[发明专利]一种配电变压器经济运行控制方法

说明书

技术领域    

    本发明涉及一种配电变压器经济运行的控制方法，属配电变压器运行技术领域。

背景技术    

变压器在电力系统中承担着传输电能的作用，变压器是应用广泛的电气设备之一。一般来说，从发电、供电一直到用电需要经过3~5次变压过程，根据国内外的统计数字，运行变压器的容量通常是发电容量的4~7倍，是运行电机容量的5~8倍，变压器在变压和传递功率的过程中，自身要产生有功和无功损耗，变压器虽然在电气设备中是属于效率最高的设备之一，然而由于变压器的总台数多、总容量大，在电力系统中的各种电气设备（包括发电机、变压器、电力线路、电动机等）中，变压器损耗约占电力系统线损50%左右，而在农电系统中要占到60-70%，其总的电能损耗已约占发电量的10％左右。这对于全国来说，意味着全年变压器总的经济损耗相当于一个较大电力系统的发电量。因此，设法降低变压器电能损耗，已成为变压器制造厂商和发、供、用电部门共同关注的问题。

降低变压器电能损耗的主要途径有两个方面，一是对高能耗变压器进行更新与改造、开发节能变压器以降低变压器自身的总损耗，二是实行变压器的经济运行以提高变压器的运行效率。前几年，经过全国上下的城市电网、农村电网改造工程，供、用电部门已经基本上更换了陈旧的高能耗变压器。但是，目前我国大部分供、用电单位的变压器仍在自然状态下运行，没有采用经济运行方式。导致这一现象的原因不仅仅在于不正确传统观念的影响，也在于不合理的变压器容量电价制度的制约。根据一些实例和多方面的科学分析可知，如果全面开展变压器经济运行，至少可以节约总用电量的1%以上。因此，如果全面推行变压器经济运行，不用投资或只用少量投资，全国每年就可以节电100多亿kWh的电量，开展变压器经济运行具有极其重要的现实意义。

变压器的经济运行计算是基于变压器的技术参数进行的，而变压器由于长时间的运行，设备老化和多次维修的原因，实际参数较铭牌给定的参数有较大变化。为解决目前变压器经济运行分析中参数不准的问题，一种可行的方法是实时测量变压器有功、无功、电压等数据，通过曲线拟合计算，对变压器参数和功率损耗负载曲线进行校核，得到符合实际情况的变压器运行特性。

实现变压器的合理运行，不仅要考虑经济因素，使得功率损耗最小，更要考虑电网的安全和供电可靠性。由于变压器所带的负荷是不断变化的，按照变压器经济运行理论确定的变压器运行方式不可避免要进行频繁的切换，单纯从经济角度考虑，虽然可以节省一些电量，但是频繁的操作对设备的寿命和系统的安全造成威胁，影响系统的可靠性。因此如何制定合理的控制策略，最大限度减少变压器操作次数，是能否成功实现变压器经济运行的关键。

发明内容    

本发明的目的在于提供一种合理的基于实际变压器参数的配电变压器经济运行的控制方法，该控制方法简单、快速，可以有效的控制倒闸操作次数且达到可观的节电效果。

本方法采用负荷预测及变压器实际参数相结合的方法，在考虑电网安全以及避免变压器、开关等电力设备频繁操作的同时，规定一天内的变压器动作次数内以变压器实际参数计算的综合功率损耗最小为目标函数寻找出最优的变压器运行方式。

本发明方法根据日负荷预测，得出整个台区的日负荷曲线；利用变压器实时负荷数据，以最小二乘法逼近的外推法进行曲线拟合计算，得到变压器实际参数和功率损耗特性曲线；并在变压器经济运行的原理基础上，将一天24小时分为多个时段，每个时段选取一种运行方式，并以一天内变压器的损耗电量最小为目标函数，得出这一天内的变压器最优运行方式。

本发明配电变压器经济运行的控制方法包括下述步骤：

（1）系统实时采集变压器一次、二次侧有功功率P₁，P₂，无功功率Q₁，Q₂，每间隔一段时间一个点的记录，记录日负荷曲线；

（2）调用历史日负荷曲线，利用相似日法进行负荷预测；

（3）由                                               ，即可通过实测数据得到当天对应的（ΔP，β）和（ΔQ，β）的两组数据，并用最小二乘法逼近的外推法拟合变压器的实际参数；

（4）根据变压器实际参数及变压器额定容量计算各运行方式下变压器所允许的最大容量；

（5）令投切时间点i=1;