[发明专利]一种考虑气象要素的变压器负荷分析方法

说明书

本发明公开了一种考虑气象要素的变压器负荷分析方法，属于高压电力设备技术领域，主要包括以下步骤：(1)归一化处理气温、湿度和天气类型三个气象要素；(2)求解变压器日平均负荷变化率；(3)建立变压器加权负荷分析模型；(4)建立考虑气象要素的变压器负荷分析模型；(5)建立变压器负荷分析方法的参数优化模型。该方法充分考虑气温、湿度和天气类型三个气象要素，并基于变压器日内负荷平均变化率和点间负荷平均变化率模型，提出了一种变压器负荷分析方法，有效提高了变压器负荷计算精度，为变压器经济运行及其防尘网格栅尺寸设计提供了理论依据，避免了变压器处于轻载和过载两种不利状况。

技术领域

本发明涉及高压电力设备技术领域，具体涉及一种考虑气象要素的变压器负荷分析方法。

背景技术：

随着经济的高速发展，全社会对供电可靠性提出了越来越高的要求。为了满足经济增长，电力系统规模日益扩大，形成了以特高压电网为骨干网架的坚强电网。变压器作为电力系统中的关键设备，其工作状况直接影响电力系统的稳定性。电力变压器运行过程中存在轻载和过载两种不利情况，当电力变压器处于轻载状态时，输送的电能大部分用于线路损耗，不经济实用；当电力变压器处于过载时，变压器绕组、铁心发热严重，影响变压器使用寿命，如果能研究一种变压器负荷分析方法，提前分析负荷，即可根据负荷大小及时制定相应的措施，避免变压器处于轻载和过载两种不利状态。

针对变压器负荷的分析方法已有很多，主要包括回归分析法、时间序列法、负荷求导法、指数平滑法、神经网络、支持向量机、模糊理论等方法，这些方法一般是基于变压器历史负荷数据，未充分考虑气象因素，但实际上气象因素在变压器负荷中占据了一定比例，尤其在夏季，因此不能直接忽略，否则会影响计算精度，基于上述分析可知该领域亟需研究一种考虑气象要素的适用于变压器负荷的分析方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑气象要素的变压器负荷分析方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷，该方法充分考虑气温、湿度和天气类型三个气象要素，并基于变压器日内负荷平均变化率和点间负荷平均变化率模型，提出了一种变压器负荷分析方法，提高了负荷计算精度，为变压器经济运行提供了理论依据。

一种考虑气象要素的变压器负荷分析方法，包括以下步骤：

步骤(1)：根据气象历史数据，对气温、湿度和天气类型三个气象要素进行归一化处理；

步骤(2)：根据变压器历史负荷数据，求解变压器日内平均负荷变化率和点间平均负荷变化率；

步骤(3)：根据变压器日内负荷平均变化率和点间负荷平均变化率模型，建立变压器加权负荷分析模型；

步骤(4)：基于气温、湿度和天气类型三个气象要素，建立考虑气象要素的变压器负荷分析模型；

步骤(5)：基于最小二乘法的思想，建立考虑气象要素的变压器负荷分析方法的参数优化模型，求解得到最优参数后，代入分析模型中，即可实现变压器负荷分析。

优选的，所述步骤(1)具体为：

根据各类气象要素对变压器负荷大小的影响，研究气温、湿度和天气类型三个要素，为保证各要素的统一性，需进行归一化处理，气温要素的归一化模型为：

式中，Ts_i(t)表示变压器所在区域第i天第t时刻的气温实际值，Tg_i(t)表示变压器所在区域第i天第t时刻的气温归一化值，max[Ts_i(t)]表示变压器所在区域第t时刻历史最高气温，min[Ts_i(t)]变压器所在区域第t时刻历史最低气温，C_T表示气温归一化系数，一般取值0.05～0.45。

根据气温要素归一化模型，同理可得湿度要素归一化模型：