一种磁控型有载调压装置和调压方法与流程

1.本发明涉及计算机信息处理技术领域，尤其是一种磁控型有载调压装置、调压方法、以及存储介质和电子设备。


背景技术：

2.在电力系统中，当电网电压或负荷变化时，变压器的输出电压要发生变化，当变化超过允许范围时，将影响电力用户的生产和生活。为保证变压器输出电压在允许范围内，现有技术中开始采用变压器分接开关调压技术，即当输出电压超过允许值时，通过选择不同的绕组抽头来调节配电变压器的一、二次绕组的匝数，从而改变配电变压器的变比，保证负荷端的电压维持在合理的范围之内。目前配电网中配电变压器大部分安装无励磁调压分接开关，采用无载调压的方式，此种方式无法实现带负荷调压，调压速度慢，无法实时动态调整电压，供电可靠性差；同时，变压器常规含有绕组抽头调节的配电变压器的调节精度不高，约为额定电压的2.5％，在正负各三级绕组抽头的情况下，配电变压器的调节范围约为其额定电压的-7.5％～7.5％。然而在实际的配电网中，经常存在工业负荷昼夜峰谷相差巨大的现象，导致负荷端电压的波动较大，往往超出配电变压器绕组抽头调节方法所能调节的电压范围。
3.随着智能电网建设深入推进，清洁能源利用比例逐年增加，分布式电源接入、电动汽车充电桩批量建设导致配电网电压波动问题更加突出，配电网中占据主流的配电变压器无载调压方式已无法满足配电台区层级的调压需求。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中随着分布电源接入电网，电动汽车充电桩批量建设等原因导致配电网电压波动日益突出，而配电变压器无载调压方式已经满足配电台区层级电压精确调节的技术问题，本发明的实施例提供了一种基于有载电压调节装置、调节方法、以及存储介质和电子设备。
5.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种磁控型有载调压装置，所述装置包括：本体线圈，其包括高压绕组，铁芯和低压绕组，用于将高电压调整为低电压，并向低压侧节点供电，其中，高压绕组与可控电抗器连接，用于根据可控电抗器输出的交流电压调整高压绕组侧电压；可控电抗器，其分别与本体线圈高压绕组和调压控制单元连接，用于根据调压控制单元输出的直流电流改变其电抗，来改变本体线圈高压绕组的交流电压；调压控制单元，其用于采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号，根据采集的本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号计算输出至可控电抗器的直流电流值，并根据所述直流电流值输出直流电流至可控电抗器。
6.可选地，在本发明上述各装置实施例中，所述可控电抗器包括直流绕组，铁芯和交流绕组，其中，交流绕组一端与本体线圈的高压绕组连接，另一端与电网连接，直流绕组两
端与调压控制单元连接。
7.可选地，在本发明上述各装置实施例中，本体线圈和可控电抗器为集成结构。
8.可选地，在本发明上述各装置实施例中，所述调压控制单元包括：数据采集单元，用于采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号；数据处理单元，用于根据采集的本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号计算输出至可控电抗器的直流电流值；电源输出单元，用于根据所述直流电流值输出直流电流至可控电抗器。
9.可选地，在本发明上述各装置实施例中，其中数据采集单元采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号包括采集本体线圈高压绕组侧电压信号，本体线圈低压绕组侧电压信号和可控电抗器交流绕组侧的电压信号。
10.可选地，在本发明上述各装置实施例中，其中数据处理单元根据采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号计算输出至可控电抗器的直流电流值包括：将采集的本体线圈低压绕组侧电压信号与设置的电压阈值比较，其中，所述电压阈值包括上限值和下限值；当采集的本体线圈低压绕组侧电压超出电压阈值区间时，根据采集的本体线圈高压绕组侧电压信号，本体线圈低压绕组侧电压信号和可控电抗器交流绕组侧的电压信号，以及设置的电压阈值的上限值和下限值计算向可控电抗器输出的直流电流值。
11.根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种磁控型有载调压方法，所述方法包括：采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号；根据采集的本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号计算输出至可控电抗器的直流电流值；根据所述直流电流值输出直流电流至可控电抗器；可控电抗器根据调压控制单元输出的直流电流改变其电抗，并输出交流电压至本体线圈高压绕组侧；本体线圈根据可控电抗器输出的交流电压，通过高压绕组和低压绕组的变比来改变低压绕组侧电压。
12.可选地，在本发明上述各方法实施例中，在采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号之前还包括设置本体线圈低压绕组侧的电压阈值，其中，所述电压阈值包括上限值和下限值。
13.可选地，在本发明上述各方法实施例中，采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号包括采集本体线圈高压绕组侧电压信号，本体线圈低压绕组侧电压信号和可控电抗器交流绕组侧的电压信号。
14.可选地，在本发明上述各方法实施例中，其中根据采集的本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号计算输出至可控电抗器的直流电流值包括：将采集的本体线圈低压绕组侧电压信号与设置的电压阈值比较；当采集的本体线圈低压绕组侧电压超出电压阈值区间时，根据采集的本体线圈高压绕组侧电压信号，本体线圈低压绕组侧电压信号和可控电抗器交流绕组侧的电压信号，以及设置的电压阈值的上限值和下限值计算向可控电抗器输出的直流电流值。
15.根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一实施例所述的磁控型有载调压方法。
16.根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明上述任一实施例所述的磁控型有载调压方法。
17.基于本发明上述实施例提供的磁控型有载调压装置、有载调压方法、以及存储介质和电子设备，其中，所述有载调压方法包括：采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号；根据采集的本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号生成计算输出至可控电抗器的直流电流值，并根据所述直流电流值输出直流电流至可控电抗器。所述磁控型有载调压装置、有载调压方法、以及存储介质和电子设备通过对采集的本体线圈电压信号和可控变压器信号进行分析，输出直流电流至可控电抗器，从而调节可控电抗器的直流绕组输入电流的变化，控制可控电抗器铁芯磁饱和程度来改变其电抗大小，使与其串联的本体线圈高压绕组侧电压发生改变，从而间接改变本体线圈低压绕组侧电压，实现低压绕组侧电压调节的目的。采用本发明所述的磁控型有载调压装置、有载调压方法、以及存储介质和电子设备，其达到的有益技术效果包括：1、通过电压自动检测，根据检测的电压计算输出至可控电抗器的直流电流值，根据所述直流电流值输出直流电流至可控电抗器，再通过可控电抗器的控制实现输出电压的动态调节，解决了常规无载配电变压器不能带载调压的问题；本发明通过进行带载连续平滑调节，实现了自动调压控制，提高了调压的速度和效率。
18.2、解决了现有技术中的机械式有载调压变压器分接开关切换过程中易产生电弧、调压范围小的问题，实现了无涌流、平滑精确的电压调节，提高了设备的可靠性和配电网的电能质量。
19.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
20.通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
21.图1是本发明一示例性实施例提供的磁控型有载调压装置的结构示意图。
22.图2是本发明一示例性实施例提供的磁控型有载调压方法的流程示意图。
23.图3是本发明一示例性实施例提供的电子设备的结构。
具体实施方式
24.下面，将参考附图详细地描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的
示例实施例的限制。
25.应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
26.本领域技术人员可以理解，本发明实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
27.还应理解，在本发明实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。
28.还应理解，对于本发明实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。
29.另外，本发明中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本发明中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
30.还应理解，本发明对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。
31.同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
32.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
33.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
34.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
35.本发明实施例可以应用于终端设备、计算机系统、服务器等电子设备，其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作。适于与终端设备、计算机系统、服务器等电子设备一起使用的众所周知的终端设备、计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统﹑大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境，等等。
36.终端设备、计算机系统、服务器等电子设备可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。
37.示例性装置图1是本发明一示例性实施例提供的磁控型有载调压装置的结构示意图。如图1所示，本实施例所述磁控型有载调压装置包括：本体线圈101，其包括高压绕组111，铁芯112和低压绕组113，用于将高电压调整为
低电压，并向低压侧节点供电，其中，高压绕组111与可控电抗器102连接，用于根据可控电抗器102输出的交流电压调整高压绕组侧电压。
38.可控电抗器102，其分别与本体线圈高压绕组111和调压控制单元103连接，用于根据调压控制单元输出的直流电流改变其电抗，来改变本体线圈高压绕组的交流电压。
39.调压控制单元103，其用于采集本体线圈101的电压信号和可控电抗器102的电压信号，根据采集的本体线圈101的电压信号和可控电抗器102的电压信号计算输出至可控电抗器的直流电流值，并根据所述直流电流值，输出直流电流至可控电抗器102。
40.可选地，所述可控电抗器102包括直流绕组121，铁芯122和交流绕组123，其中，交流绕组一端与本体线圈的高压绕组连接，另一端与电网连接，直流绕组两端与调压控制单元连接。如图1所示，交流绕组123的一端与代表电网的ui连接，而本体线圈101的低压绕组侧与代表用户侧（负荷侧）的uo连接。
41.可选地，本体线圈101和可控电抗器102为集成结构。在一实施例中，本体线圈和可控电抗器并非独立的两个装置，而是将两者集成在一起，成为一个整体。
42.可选地，所述调压控制单元103包括：数据采集单元，用于采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号；数据处理单元，用于根据采集的本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号计算输出至可控电抗器的直流电流值；电源输出单元，用于根据所述直流电流值输出直流电流至可控电抗器。
43.可选地，其中数据采集单元采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号包括采集本体线圈高压绕组侧电压信号，本体线圈低压绕组侧电压信号和可控电抗器交流绕组侧的电压信号。
44.可选地，其中数据处理单元根据采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号计算输出至可控电抗器的直流电流值包括：将采集的本体线圈低压绕组侧电压信号与设置的电压阈值比较，其中，所述电压阈值包括上限值和下限值；当采集的本体线圈低压绕组侧电压超出电压阈值区间时，根据采集的本体线圈高压绕组侧电压信号，本体线圈低压绕组侧电压信号和可控电抗器交流绕组侧的电压信号，以及设置的电压阈值的上限值和下限值计算向可控电抗器输出的直流电流值。
45.在一实施例中，磁控型有载调压装置的工作原理是用调压控制单元输出的直流电流改变可控电抗器直流绕组中输入电流的大小，从而改变交流绕组的电抗，使交流绕组输出至本体线圈的交流电压变化。由于铁磁质的磁导率不是常数, 在正常工作下磁导率随铁芯的饱和而减，而铁芯饱和程度的变化可以通过改变直流绕组的励磁电流来实现。例如：增大直流绕组的励磁电流则铁芯的磁感应强度增大, 铁芯接近饱和，磁导率减小，从而电抗值减小，可控电抗器输出电压增大；相反，减小直流绕组的励磁电流则铁芯的磁感应强度减小，铁芯饱和程度下降, 磁导率增大，从而电抗值增大，可控电抗器输出电压减小。因此，采用本发明所述的装置进行有载调压，实现了自动调压控制，提高了调压的速度和效率，同时解决了机械式有载调压变压器分接开关切换过程中易产生电弧、调压范围小的问题，实现了无涌流、平滑精确的电压调节、提高了设备的可靠性和配电网的电能质量。
46.示例性方法
图2是本发明一示例性实施例提供的磁控型有载调压方法的流程示意图。本实施例可应用在电子设备上，如图2所示，实施例所述磁控型有载调压方法包括以下步骤：步骤201，采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号。
47.可选地，在采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号之前还包括设置本体线圈低压绕组侧的电压阈值，其中，所述电压阈值包括上限值和下限值。
48.可选地，采集本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号包括采集本体线圈高压绕组侧电压信号，本体线圈低压绕组侧电压信号和可控电抗器交流绕组侧的电压信号。
49.步骤202，根据采集的本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号计算输出至可控电抗器的直流电流值。
50.其中根据采集的本体线圈的电压信号和可控电抗器的电压信号计算输出至可控电抗器的直流电流值包括：将采集的本体线圈低压绕组侧电压信号与设置的电压阈值比较；当采集的本体线圈低压绕组侧电压超出电压阈值区间时，根据采集的本体线圈高压绕组侧电压信号，本体线圈低压绕组侧电压信号和可控电抗器交流绕组侧的电压信号，以及设置的电压阈值的上限值和下限值计算向可控电抗器输出的直流电流值。
51.步骤203，根据所述直流电流值输出直流电流至可控电抗器。
52.步骤204，可控电抗器根据调压控制单元输出的直流电流改变其电抗，并输出交流电压至本体线圈高压绕组侧。
53.步骤205，本体线圈根据可控电抗器输出的交流电压，通过高压绕组和低压绕组的变比来改变低压绕组侧电压。
54.在一实施例中，首先调压控制单元采集本体线圈低压绕组侧电压信号，将采集的低压绕组侧电压信号与设置的电压阈值的上限值和下限值进行比较，当采集的低压绕组侧电压信号不在电压阈值区间时，说明采集的低压绕组侧电压信号越限，此时，调压控制单元根据采集的电压信号和设置的电压阈值，基于优化算法分析计算向可控电抗器输出的直流电流值，并按照计算确定的直流电流值输出直流电流至可控电抗器的直流绕组。然后，可控电抗器根据输入直流绕组电流变化而改变自身电抗，使交流绕组输出不同的电压，利用可控电抗器输出电压的变化，与之相连的本体线圈通过自身高低压绕组变比改变其低压侧电压的大小，实现低压侧输出电压满足低压电网要求。最后，调压控制单元再次获取本体线圈低压绕组侧的电压信号，校核是否满足低压绕组侧的电压信号不越限，若满足要求，调整结束，否则，重新进行优化调整，直至达到电压调节效果。进一步地，当调压控制单元检测到低压绕组侧电压升高超越电压阈值的上限值时，减小可控电抗器直流绕组的励磁电流，则铁芯饱和度下降，磁导率增大，电抗值增大，可控电抗器输出电压减小，使本体线圈低压绕组侧电压降低，从而使低压绕组侧电压满足电网要求；相反，当检测到低压绕组侧节点电压降低超越电压阈值的下限值时，增大直流绕组的励磁电流则铁芯的磁感应强度增大，铁芯饱和度上升，磁导率减小，电抗值增大, 可控电抗器输出电压增大，使本体线圈低压绕组侧电压升高，从而使低压绕组侧电压满足电网要求。
55.示例性电子设备图3是本发明一示例性实施例提供的电子设备的结构。该电子设备可以是第一设备和第二设备中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备，该单机设备可以与第一设备
和第二设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号。图3图示了根据本公开实施例的电子设备的框图。如图3所示，电子设备包括一个或多个处理器301和存储器302。
56.处理器301可以是中央处理单元（cpu）或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其他组件以执行期望的功能。
57.存储器302可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（ram）和/或高速缓冲存储器（cache）等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器（rom）、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器301可以运行所述程序指令，以实现上文所述的被公开的各个实施例的软件程序的对历史变更记录进行信息挖掘的方法以及/或者其他期望的功能。在一个示例中，电子设备还可以包括：输入装置303和输出装置304，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构（未示出）互连。
58.此外，该输入装置303还可以包括例如键盘、鼠标等等。
59.该输出装置304可以向外部输出各种信息。该输出设备304可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
60.当然，为了简化，图3中仅示出了该电子设备中与本公开有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备还可以包括任何其他适当的组件。
61.示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质除了上述方法和设备以外，本公开的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种实施例的磁控型有载调压方法中的步骤。
62.所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
63.此外，本公开的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种实施例的磁控型有载调压方法中的步骤。
64.所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、可擦式可编程只读存储器（eprom或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器（cd-rom）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
65.以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的
各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。
66.本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
67.本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具 有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
68.可能以许多方式来实现本公开的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
69.还需要指出的是，在本公开的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
70.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。