应用于换流站的设备功率损耗评估方法、系统和电子设备与流程

本公开涉及高压直流输电，特别涉及一种应用于换流站的设备功率损耗评估方法、系统和电子设备。

背景技术：

1、高压直流输电具有灵活、可控、环保等特点，在近距离、大容量输电方面具有明显优势。高压直流输电系统的损耗主要包括换流站损耗、直流输电线路损耗及接地极系统损耗三部分。其中，如何有效的评估换流站内局部损耗或换流站整体损耗是确定整个高压直流输电系统损耗的重点和难点。

技术实现思路

1、第一方面，本公开实施例提供了一种应用于换流站的设备功率损耗评估方法，用于对所述换流站中目标电力系统的功率损耗进行评估，所述目标电力系统包括至少一个电气一次设备，所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处均设置有对应的电流互感器和电压互感器，所述换流站配置有对应的故障录波系统，故障录波系统接入至所述电流互感器和所述电流互感器内的保护绕组以通过所述保护绕组进行录波，所述方法包括：

2、控制故障录波系统对所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处同时进行k个工频周期的录波，得到所述输入侧处和所述输出侧处分别所对应的电流录波信号和电压录波信号，k为预设正整数；

3、根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息，以及根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息；

4、根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息。

5、在一些实施例中，根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息的步骤包括：

6、根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处对应于k个工频周期的输入功率变化信息，所述输入功率变化信息中记载有所述输入侧处在不同工频周期所对应的输入有功功率，所述输入功率信息包括所述输入功率变化信息；

7、根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息的步骤包括：

8、根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处对应于k个工频周期的输出功率变化信息，所述输出功率变化信息中记载有所述输出侧处在不同工频周期所对应的输出有功功率，所述输出功率信息包括所述输出功率变化信息；

9、根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息的步骤包括：

10、根据所述输入功率变化信息和所述输出功率变化信息得到所述目标电力系统对应于k个工频周期的功率损耗占比变化信息，所述功率损耗占比变化信息中记载有所述目标电路系统在不同工频周期所对应的功率损耗占比：

11、

12、其中，，表示所述中功率损耗占比变化信息中第k个工频周期所对应的功率损耗占比，表示所述输入功率变化信息中第k个工频周期所对应的输入有功功率，表示所述输出功率变化信息中第k个工频周期所对应的输出有功功率；

13、所述功率损耗信息包括所述功率损耗占比变化信息。

14、在一些实施例中，根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处对应于k个工频周期的输入功率变化信息的步骤包括：

15、对所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号中的各工频周期分别进行采样；

16、根据采样结果确定所述输入侧处在各工频周期所对应的输入有功功率；

17、

18、其中，为对所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号进行采样时每个工频周期内的采样点数量，为所述输入侧处的电流录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电流值，为所述输入侧处的电压录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电压值；

19、根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处对应于k个工频周期的输出功率变化信息的步骤包括：

20、对所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号中的各工频周期分别进行采样；

21、根据采样结果确定所述输出侧处在各工频周期所对应的输出有功功率；

22、

23、其中，为对所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号进行采样时每个工频周期内的采样点数量，为所述输出侧处的电流录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电流值，为所述输出侧处的电压录波信号中第k个工频周期内第n个采样点所对应的电压值。

24、在一些实施例中，在根据所述输入功率变化信息和所述输出功率变化信息得到所述输出侧处对应于k个工频周期的功率损耗占比变化信息的步骤之后，还包括：

25、根据所述功率损耗占比变化信息中至少部分工频周期所对应的功率损耗占比，评估出所述目标电力系统的当前功率损耗占比；

26、所述功率损耗信息还包括所述当前功率损耗占比。

27、在一些实施例中，根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息的步骤包括：

28、对所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号分别进行频谱分析得到第一分析结果，所述第一分析结果中记载有所述输入侧处的电流录波信号和所述电压录波信号分别所分解出的基波分量和不同频率的谐波分量以及各分量所对应占比；

29、根据所述第一分析结果确定出多个第一评估用选择频率，所述多个第一评估用选择频率包括：所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的基波分量的频率，以及所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的至少一个谐波分量的频率；

30、根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号在各所述第一评估用选择频率下的分量，评估出所述输入侧处的整体输入功率；

31、所述输入功率信息包括：所述整体输入功率；

32、根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息的步骤包括：

33、对所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号分别进行频谱分析得到第二分析结果，所述第二分析结果中记载有所述输出侧处的电流录波信号和所述电压录波信号分别所分解出的基波分量和不同频率的谐波分量以及各分量所对应占比；

34、根据所述第二分析结果确定出多个第二评估用选择频率，所述多个第二评估用选择频率包括：所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的基波分量的频率，以及所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号所分解出的至少一个谐波分量的频率；

35、根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号在各所述第二评估用选择频率下的分量，评估出所述输出侧处的整体输出功率；

36、所述输出功率信息包括：所述整体输出功率；

37、根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息的步骤包括：

38、根据所述输入侧处的整体输入功率和所述输出侧处的整体输出功率，评估出所述目标电力系统的当前功率损耗占比：

39、

40、其中，表示当前功率损耗占比，表示所述输入侧处的整体输入功率，表示所述输出侧处的整体输出功率；

41、所述功率损耗信息包括所述当前功率损耗占比。

42、在一些实施例中，根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号在各所述第一评估用选择频率下的分量，评估出所述输入侧处的整体输入功率的步骤包括：

43、针对每一个第一评估用选择频率，分别计算所述第一评估用选择频率所对应的第一输入功率：

44、

45、其中，，为所述第一评估用选择频率的总个数，表示第j个所述第一评估用选择频率，表示频率为的第一评估用选择频率所对应的第一输入功率，表示所述输入侧处的电流录波信号所分解出的频率为的分量的最大电流，表示所述输入侧处的电压录波信号所分解出的频率为的分量的最大电压，为预设常量且；

46、根据各所述第一评估用选择频率所对应的第一输入功率，得到所述输入侧处的整体输入功率：

47、

48、根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号在各所述第二评估用选择频率下的分量，评估出所述输出侧处的整体输出功率的步骤包括：

49、针对每一个第二评估用选择频率，分别计算所述第二评估用选择频率所对应的第二输出功率：

50、

51、其中，表示第j个所述第二评估用选择频率，表示频率为的第二评估用选择频率所对应的第二输出功率，表示所述输出侧处的电流录波信号所分解出的频率为的分量的最大电流，表示所述输出侧处的电压录波信号所分解出的频率为的分量的最大电压；

52、根据各所述第二评估用选择频率所对应的第二输出功率，得到所述输出侧处的整体输出功率：

53、

54、j2为所述第二评估用选择频率的总个数。

55、在一些实施例中，根据所述第一分析结果确定出多个第一评估用选择频率的步骤包括：

56、基于第一分析结果确定基波频率和各谐波频率分别所对应的第一整体占比，其中基波频率的第一整体占比为输入侧处的电流录波信号所分解出的基波分量所对应占比与输入侧处的电压录波信号所分解出的基波信号所对应占比之和，目标谐波频率的第一整体占比为输入侧处的电流录波信号所分解出的频率为目标谐波频率的谐波分量所对应占比与电压录波信号所分解出的频率为同一目标谐波频率的谐波分量所对应占比之和；

57、对全部第一整体占比进行排序，并选择最大的j1个第一整体占比分别所对应的频率作为第一评估用选择频率；

58、根据所述第二分析结果确定出多个第二评估用选择频率的步骤包括：

59、基于第二分析结果确定基波频率和各谐波频率分别所对应的第二整体占比，其中基波频率的第二整体占比为输出侧处的电流录波信号所分解出的基波分量所对应占比与输出侧处的电压录波信号所分解出的基波信号所对应占比之和，目标谐波频率的第二整体占比为输出侧处的电流录波信号所分解出的频率为目标谐波频率的谐波分量所对应占比与电压录波信号所分解出的频率为同一目标谐波频率的谐波分量所对应占比之和；

60、对全部第二整体占比进行排序，并选择最大的j2个第二整体占比分别所对应的频率作为第二评估用选择频率。

61、在一些实施例中，所述目标电力系统为所述换流站。

62、第二方面，本公开实施例提供了一种应用于换流站的设备功率损耗评估系统，所述设备功率损耗评估系统能够实现如上述第一方面中提供的所述方法，所述设备功率损耗评估系统用于对所述换流站中目标电力系统的功率损耗进行评估，所述目标电力系统包括至少一个电气一次设备，所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处均设置有对应的电流互感器和电压互感器，所述换流站配置有对应的故障录波系统，故障录波系统接入至所述电流互感器和所述电流互感器内的保护绕组以通过所述保护绕组进行录波，所述设备功率损耗评估系统包括：

63、控制模块，配置为控制故障录波系统对所述目标电力系统的输入侧处和输出侧处同时进行k个工频周期的录波，得到所述输入侧处和所述输出侧处分别所对应的电流录波信号和电压录波信号，k为预设正整数；

64、处理模块，配置为根据所述输入侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输入侧处的输入功率信息，以及根据所述输出侧处的电流录波信号和电压录波信号得到所述输出侧处的输出功率信息；

65、评估模块，配置为根据所述输入功率信息和所述输出功率信息得到所述目标电力系统的功率损耗信息。

66、第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，其中，包括：

67、一个或多个处理器；

68、存储器，用于存储一个或多个程序；

69、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面中提供的任一所述方法。

70、在本公开中，基于现有的换流站所配置故障录波系统来采集目标电力系统两端的录波信号，然后根据录波信号来得到目标电力系统两端的功率信息，并最终得到出目标电力系统的功率损耗信息。由此可见，本公开技术方案，可在无需在换流站内增设硬件设备的情况下，能够准确地对换流站中目标电力系统的功率损耗进行实时评估。