[发明专利]基于需求侧响应影响的变压器健康水平评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力设备健康状态的评价方法，尤其涉及一种基于需求侧响应影响的变压器健康水平评价方法。

背景技术

电力变压器是输变电系统的枢纽设备，是电网中能量转换、传输的核心。目前国内变压器使用寿命一般在25～30年，而国外变压器的使用寿命往往超过30年。随着变压器运行年限的增大，变压器不断老化，各种电气性能不断降低，故障率也逐渐增大，此外由于各种原因变压器提前退役的现象也比较普遍，这给电网造成了较大经济损失；电力变压器健康水平受自身质量、检修维护、环境负荷等因素的综合影响，而需求侧响应计划是电网削峰填谷的重要举措，需求侧响应的大面积推广必将降低电网峰值供电负荷，有效缓解供电压力，从而延长电力设备寿命、降低维修成本、降低电网扩容投资等，具有较好的经济和社会效益。

现有技术中，对于变压器的健康水平评估均基于健康水平指数法，比如专利201210325930.5发明了一种油浸式变压器状态评估方法，其利用变压器的理论健康指数HI1和试验健康指数HI2，获取状态评估指数HI用于评估变压器的健康状态；专利201610220791.8发明了一种变压器寿命评估方法，该方法通过构建变压器剩余寿命特征参量指标体系，并确定各个指标的权重进行设备寿命评估，然而，现有的变压器的健康水平的评估方法均没有考虑到需求侧响应的影响，从而导致最终的评估状态精确性差，而且不利于电网的调控。

因此，亟需提出一种新的变压器的健康水平的评价方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于需求侧响应影响的变压器健康水平评价方法，能够综合考虑变压器自身以及需求侧的影响，准确得出变压器的健康水平指数，利于对变压器的健康状态进行准确评估，而且利于电网的调控，进而为有效延长变压器的寿命、降低维修成本以及降低电网扩容投资提供有力保证。

本发明提供的一种基于需求侧响应影响的变压器健康水平评价方法，包括如下步骤：

S1.建立变压器负荷率-负荷系数关系表以及环境恶劣等级-环境系数关系表；

S2.获取基于需求侧响应影响的变压器负荷率，且获取当前变压器所处的环境恶劣等级；

S3.查找负荷率-负荷系数关系表以及环境恶劣等级-环境系数关系表，确定变压器的负荷系数以及环境系数；

S4.由环境系数和负荷系数计算变压器的预期寿命，并且根据变压器的预期寿命求解变压器的老化系数；

S5.根据变压器的老化系数求解变压器的健康水平指数，且变压器的健康水平指数越小则表明变压器的健康状态越好。

进一步，步骤S2中，基于需求侧响应影响的变压器负荷率通过如下步骤获得：

S21.建立电力设备的基于需求侧响应影响的负荷模型，基于该负荷模型计算基于需求侧响应的变压器的平均负荷

S22.获取变压器的额定容量S_n；

S22.由基于需求侧响应的变压器的平均负荷以及变压器的而定容量求解基 于需求侧响应的变压器负荷率β：

进一步，步骤S21中，基于需求侧响应的变压器的平均负荷通过如下步骤求解：

S210.基于需求侧响应影响的负荷模型为：

其中，d(i)为第i时刻基于需求侧响应影响的电力需求，d₀(i)为第i时刻的初始电力需求，p(i)和p(j)分别为第i时刻和第j时刻的基于需求侧响应影响的电价，p₀(i)和p₀(j)分别为第i时刻和第j时刻的初始电价，e(i,i)为自弹性系数，e(i,j)为第i时刻和第j时刻交叉弹性系数；

S211.根据基于需求侧响应影响的电力需求d(i)计算基于需求侧响应的变压器的平均负荷

其中，n为采样时刻的总数。

进一步，步骤S4中，根据如下公式计算变压器的预期运行寿命T_f：

其中，T_d为变压器的设计寿命，f_L为负荷系数；f_E为环境系数。

进一步，步骤S4中，根据如下公式计算变压器的老化系数B：

其中：T_f为变压器预期运行寿命；E_t为变压器更新时的最终健康水平指数；E₀为设备初始健康水平指数。

进一步，变压器的健康水平指数E通过如下公式计算：