一种基于PIT的DVR参数设计方法

一种基于pit的dvr参数设计方法
技术领域
1.本发明属于电气领域，具体的涉及一种基于pit的动态电压恢复器dvr进行参数设定与选型的方法。


背景技术：

2.以石油化工为代表的流程工业，由于装置多、工艺生产过程复杂，工作条件苛刻，各工艺装置间联系十分紧密等，其生产过程对电压暂降十分敏感。电压暂降可造成生产过程中断、产品报废、设备损坏等严重后果，已成为工业用户面临的最严重的电能质量问题，造成了极大的经济损失。在诸多治理方案设计中，使用dvr对母线进行在快速切换基础上的配合治理，结合负荷的pit曲线，以降低在晃电过程中的系统停电和电机连锁跳闸的可能性。
3.化工装置系统由多设备按一定的方式连接而成，设备受电压暂降影响后失效，导致过程中断。遵循此逻辑顺序，过程的电压暂降耐受特性评估通用流程是先判断设备失效再判断过程中断。对于设备失效的判断，传统的评估依据设备电压耐受曲线vtc(voltage-tolerancecurve)，通过比较电压暂降特征量与设备的电压耐受范围，得出设备的受影响状态。肖先勇团队计及了设备敏感度的不确定性，对敏感设备电压暂降失效事件进行了随机模糊评估。哈佛大学詹一熙团队通过分析工艺流程和设备连接方式，实现了由单一设备到复杂过程的评估。实际中，单一设备中断并不会立刻导致某些过程中断，过程中断的实质是反映设备功效的物理参数(如温度、速度、力矩、压力等)超出工艺要求的范围。cigre/cired联合工作组 c4.110于2010年提出了过程参数免疫时间pit(parameter immunity time)的概念并给出了测试方法建议。
4.dvr可分为串联型dvr、串并联混合型dvr、无串联变压器的串并联混合型dvr，具体见附图所示，储能单元补偿型dvr支持电网输入电压跌至0v且持续一小段时间的电压补偿，储能单元一般选用超级电容、锂电容、锂电池等可支持大倍率放电的储能器件，根据储能单元不同，通常补偿时间数秒到数分钟。目前dvr的应急切换时间通常在5ms左右，电压补偿精度在5％左右，电网正常情况下dvr的供电效率＞98％，较为节能，维护保养相对简便，总体投资成本较低。
5.本发明国内外首次结合过程参数免疫时间pit，通过搭建抗晃电能力评估分析平台，建立电网-机泵负荷一体化模型，研究了其敏感负荷耐受力以及工艺保护值与电压暂降深度与电压暂降时间的关系，将模型内所有机泵的临界暂降时间进行纵向对比，以临界暂降最短的时间作为整个系统稳定运行的临界切除时间，根据铭牌参数计算出负荷侧所需的容量及电流值，并根据切除时间、电流和容量需求对所需动态电压恢复器dvr进行选型。


技术实现要素：

6.本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于pit的动态电压恢复器 dvr进行参数设定与选型的方法。其能够有效确定整个系统稳定运行的临界切除时
间，根据根据敏感设备的功率选用相应dvr进行治理，提高装置重要设备抗晃电耐受能力，实现环境协调、安全增产。
7.本发明的技术解决方案是：一种基于pit的dvr参数设计技术，其包括以下步骤：
8.(1)重要设备抗晃电能力分析测试与评估平台搭建；
9.(2)结合重要设备工艺保护值进行抗晃电耐受能力分析测试与评估；
10.(3)从交流测、直流侧以及敏感负荷进行抗晃电策略的研究，包括但不限于串联型、并联型、线圈类、厂务类等策略对装置重要设备抗晃电策略研究；
11.(4)对重要设备抗晃电策略中应用到的dvr进行选型；
12.(5)分析测试与评估动态电压恢复器dvr在提高设备抗晃电能力中的有效性。
13.本发明的实施方式具有如下优点：
14.(1)本发明国内外首次结合过程参数免疫时间pit，搭建了电网-机泵负荷一体化模型，研究了其敏感负荷耐受力以及工艺保护值与电压暂降深度与电压暂降时间的关系。
15.(2)将模型内所有机泵的临界暂降时间进行纵向对比，以临界暂降最短的时间作为整个系统稳定运行的快速切换时间，根据铭牌参数计算出负荷侧所需的容量及电流值，并根据切除时间、电流和容量需求对所需动态电压恢复器dvr进行选型。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
17.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
18.图1是根据本发明的一种基于pit的dvr参数设计方法流程图。
19.图2是根据本发明的一种基于pit的电网-机泵负荷一体化模型设计原理图。在模型中搭建出相应电压等级母线及其出线、动态电压恢复器dvr、电动机还有其所带的泵类负载，将泵类负载按离心泵、风机这种类别进行分类。
具体实施方式
20.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.如图2所示，本发明提供了一种基于pit的电网-机泵负荷一体化模型，包括相应电压等级母线及其出线、动态电压恢复器dvr、电动机还有其所带的泵类负载。
22.根据上述装置，如图1和图2所示，在本发明中提供了一种基于pit的动态电压恢复器 dvr进行参数设定与选型的方法，其包括以下步骤：
23.(1)收集系统内线路、机泵的各项参数；
24.(2)电网-机泵负荷一体化模型搭建；
25.(3)抗晃电能力测试并统计所有机泵在不同电压跌落深度下的临界暂降时间；
26.(4)将模型内所有机泵的临界暂降时间进行纵向对比，以临界暂降最短的时间作为整个系统稳定运行的临界切除时间，根据铭牌参数计算出负荷侧所需的容量及电流值，并根据切除时间、电流和容量需求多所需动态电压恢复器dvr进行选型；
27.(5)搭建加入dvr后的仿真模型，对比电压跌落时间较治理前是否缩短来验证抗晃电策略的有效性。
28.该方法国内外首次结合pit技术，提供动态电压恢复器dvr进行参数设定与选型的方法。其能够有效确定整个系统稳定运行的临界切除时间，根据根据敏感设备的功率选用相应dvr 进行治理，提高装置重要设备抗晃电耐受能力，实现环境协调、安全增产。
29.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种基于pit的dvr参数设计方法，其特征在于：结合化工企业的电网特性、供电需求和重要设备铭牌参数搭建电磁暂态一体化模型，分析评估化工装置的抗晃电耐受能力，确定治理装置dvr参数并分析评估其有效性，为化工生产过程抗晃电能力的提升提供技术支撑。2.根据权利要求1所述的电磁暂态一体化模型，其特征在于：电网-机泵负荷一体化模型以电压暂降深度为输入量，以电压暂降及工艺保护值的临界时间为参考，得到整个化工装置的过程免疫时间。3.一种电网-机泵负荷一体化模型，其特征在于：包括系统内所有电压等级的母线及其出线、电机及敏感负荷的电磁暂态模型，可检测出电网、感应电机负荷以及泵类负载的电压、有功功率、无功功率等电气参数以及扬程、流量等工艺参数。

技术总结
本发明公开了一种基于PIT的DVR参数设计方法。本发明通过搭建电压暂降耐受能力评估平台，建立电网-机泵-负荷一体化模型，研究了其敏感负荷耐受力以及工艺保护值与电压暂降深度与电压暂降时间的关系，将模型内所有机泵的临界暂降时间进行纵向对比，以临界暂降最短的时间作为整个系统稳定运行的临界切除时间，根据铭牌数据计算出负荷侧所需的容量及电流值，并根据切除时间、电流和容量需求对所需动态电压恢复器DVR进行选型。压恢复器DVR进行选型。压恢复器DVR进行选型。


技术研发人员：康忠健 刘佳萱 孙翼森
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/3/8