[发明专利]一种敏感设备电压暂降敏感度的评估方法

说明书

技术领域

本发明属于电变量的测量领域，尤其涉及一种用于电压暂降事件对敏感设备影响严重程度的评估方法。

背景技术

自20世纪80年代以来，电能质量问题逐渐成为人们研究和关注的热点。一方面，现代电力系统中的用电负荷发生了重大变化，非线性、冲击性或不对称性负荷的广泛使用，造成了大量电能质量问题；另一方面，随着国民经济和科学技术的发展，微电子器件与电力电子技术广泛应用，对电能质量的要求也越来越高。

随着高新技术产业的发展，现代工业企业大量采用可编程逻辑控制器（PLC）、调速驱动装置（Adjustable Speed Drives，ASD)和计算机（PC）等敏感设备，他们对电压暂降、电压暂升和短时中断等电能质量扰动非常敏感，往往因这些扰动导致生产中断或产品报废，造成巨大经济损失。敏感设备电压暂降敏感度评估可以为供电企业采取有效技术、管理措施提供决策支持，具有重要的理论价值和现实意义。

电压暂降（Voltage Sag）是最严重的电能质量问题之一，引起了人们的重视。

IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电气和电子工程师协会）将电压暂降定义为：供电系统中某点的工频电压有效值突然下降至额定值的10%～90%,并在随后的10ms～1min的短暂持续期后恢复正常。

敏感设备电压暂降敏感度是敏感设备的电压耐受能力与供电质量之间的兼容问题，一般用电压暂降引起的敏感设备故障率描述，具有不确定性，表现在电网产生的电压暂降的随机性和敏感设备电压耐受能力的模糊性两方面。在电压幅值-持续时间平面上，电网发生的电压暂降随机变化，设备电压耐受曲线的具体位置又不确定，评估电压暂降引起的设备故障率有很大难度。

特定设备的电压耐受能力可由制造商提供，或通过实验测试得出，但不同或同一设备在不同状态下受相同或不同电压暂降的影响不同，其时空变化特性增加了评估难度。

现有评估方法包括ITIC或CBEMA曲线标准法、测量统计法、概率评估法等。

其中，CBEMA曲线(CBEMA curve)是由美国计算机和商用设备制造商协会(CBEMA，Computer and Business Equipment Manufacturers Association)提出的一组按照电压扰动的大小和持续时间来表示计算机的承受能力的曲线。目前已用新开发的ITI曲线(ITI curve)（ITIC曲线如图1所示）替代，ITIC为信息技术工业协会(Information Technology Industry Council)的简称，其前身即CBEMA。ITI曲线是CBEMA曲线的改进版本，原则完全相同但更完善也更接近最新制造水平。

ITIC或CBEMA曲线标准法简单，易于实现，ITIC或CBEMA曲线本身的含义是当敏感设备的耐受能力达到ITIC或CBEMA标准曲线的水平时，能避免一定概率的故障发生，实际中，不同种类的设备或者相同种类不同型号的设备受电压暂降影响程度存在明显的不确定性，大部分的敏感设备的耐受能力在未采取特殊措施的情况下是不能达到ITIC或CBEMA标准曲线的水平。

测量统计法的原理简单，结果可靠，但是实现难度较大。

而概率评估法把设备故障当作随机事件，能定量评估和预测设备故障率，但设备是否故障与设备所处的运行环境有关，不完全是随机事件。

所以，敏感设备因电压暂降引起的故障概率，取决于敏感设备可能的运行状态、设备结构、功能、所带设备水平等模糊因素，以及电网因雷击、短路等故障引起的电压暂降的幅值、持续时间、频次等随机因素。

在《基于蒙特卡洛方法的大型电力用户电压暂降评估》（作者：易杨，张尧，钟庆，电网技术，2008,32（6）：P57-P60.）一文中，介绍了对大型电力用户采用蒙特卡洛方法的电压暂降的评估方法，但是，其是利用随机模拟方法建立电压暂降的概率分布期望值，只是一种计算结果或期望值，不能反映实际电网运行过程中发生真实的电压暂降时的实际影响结果，故只能用于评估，不能用于实际输配电用户的运行、调度和管理工作中。

在《敏感负荷电压凹陷敏感度的随机估计方法》（作者：肖先勇，王希宝，薛丽丽，刘波，杨洪耕。电网技术，2007,31（22）：P30-P33.）中，公开了一种敏感负荷电压凹陷敏感度的随机估计方法，同样，其是对模拟发生的电压暂降进行评估，而不是电网实测值的计算和检测，不能用于实际电能运行管理过程中。