出了一些技术方案。
3.比如公开号为cn102709921a的一种低压无功补偿装置的控制电路及其控制方法，包括控制模块、电源模块、人机交互模块、采集模块、数据存储模块、通信模块、投切控制电路、过零投切模块和保护告警模块；所述控制模块分别与所述电源模块、所述人机交互模块、所述采集模块、所述数据存储模块、所述通信模块、所述投切控制电路和所述保护告警模块连接；所述投切控制电路依次与所述过零投切模块和电容器连接。根据电压值和无功功率值将电网系统划分，将现有的九区图进行改进，控制器根据改进的九区图对无功补偿装置进行无功补偿。本发明克服了传统九区图控制中容易出现的频繁投切问题，并且具有成本低、应用灵活，且能够实现电容器快速、准确投切的优点；并且前述专利申请的控制方法提出，lpc2388控制器记录电容器投切次数和投切时间；投切过程中，不同容量电容器的按值投切，同容量电容器的投切次数小的先投，投切次数大的先切，同等投切次数的，投切间隔时间大的先投，以保证电容的寿命和利用率达到最大；由前述技术方案可见，一方面它主要考虑对电容器进行投切设置，没有将电容器投切与svg结合，也没有在具有svg的前提下，如何针对电容器的投入过程做更多的研究，另一方面，虽然提到“同容量电容器的投切次数小的先投，投切次数大的先切，同等投切次数的，投切间隔时间大的先投，以保证电容的寿命和利用率达到最大”，但是在投切次数判断时并不按顺序区分所投入的电容器类型，也不区分电容器根据容量进行先后投入顺序设置，而是不同容量电容器的按值投切即可。
4.又比如公开号cn104092221a一种优选优切无功补偿方法及无功补偿装置，所述方法通过三相电压、三相无功功率和功率因数的复合物理量判断控制策略，形成逐步切除电容和优选优切投切电容的电容投切策略，进而准确地的完成无功补偿。所述电容投切策略采用在投入电容工作计时基础上的优选优切投切电容方法优化了无功补偿方法的核心部分。本发明优选优切的电容投切策略简单实用易实现，对共补电容、分补电容都能进行智能控制投切，能满足绝大多数低压配网无功补偿的应用需要和精度要求，方便无功补偿控制器的设计、调试、操作使用。由前述方案可见，虽然已考虑“对共补电容、分补电容都能进行智能控制投切”，但是同样是主要考虑对电容器进行投切设置，且对共补电容、分补电容智能控制设置较为复杂，并没有将电容器投切与svg结合，也没有在具有svg的前提下，如何针对电容器的投入过程做更多的研究。
5.再比如公开号cn111478337a一种用于电容器投切的控制方法，根据配变低压侧的无功功率完成无功补偿逻辑判断，驱动智能电容器投切，完成无功补偿。根据三相无功功率
的具体情况，分为电容器组共补投切和电容器组分补投切，设置分补使能和共补使能，判断系统电压、电流情况，在低压和无流情况下同样不能启动电容器组投切。台区装有多组分补电容器和共补电容器的情况下，当多组电容器都满足投切条件时，根据电容器组的运行时间和投切次数对不同组别的电容器组进行排序，以均衡每个电容器组的工作时间。该方法考虑到了无功的短时波动情况，在投切判定条件满足后增加一段投切延时时间，以确保无功功率在一段时间持续满足投切条件，避免短时无功波动造成电容器投切振荡。虽然提到了“根据电容器组的运行时间和投切次数对不同组别的电容器组进行排序，以均衡每个电容器组的工作时间”，但是前述专利申请进一步提出，根据历史投入时间和投切次数决定电容器的投入先后顺序，包括：选择投入电容组，包括选择最接近且小于补偿容量的电容器组，如果有多组同容量电容器组满足条件，则比较动作次数，投入动作次数最少的电容器组；选择切除电容器组，包括选择最接近且大于切除容量的电容器组，如果有多组同容量电容器组满足条件，则比较运行时间，切除运行时间最长的电容器组。所述控制方法还包括，当共补电容器和分补电容器同时满足其对应的无功补偿逻辑判断时，率先切除共补电容器和率先投入分补电容器。由前述方案可见，一方面它主要考虑对电容器进行投切设置，没有将电容器投切与svg结合，也没有在具有svg的前提下，如何针对电容器的投入过程做更多的研究，另一方面，将投切次数作为判断条件之一时，其投入逻辑为“选择投入电容组，包括选择最接近且小于补偿容量的电容器组，如果有多组同容量电容器组满足条件，则比较动作次数，投入动作次数最少的电容器组”，也并不按顺序区分所投入的电容器类型，也不区分电容器根据容量进行先后投入顺序设置，而是特别指出“当共补电容器和分补电容器同时满足其对应的无功补偿逻辑判断时，率先切除共补电容器和率先投入分补电容器”。
6.基于现有技术现状，本技术人在先提出了一种svg+电容器构成的电网混合补偿系，即具有svg和智能电容器，并且进一步提出公开号cn111682554a的一种低压无功补偿混联系统的运行方法，该运行方法的投入过程为，需要补偿的无功电流大小记为q投总，svg分配智能电容器与svg 的补偿容量大小，智能电容器投入遵循“共补电容器先投入，分补电容器后投入”、“定量投入”的策略，将共补电容器应该补偿的容量大小记为qc共，将分补电容器应该补偿的容量大小记为qc分，此时svg应该补偿的无功电流大小为qs＝q 投总-qc共-qc分，然后计算好各部分补偿电流大小后，在0～1s的时间内，将各部分的投切命令发送给智能电容器；智能电容器接收到命令后，会进行遍历查询或者遍历查询并结合反复校验，找到属于自己地址的那条命令，然后根据命令进行相应的动作。虽然前述技术方案已经提出了svg分配智能电容器与svg 的补偿容量大小，从而来主动协调svg和电容器这两者，相对现有技术已经有所进步，但是如何有利于最大限度的利用电容器，让电容器和svg的补偿工作更好的协调，达到对无功进行精细化补偿，特别的，有利于平衡电容器投入次数，电容器的利用率和使用安全性得到大幅提升，并减少svg满负载运行的情况，增加svg的使用寿命，并没有进一步提出解决方案。
7.鉴于上述问题，本技术人旨在于对svg+电容器构成的电网混合补偿系统作进一步的研究（svg即静止无功发生器），旨在于利用电容器进行智能补偿的方法来为电网质量治理提供一定的思路。
技术实现要素：
8.本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种电网混合补偿系统中利用电容器进行智能补偿的方法，有利于最大限度的利用电容器，让电容器和svg的补偿工作更好的协调，达到对无功进行精细化补偿，特别的，有利于平衡电容器投入次数，电容器的利用率和使用安全性得到大幅提升，并减少svg满负载运行的情况，增加svg的使用寿命。
9.为解决上述技术问题，本发明提出一种电网混合补偿系统中利用电容器进行智能补偿的方法，包括一台svg与多台电容器，电容器包括若干相同容量的共补电容器、若干相同容量的分补电容器，在需要进行补偿的情况下，若需要电容器投入进行补偿，则按如下方法投入电容器：首先按容量大小自大到小依序投入共补电容器进行补偿，并且各共补电容器在容量相等的情况下，投切次数少的共补电容器优先投入进行补偿，并判断是否还需进一步补偿，若还需分补电容器投入补偿，则由分补电容器投入补偿，或者无需分补电容器投入补偿，但是剩余的需由svg进行补偿，则由svg进行补偿；当需分补电容器投入补偿时，则按容量大小自大到小依序投入分补电容器进行补偿，并且各分补电容器在容量相等的情况下，投切次数少的分补电容器优先投入进行补偿并完成补偿，或者有剩余，则剩余的由svg进行补偿。
10.作为改进，通过在系统侧ct采样检测出系统电流的无功分量记做,把svg所需补偿容量记做,单台电容器补偿最小容量记做；当时，所需补偿无功量小于单台电容器补偿最小容量，则不需要投切电容器，补偿将由svg补偿全部容性无功，即，那么所需投入电容器的数量为0；当时，所需补偿无功量大于单台电容器补偿最小容量，则当svg计算所需投入的电容器数量为，n为正整数，那么所需投入电容器的数量为n；当,所需投入电容器的数量为n，而svg补偿容量为。
11.作为改进，当且所需补偿无功量大于单台电容器补偿最大容量时，svg首先控制共补电容器中最大容量且投切次数少的共补电容器优先投入，在投入所述的共补电容器之后，若当前且所需补偿无功量大于剩余共补电容器中单台共补电容器的补偿最大容量，那么svg控制当前补偿容量最大、投切次数最少的共补电容器继续投入，重复前述过程直至不满足投入条件，或者当共补电容器投入完毕，无功补偿仍得不到满足时，投入分补电容器，直至不满足投入条件。
12.作为改进，投入分补电容器的过程包括：svg首先控制分补电容器中最大容量且投切次数少的分补电容器投入，在投入所述的共补电容器之后，若当前且所需补偿无功量大于剩余分补电容器单台电容器的补偿最大容量，那么svg控制当前补偿容量最大、投切次数最少的分补电容器继续投入，重复前述过程直至不满足投
入条件。
13.作为改进，当不满足投入条件时，若此时,则svg投入做精细补偿，该精细补偿的容量为剩余需补偿容量。
14.作为改进，精细补偿指的是svg在额定容量范围内进行无级补偿。
15.作为改进，投切次数少的那台电容器判断方法：电容器的投切次数是指电容器在实际运行过程中通过继电器的吸合和断开投切电容器的次数，投切次数在电容器投切过程中记录在程序中，并进行累加，通过读取每一台电容器的投切次数值，并进行比较，即可判断出投切次数少的那台电容器。
16.采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：经上述改进后，能够有利于最大限度的利用电容器，让电容器和svg的补偿工作更好的协调，达到对无功进行精细化补偿，特别的，有利于平衡电容器投入次数，电容器的利用率和使用安全性得到大幅提升，并减少svg满负载运行的情况，增加svg的使用寿命。
具体实施方式
17.下面对本发明作进一步详细的说明：本发明一种电网混合补偿系统中利用电容器进行智能补偿的方法，包括一台svg与多台电容器，在补偿时，电容器投入根据共补先投分补后投、大容量先投小容量后投、投切次数少先投这些判断条件确定投入优先级并按优先级依序投入，最后由svg完成精确补偿。具体来说：电容器包括若干相同容量的共补电容器、若干相同容量的分补电容器，在需要进行补偿的情况下，若需要电容器投入进行补偿，则按如下方法投入电容器：首先按容量大小自大到小依序投入共补电容器进行补偿，并且各共补电容器在容量相等的情况下，投切次数少的共补电容器优先投入进行补偿，并判断是否还需进一步补偿，若还需分补电容器投入补偿，则由分补电容器投入补偿，或者无需分补电容器投入补偿，但是剩余的需由svg进行补偿，则由svg进行补偿；当需分补电容器投入补偿时，则按容量大小自大到小依序投入分补电容器进行补偿，并且各分补电容器在容量相等的情况下，投切次数少的分补电容器优先投入进行补偿并完成补偿，或者有剩余，则剩余的由svg进行补偿。
18.投切次数少的那台电容器判断方法：电容器的投切次数是指电容器在实际运行过程中通过继电器的吸合和断开投切电容器的次数，投切次数在电容器投切过程中记录在程序中，并进行累加，通过读取每一台电容器的投切次数值，并进行比较，即可判断出投切次数少的那台电容器。
19.本例中，电容器采用智能电容器，智能电容器主要包括控制单元、断路器、电容器、电抗器和磁保持继电器。智能电容器可采用市售的抑谐式低压无功补偿装置。
20.多台电容器包括多台智能共补电容器和多台智能分补电容器。
21.本例举例静止无功发生器，当然，具有无功补偿能力的apf也可以使用，apf称为有源滤波器，静止无功发生器与apf可等同使用，此时apf相当于静止无功发生器。各智能电容器与svg进行通讯，智能电容器将自己的状态信息发送给svg，svg根据发送过来的状态信息得知各智能电容器的投切情况，svg控制多台电容器根据补偿需要进行投入。
22.在每次投入补偿中，需要投入的电容器的数量，可以通过如下方法确定：通过在系统侧ct采样检测出系统电流的无功分量记做,把svg所需补偿容量记做,单台电容器补偿最小容量记做；当时，所需补偿无功量小于单台电容器补偿最小容量，则不需要投切电容器，补偿将由svg补偿全部容性无功，即，那么所需投入电容器的数量为0；当时，所需补偿无功量大于单台电容器补偿最小容量，则当svg计算所需投入的电容器数量为，n为正整数，那么所需投入电容器的数量为n；当,所需投入电容器的数量为n，而svg补偿容量为。
23.确定投入的电容器的数量之后，可以通过本公开的方法确定电容器的投入优先级，并按优先级依序投入：当且所需补偿无功量大于单台电容器补偿最大容量时，svg首先控制共补电容器中最大容量且投切次数少的共补电容器优先投入，在投入所述的共补电容器之后，若当前且所需补偿无功量大于剩余共补电容器中单台共补电容器的补偿最大容量，那么svg控制当前补偿容量最大、投切次数最少的共补电容器继续投入，重复前述过程直至不满足投入条件，或者当共补电容器投入完毕，无功补偿仍得不到满足时，那么再投入分补电容器，直至不满足投入条件。
24.投入分补电容器的过程包括：svg首先控制分补电容器中最大容量且投切次数少的分补电容器投入，在投入所述的共补电容器之后，若当前且所需补偿无功量大于剩余分补电容器单台电容器的补偿最大容量，那么svg控制当前补偿容量最大、投切次数最少的分补电容器继续投入，重复前述过程直至不满足投入条件。
25.当不满足投入条件时，若此时,则svg投入做精细补偿，该精细补偿的容量为剩余需补偿容量。
26.精细补偿指的是svg在额定容量范围内进行无级补偿。例如svg容量为50kvar，则它的补偿大小可为0～50，最小为0.1kvar，因此，svg补偿精度精细化。
27.经上述过程，实现对电网的投入补偿。
28.为了更加清楚理解本公开的技术方案以及有益效果，以下结合具体的量化数据加以举例1、2进行说明：在举例1、2中的方案1是指采用现有技术所得到的投入情况，方案1中，svg和智能电容器混合补偿采用本技术人在先提出的技术方案，称为原有技术方案，即智能电容器遵循“共补先投，分补后投”的顺序，一般会按照地址顺序进行投切。
29.需要注意的是，在现实中，智能电容器生产过程需要进行老化测试，并在通过老化测试后出厂，因此会在厂里进行一定的投切运行，此时出厂后，各个智能电容器的投切次数均会存在初始值，该初始值为随机，在实际工况应用投切后，投切次数会在初始值基础上进一步累加。
30.需要注意的是，总无功补偿容量的确定可以采用现有技术，例如监测系统中的电压u、电流i、无功功率q以及功率因数pf，通过设定目标功率因数计算所需要补偿的容性无功功率。这里不加赘述。
31.举例1：某实际工况条件下，需要总无功补偿容量为175kvar，其中配置为一台额定容量为100kvar的svg、6台30kvar的共补电容器和5台20kvar的共补电容器，5台10kvar的分补电容器，电容器列表如下：地址顺序20kvar共补电容器已有投切次数1c1522c2433c3234c4165c535 30kvar共补电容器 6c6787c7328c8329c94210c106911c1157 10kvar分补电容器 12c125213c134714c142615c151216c1634方案1进行投入补偿：svg和智能电容器混合补偿原技术方案：智能电容器遵循“共补先投，分补后投”的顺序，一般会按照地址顺序进行投切，具体补偿过程列表如下：投切顺序电容器序号剩余补偿容量1c11552c21353c31154c4955c5756c6457c7158c1259svg0补偿结果：5台20kvar共补电容器、2台30kvar共补电容器、1台10kvar分补电容器，svg还需补偿容量为5kvar，因此总计投入8台电容器以及还需要投入svg。
32.方案2进行投入补偿：svg和智能电容器混合补偿按本公开的方法投入：智能电容器遵循“共补先投分补后投、大容量先投小容量后投、投切次数少先投”的顺序，具体补偿过程列表如下。投切顺序电容器序号剩余补偿容量1c71452c81153c9854c11555c10256c457svg0
33.补偿结果：1台20kvar共补电容器、5台30kvar共补电容器，svg补偿容量为5kvar，因此，相比方案1，仅需要6台电容器投入，减少了2台电容器的投入，并且，由于方案1是按地址顺序顺序投入，所以方案2相比方案1能够更好地控制电容器的投入次数的增加，或者说方案1有利于平衡各电容器的投入次数，而不至于有些电容器的投入次数非常多。
34.结论：相比方案1，方案2的电容器的补偿台数更少，补偿更具合理性，并且有利于平衡各电容器的投切次数的增长，有利于延长电容器的使用寿命。
35.举例2：为了排除地址顺序导致方案1的投入顺序的固定，我们采用与举例1同样的工况，但是地址顺序变换，来看方案1和2的比较，举例2中需要总无功补偿容量仍然为175kvar，其中配置为一台额定容量为100kvar的svg、6台30kvar的共补电容器和5台20kvar的共补电容器，5台10kvar的分补电容器，电容器列表如下。地址顺序30kvar共补电容器已有投切次数1c6782c7323c8324c9425c10696c1157 20kvar共补电容器 7c1528c2439c32310c41611c535 10kvar分补电容器 12c125213c134714c142615c1512
16c1634
36.方案1进行投入补偿：svg和智能电容器混合补偿原技术方案：智能电容器遵循“共补先投，分补后投”的顺序，一般会按照地址顺序进行投切，具体补偿过程列表如下：投切顺序电容器序号剩余补偿容量1c61452c71153c8854c9555c10256c157svg0补偿结果：1台20kvar共补电容器、5台30kvar共补电容器，svg补偿容量为5kvar。因此我们可以看到，电容器投入的数量与举例1中采用方法2所得到的电容器的数量相同，差异我们在看了方案2之后进行说明。
37.方案2进行补偿：svg和智能电容器混合补偿新技术方案：智能电容器遵循“共补先投分补后投、大容量先投小容量后投、投切次数少先投”的顺序。
38.投切顺序电容器序号剩余补偿容量1c71452c81153c9854c11555c10256c457svg0补偿结果：1台20kvar共补电容器、5台30kvar共补电容器，svg补偿容量为5kvar。我们可以看到，方案1和2存在区别，为了完成相同的补偿，方案1中区别的两台电容器分别为c6和c1，c6已有的投入次数为78次，c1已有的投入次数为52次，而方案2中区别的两台电容器分别为c11和c4，c11已有的投入次数为57次，c4已有的投入次数为16次，由此可见，方案2均采用了低投切次数的电容器，并与其它电容器及svg一起完成了投入补偿，平衡电容器投入次数的效果显而易见。
39.结论：举例2中，方案1和方案2补偿的电容器的台数相同、svg的补偿容量相同，但是方案2补偿更具合理性，能够安排投入次数少的电容器进行投入，有利于延长电容器的使用寿命。
40.另外，需要注意的是，在电容器实际组网中，各电容器地址顺序有可能是随机的，目前没有特意去按某个规则或若干规则进行优化，因此在这样的前提条件下，即电容器组网时地址随机的情况下，由举例1、2可知，采用方案1将产生很大的差距，而方案2则更加优势，即可适应电容器组网时地址随机，不仅电容器的投入数量相对稳定，而且对各电容器投入次数的平衡更好。
41.由上述可知，本公开的方法能够有利于最大限度的利用电容器，让电容器和svg的
补偿工作更好的协调，达到对无功进行精细化补偿，特别的，有利于平衡电容器投入次数，电容器的利用率和使用安全性得到大幅提升，并减少svg满负载运行的情况，增加svg的使用寿命。
42.以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。