专利名称：一种油浸式电力变压器可载性指标的评估方法
技术领域：
本发明属于电力系统器件性能评估技术领域，具体涉及一种油浸式电力变压器可载性指标的评估方法。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，区域负荷增长和旧有电网输变电能力不足的问题日益突出。新增变压器等输变电设施需要巨大的资金，同时建设耗时长，尤其是在大中城市扩建变电站、开辟新的线路走廊都会受到土地资源以及生态环境等问题的制约。与此同时，日常电力生产运行的停电检修、负荷预测失准、停运事故、应急负荷等情况会造成输变电设备的过负荷运行，若设备具有一定过负荷运行的能力，则能够避免设备因过载而损坏，并为调度调整运行方式预留一定的时间。因此，如何充分利用现有输变电设备，如油浸式变压器中客观存在的隐性容量，科学、安全地提高现有设备的变电能力，也成为了电力工作者迫切需要解决的课题。目前针对油浸式变压器可载性评估的理论研究与实践操作都有一些，但仍然有一定的不足。在现有调度运行的规程中，变压器厂商以设备运行温度为约束，给出了环境温度、起始负载率、过负荷运行负载率和允许运行时间之间的参考关系表，用于应对短时过负荷运行的调度运方调整。但是关系表中，各个因素间以区间范围的形式给出，调度策略不够清晰准确，边界处的调 度策略存在�：奈侍�。另一方面，公开号为CN202362089U的中国专利提出了一种变压器过负荷预警系统，其依据油浸式变压器热点温度模型建立了变压器过负荷运行的趋势预报警机制，但是没能给出在不达到上限预警值前能提高的负载率上限值。公开号为CN102879696A的中国专利提出了一种变压器过负荷运行可行性自动判断方法对变压器的过负荷能力进行分析，其仅依靠调度运行的规程中热点温度值与负载率值间的表格关系确定，负载率上限值的获得不够精确和灵活，没能从设备当前的运行状态出发考虑负载率上限值。此外，也少有学者从故障率、经济损益等角度对超铭牌的运行后果进行评估，均未能综合地评估油浸式电力变压器的动态可载能力。以上现有方法对变压器可载性的上限值研究，多依靠变压器运行规程中的允许运行时间与负载率之间的温度约束参考关系表，没能精细地按照设备当前的环境温度、负载率和冷却方式，从多个角度动态地评估下个时间段内特定时间区间的负载率上限值。
发明内容
针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种油浸式电力变压器可载性指标的评估方法，从温度极限约束、故障率约束和经济损益约束三个方面综合评估变压器的可载性，为未来时段的负载率升降策略提供调度依据。一种油浸式电力变压器可载性指标的评估方法，包括如下步骤:(I)获取当前时间段电力变压器的负载率曲线、环境温度曲线以及冷却类型参数；根据所述的负载率曲线确定提升负载率的起始时刻、结束时刻、负载率下限、负载率上限以及扫描间隔；(2)采用负载率逐点扫描法提升电力变压器的负载率，根据所述的负载率曲线、环境温度曲线以及冷却类型参数通过油浸式变压器热点温度模型，拟合出当前时间段电力变压器在各扫描点下对应的热点温度曲线；进而根据预设的热点温度约束值，从各扫描点中确定出关于热点温度的最佳扫描点Dl ；(3)将各扫描点对应的热点温度曲线通过Arrhenius-Weibull-HI (基于健康状态的老化失效)故障率模型进行转换，得到当前时间段电力变压器在各扫描点下对应的故障率离散曲线；进而根据预设的故障率约束值，从各扫描点中确定出关于故障率的最佳扫描点D2 ；(4)计算出各扫描点对应电力变压器在稳态运行时的单位时间运行利润，进而从各扫描点中确定出关于运行利润的最佳扫描点D3 ；(5)从三个扫描点Dl D3对应的三个负载率中取最小值作为电力变压器当前时间段内提升负载率的可载性指标。电力变压器的负载率曲线由调度部门依据历史负载率数据预测获得，电力变压器的环境温度曲线由微型气象站提供，电力变压器的冷却类型参数由电力变压器型号、冷却方式确定。所述的步骤(2)中，采用负载率逐点扫描法提升电力变压器的负载率的方法为:根据扫描间隔对所述的负载率下限至负载率上限的负载率区间进行η等分，得到η+1个扫描点，每个扫描点对应一个负载率；对于任一扫描点，在起始时刻将电力变压器的负载率提升至该扫描点对应的负载率直至结束时刻止；依此遍历所有扫描点，η为大于I的自然数。所述的步骤(2)中，当得到各扫描点对应的热点温度曲线后，根据预设的热点温度约束值，取热点温度曲线不超过热点温度约`束值且对应负载率最大的扫描点为关于热点温度的最佳扫描点Dl。所述的步骤(3)中，对于任一扫描点，通过以下方法将该扫描点对应的热点温度曲线转换为故障率离散曲线:首先将当前时间段平均划分成m个区间时段，m为大于I的自然数；然后根据以下算式计算出当前时间段电力变压器在该扫描点下对应的故障率离散曲线./广1X{t.)= -1-- __
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7=权利要求
1.一种油浸式电力变压器可载性指标的评估方法，包括如下步骤: (1)获取当前时间段电力变压器的负载率曲线、环境温度曲线以及冷却类型参数；根据所述的负载率曲线确定提升负载率的起始时刻、结束时刻、负载率下限、负载率上限以及扫描间隔； (2)采用负载率逐点扫描法提升电力变压器的负载率，根据所述的负载率曲线、环境温度曲线以及冷却类型参数通过油浸式变压器热点温度模型，拟合出当前时间段电力变压器在各扫描点下对应的热点温度曲线；进而根据预设的热点温度约束值，从各扫描点中确定出关于热点温度的最佳扫描点Dl ； (3)将各扫描点对应的热点温度曲线通过Arrhenius-Weibull-HI故障率模型进行转换，得到当前时间段电力变压器在各扫描点下对应的故障率离散曲线；进而根据预设的故障率约束值，从各扫描点中确定出关于故障率的最佳扫描点D2 ； (4)计算出各扫描点对应电力变压器在稳态运行时的单位时间运行利润，进而从各扫描点中确定出关于运行利润的最佳扫描点D3 ； (5)从三个扫描点Dl D3对应的三个负载率中取最小值作为电力变压器当前时间段内提升负载率的可载性指标。
2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于:所述的步骤(2)中，采用负载率逐点扫描法提升电力变压器的负载率的方法为:根据扫描间隔对所述的负载率下限至负载率上限的负载率区间进行η等分,得到η+1个扫描点,每个扫描点对应一个负载率；对于任一扫描点，在起始时刻将电力变压器的负载率提升至该扫描点对应的负载率直至结束时刻止；依此遍历所有扫描点，η 为大于I的自然数。
3.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于:所述的步骤(2)中，当得到各扫描点对应的热点温度曲线后，根据预设的热点温度约束值，取热点温度曲线不超过热点温度约束值且对应负载率最大的扫描点为关于热点温度的最佳扫描点DI。
4.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于:所述的步骤(3)中，对于任一扫描点，通过以下方法将该扫描点对应的热点温度曲线转换为故障率离散曲线:首先将当前时间段平均划分成m个区间时段，m为大于I的自然数；然后根据以下算式计算出当前时间段电力变压器在该扫描点下对应的故障率离散曲线；/γ~ι 雄)=-色--—T-^-— Lr\ *L“.Ua Iυa I e —I V e —I J /=1
5.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于:所述的步骤(3)中，当得到各扫描点对应的故障率离散曲线后，根据预设的故障率约束值，取故障率离散曲线不超过故障率约束值且对应负载率最大的扫描点为关于故障率的最佳扫描点D 2。
6.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于:所述的步骤(4)中，对于任一扫描点，根据以下公式计算该扫描点对应电力变压器在稳态运行时的单位时间运行利润: Bprofit — R-Clifg-Cp 其中=Bprafit为该扫描点对应电力变压器在稳态运行时的单位时间运行利润，R为该扫描点对应电力变压器在稳态运行时的单位时间电费收益，Clife为该扫描点对应电力变压器在稳态运行时的单位时间寿命损耗成本，Cp为该扫描点对应电力变压器在稳态运行时的单位时间阻抗损耗成本。
7.根据权利要求6所述的评估方法，其特征在于:所述的单位时间电费收益R根据以下算式求得:
8.根据权利要求6所述的评估方法，其特征在于:所述的单位时间寿命损耗成本Clife根据以下算式求得:
9.根据权利要求6所述的评估方法，其特征在于:所述的单位时间阻抗损耗成本Cp根据以下算式求得:Cp = (P0+K2.Pk) -Pin-T 其中:κ为该扫描点对应的负载率，T为单位时间，P0和Pk分别为电力变压器的空载损耗和负载损耗，Pin为电力变压器所属电网公司的上网电价。
10.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于:所述的步骤(4)中，当得到各扫描点对应的单位时间运行利润后，取单位时间运行利润大于零且对应负载率最大的扫描点为关于运行利润的最佳扫描 点D3。
全文摘要
本发明公开了一种油浸式电力变压器可载性指标的评估方法，其从温度极限约束、故障率约束和经济损益约束三个方面来探讨油浸式变压器在未来时间段的带负载能力。在温度极限约束方面，本发明采用了预测的负载率、环境温度来评估满足安全运行时间的最大负载率，克服了现有调度运行的规程中只能给出过负荷负载率建议区间的不足，解决了边界处的策略�：侍猓辉诠收下试际矫妫痉⒚魈岢隽舜由璞阜⑸收细怕实慕嵌仍际璞傅拇胤龋谔嵘涸芈实耐币苍し懒舜由璞讣兜贾鹿收贤Ｔ撕偷缤呓獾姆⑸辉诰盟鹨嬖际矫妫痉⒚髟诖持豢悸堑绶咽找�、阻抗损耗成本的基础上，添加了寿命损耗成本的核算，使损益计算更适合于过负荷运行的过程。
文档编号G01R31/00GK103245857SQ20131014455
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月23日 优先权日2013年4月23日
发明者郭创新, 张翔, 张金江, 王力成, 王逸飞 申请人:浙江大学
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