[发明专利]一种基于时间序列法的电容器电容值及其变化趋势预测方法

说明书

本发明涉及电能质量分析技术领域，特别涉及一种基于时间序列法的电容器电容值及其变化趋势预测方法。针对现有技术缺乏对电容器电容值及其变化趋势的有效预测，本发明提供了一种基于时间序列法的电容器电容值及其变化趋势预测方法。本发明通过采集样本数据、建立电容值变化趋势预测模型、建立电容值预测模型并预测电容值实现对电容器电容值及其变化趋势的有效、准确预测。本发明的算法设计考虑较为周全，实施成本较低，预测效果可靠，与电力行业现有的各类电容器均具有良好的适配性，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及电能质量分析技术领域，特别涉及一种基于时间序列法的电容器电容值及其变化趋势预测方法。

背景技术

随着现代工业的发展，换流设备、电弧炉以及不对称负荷等非线性用电设备在直流输电、冶金、化工和电气化铁路等领域得到广泛应用，这些非线性用电设备在运行时会产生大量的无功功率需求，并产生大量谐波注入电网，造成电压波形畸变，电能质量下降。在电力系统与广大电力用户中安装并联电容器是补偿无功功率和滤除谐波最为重要且应用广泛的技术手段。

电力系统中，变电站以及负载处装设的并联电容器如果经常运行在较为恶劣的谐波环境中，其内部绝缘将加速老化，使用寿命大为缩短，并可能引发事故。老化的电容器可能会对谐波电流产生放大，加剧谐波危害，严重时可能产生谐波谐振，使谐波电流放大几倍甚至几十倍，造成过电流和过电压的危险，使电容器和电抗器损伤或烧毁。以大容量集合式电容器为例，如果其内部已有小电容元件故障，尽管基本不影响其工频稳态无功补偿性能，但谐波容易造成其内部故障保护误动作，影响电容器的正常工作。

若能预知电容器的电容值及其变化趋势，便可分辨出电容器是否将要损坏。因此，有必要对电容器电容值及其变化趋势进行预测，以防止电容器突发故障，扩大事故范围。

发明内容

针对现有技术缺乏对电容器电容值及其变化趋势的有效预测，本发明提供了一种基于时间序列法的电容器电容值及其变化趋势预测方法。

本发明的技术方案为：

一种基于时间序列法的电容器电容值及其变化趋势预测方法，包括以下步骤：

(a)采集样本数据

从电容器开始投入运行时刻开始到进行预测的时刻为止，依次将电容器的累积运行时间按照等时间间隔H进行划分，将每一时间间隔H内电容器的平均电容值作为一个样本C_i，其中i＝1,2,…,N，为N为样本容量；将每一样本C_i赋予一个样本时刻T(i)，T(i)＝i，i＝1,2,…,N。

(b)建立电容值变化趋势预测模型

(b-1)计算电容值变化趋势ΔC_N

按照公式1计算T(i)时刻的电容值变化趋势ΔC_i：

ΔC_i＝C_i+1-C_i (1)

公式1中，ΔC_i为T(i)时刻的电容值变化趋势，C_i为T(i)时刻的电容值，C_i+1为T(i+1)时刻的电容值，i＝1,2,…,N；

利用公式1和步骤(a)采集到的样本数据依次计算T(1),T(2),Λ,T(N-1)时刻的电容值变化趋势ΔC₁,ΔC₂,…,ΔC_N-1；

T(N)时刻的电容值变化趋势ΔC_N与前k个时刻的电容值变化趋势有关，见公式2：