变压器节能降损适应性评估方法技术

本发明专利技术公开了一种变压器节能降损适应性评估方法。传统变压器全寿命周期成本计算中对于负载、运行时间均采用估计值或平均值，忽略重载或负荷高峰时所造成的额外损耗；同时对运行中产生的操作损耗及环网损耗一般忽略，造成变压器损耗的漏算。本发明专利技术采用经济指标及节能指标分级评估作为变压器适应性评估手段，对于变压器损耗以小时为时间窗提出改进的分项损耗计算方法，以年为综合指标评价时间窗，形成一种从节能降损角度评估变压器运行适应性的二维方法。本发明专利技术考虑了变压器非参数特征对安全损耗的修正，采用小时为时间窗提高了周期成本、损耗的计算精度，从经济、节能二维标准对变压器适应性进行评价。

Transformer, energy saving, loss reduction, adaptability, evaluation method

The invention discloses a method for evaluating the energy saving and loss reduction adaptability of a transformer. The traditional transformer life cycle cost calculation for the load and running time are used to estimate value or average value, ignoring the additional loss caused by heavy load or peak load; at the same time generally ignore the loss of operating losses and the ring generated during the operation, resulting in loss of transformer leakage calculation. The invention adopts the economic index and energy index grading assessment as the adaptability evaluation method for transformer, transformer loss hourly time window calculation method is proposed to improve the partial loss, as the comprehensive evaluation index of time window, the formation of a reduction from the perspective of energy saving evaluation method of two-dimensional adaptive transformer operation. The invention considers the characteristics of non parametric transformer loss correction to the safety, improve the calculation accuracy of the hour cycle cost, loss of time window, to evaluate the adaptability of the transformer from the standard two-dimensional economic and energy-saving.

【技术实现步骤摘要】
变压器节能降损适应性评估方法
本专利技术涉及变压器节能评估、容量规划领域，具体地说是一种从节能降损角度综合评估变压器运行适应性情况的方法。
技术介绍
目前，公知的变压器经济性评价一般单从其全周期成本来看，以LCC方法(全寿命周期成本)为例，其以周期成本低为唯一目标，将出现以下问题：同样能满足一个供区供电要求，一个周期成本较高、但是能耗较低新型变压器与一个周期成本较低、但是损耗较高的变压器，在考虑我国节能减排，需有效抑制碳排放量的背景下，选择困难。依照传统对电力设备的经济性评价方法：1.非可见参数对能耗的影响均采用估计值或者是平均值，没有量化方案；2.单一成本指标将有可能导致对低价、高耗的变压器具有更高的评价，而具备新技术的低耗能、优结构的高价变压器被淘汰。此外，传统变压器全寿命周期成本计算中对于负载、运行时间均采用估计值或平均值，忽略重载或负荷高峰时所造成的额外损耗；同时对运行中产生的操作损耗及环网损耗一般忽略，造成变压器损耗的漏算。其统计跨度在全寿命周期(一般为20年)，电费、电量、也一般采用均值，对于日后形成较为完善的电力市场来说，可能出现计算偏离实际较多的情况。
技术实现思路
为克服传统变压器评价方法由于时间窗过长导致的概数、平均过多，非参数信息被忽略，节能性能在评价中遭到淹没的缺陷，本专利技术提供一种变压器节能降损适应性评估方法，该方法的时间窗以小时为单位，统计跨度为全年，建立完善细化的损耗模型及节能角度的评价二维指标，以解决对变压器适应性的评价问题。为此，本专利技术采用如下的技术方案：变压器节能降损适应性评估方法，其特征在于，采用经济指标及节能指标分级评估作为变压器适应性评估手段，对于变压器损耗以小时为时间窗提出改进的分项损耗计算方法，以年为综合指标评价时间窗，形成一种从节能降损角度评估变压器运行适应性的二维方法。进一步地，所述经济指标采用的评估模型为：上式中，ηi为经济指标，表示成本量对利润占比；CIi为变压器一次性费用折至第i年的折旧成本，CMi为第i年例行维护成本，CDi为报废成本平摊至第i年，Cg为基础上网电费，Cp为单位电价平均利润，HΔ,HC,Hcr分别为变压器运行损耗、环流损耗及安全损耗，∑H表示变压器用电总量，COi为第i年运行成本；所述节能指标采用的评估模型为：其中，ηloss为节能指标，表示整体损耗费用占利润的比例；Cg为基础上网电费，Cp为单位电价平均利润，HΔ,HC,Hcr分别为变压器运行损耗、环流损耗及安全损耗，∑H表示变压器用电总量，COi为第i年运行成本；以计算得到的ηi，ηloss为横坐标，适应性等级为纵坐标，绘制得到二维的变压器适应性分级依据图，按照变压器适应性分级依据图对变压器适应性进行评价，适应性等级越低，表示适应性越好。进一步地，所述变压器运行损耗的计算公式如下：上式中，HΔ为一年内变压器铁损、铜损综合损耗电量，P0为空载有功损耗，K为无功当量，指单位无功损耗引起的有功损耗，Q0为空载无功损耗，T为全年运行小时数；f(t)＝S表示变压器负荷功率在一天内的变化函数，t为最小时间单位，此处为1小时；Pk、Qk分别为额定短路有功、无功损耗，Se为变压器额定容量。进一步地，所述变压器安全损耗的计算公式如下：式中，f(t)＝S为变压器负荷功率在一天内的变化函数，t为最小时间单位，此处为1小时；α为负荷损失价值系数，代表损失负荷的赔偿比例；λ为安全性损失代价系数；Cf/Ce为维修费用与电力上网费用之比，将维修费用折算至电量损失，T为全年运行小时数，P′cr为修正后的故障概率，Se为变压器额定容量。进一步地，变压器基础故障率采用如下表达：上式中，Pcr为故障概率，其为在同一供区内，过去长时期故障容量总量与故障处理时间的积，比上全部容量与总时间的积；m为故障的变压器数量；n为供区内变压器数量；Si为单座变压器容量；tcr为单台故障处理时间；T为总时间；综合考虑故障概率影响因素，采用模糊离散化方式将相关因素量化，采用BP神经网络方法对综合概率进行修正，采用matlab中newff函数用作神经网络计算，输入向量为分别表示基础概率、接缝紧密度、毛刺、噪声、监测量、内部改善；输出量为修正的故障概率P'cr，样本侧取得采用在局部放电监测中针对新旧变压器相关属性及故障概率进行确定。P'cr＝fbp(Pcr,Gf,Mc,Nr,Oon,Iin)，其中fbp代表经样本训练后采用BP神经网络计算方式修正函数。进一步地，所述变压器环流损耗的计算公式如下：上式中，IC代表二次侧电磁环流，UC表示二次侧母线电压，HC表示环流功率损耗电量，Tj表示合环时间，由于影响环流的负荷情况是变化量，对其离散情况进行积分。进一步地，二次侧电磁环流的计算公式如下：IC＝|UMV1-UMV2|∞/(Zk1+Zk2)，上式中，UMV1、UMV2代表两台变压器的二次侧电压，Zk1、Zk2为两台变压器的阻抗电压值。进一步地，所述变压器二次侧电压的相关计算公式如下：ε％＝F(t)＝f(t)/Se·(UR％·cosφ+Ux％·sinφ)UMV＝U0·(k0/k')·(1-ε％)上式中，ε％为电压调整率，f(t)＝S为变压器负荷功率在一天内的变化函数，UR％为电阻电压百分数，Ux％为电抗电压百分数，Se为变压器额定容量，If为相应分接头下对应的电流值，cosφ为功率因数，φ表示功角，Zk为阻抗电压值，U0为额定电压，UMV为二次侧实际输出电压值，k0为额定变比，k'为实际变比。进一步地，所述的变压器适应性分级依据图中，等级在0-1之间评定为A级，对于节能指标表示对工况下节能适应性极好，能耗占比极低，对于经济指标来说，表示经济适应性极高；等级在1-2之间评定为B级，对于节能指标表示对工况下节能适应性较好，能耗占比较低，对于经济指标来说，表示经济适应性较高；等级在2-3之间评定为C级，对于节能指标表示对工况下节能适应性一般，对于经济指标来说，表示经济适应性一般；等级在3-4之间评定为D级，对于节能指标表示对工况下节能适应性较低，在选型的各个方面存在至少一项对节能性能有不利影响的情况，对于经济指标来说，表示经济适应性较低；等级在4-6之间评定为E级，对于节能指标或经济指标来说，表示有几项对相关指标具有不利影响的情况；等级在6以上评定为F级，对于节能指标或经济指标来说，损耗明显大于可接受范围，耗损及成本占比极高，可能存在危害变压器正常运行的情况或容量与负载严重不符。工程应用中，A级表示适应性非常好，是合理优选的情况；B级表示中等偏上的合理方案；C级表示该变压器选型或评测基本负荷运行要求，使用负荷经济性或节能性；D级表示运行中出现了影响经济性或节能性的问题，需要研究改善运行条件，但可以勉强接受运行结果；E级表示运行变压器已出现了较大运行问题，虽在继续运行但是需要严格监控排除问题，并及时检修维护，若是变压器规划需重新选型；F级表示经济性或节能性已经超出了运行可接收条件，运行的变压器应及时安排更换，变压器规划需重新选型。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：考虑了变压器非参数特征对安全损耗的修正，采用小时为时间窗提高了周期成本、损耗的计算精度，从经济、节能二维标准对变压器适应性进行评价，对现有变压器及变压器规划选型提供了节能适应性评估依据本文档来自技高网...

【技术保护点】
变压器节能降损适应性评估方法，其特征在于，采用经济指标及节能指标分级评估作为变压器适应性评估手段，对于变压器损耗以小时为时间窗提出改进的分项损耗计算方法，以年为综合指标评价时间窗，形成一种从节能降损角度评估变压器运行适应性的二维方法。

【技术特征摘要】
1.变压器节能降损适应性评估方法，其特征在于，采用经济指标及节能指标分级评估作为变压器适应性评估手段，对于变压器损耗以小时为时间窗提出改进的分项损耗计算方法，以年为综合指标评价时间窗，形成一种从节能降损角度评估变压器运行适应性的二维方法。2.根据权利要求1所述的变压器节能降损适应性评估方法，其特征在于，所述经济指标采用的评估模型为：上式中，ηi为经济指标，表示成本量对利润占比；CIi为变压器一次性费用折至第i年的折旧成本，CMi为第i年例行维护成本，CDi为报废成本平摊至第i年，Cg为基础上网电费，Cp为单位电价平均利润，HΔ,HC,Hcr分别为变压器运行损耗、环流损耗及安全损耗，∑H表示变压器用电总量，COi为第i年运行成本；所述节能指标采用的评估模型为：其中，ηloss为节能指标，表示整体损耗费用占利润的比例；Cg为基础上网电费，Cp为单位电价平均利润，HΔ,HC,Hcr分别为变压器运行损耗、环流损耗及安全损耗，∑H表示变压器用电总量，COi为第i年运行成本；以计算得到的ηi，ηloss为横坐标，适应性等级为纵坐标，绘制得到二维的变压器适应性分级依据图，按照变压器适应性分级依据图对变压器适应性进行评价，适应性等级越低，表示适应性越好。3.根据权利要求2所述的变压器节能降损适应性评估方法，其特征在于，所述变压器运行损耗的计算公式如下：上式中，HΔ为一年内变压器铁损、铜损综合损耗电量，P0为空载有功损耗，K为无功当量，指单位无功损耗引起的有功损耗，Q0为空载无功损耗，T为全年运行小时数；f(t)＝S表示变压器负荷功率在一天内的变化函数，t为最小时间单位，此处为1小时；Pk、Qk分别为额定短路有功、无功损耗，Se为变压器额定容量。4.根据权利要求2所述的变压器节能降损适应性评估方法，其特征在于，所述变压器安全损耗的计算公式如下：式中，f(t)＝S为变压器负荷功率在一天内的变化函数，t为最小时间单位，此处为1小时；α为负荷损失价值系数，代表损失负荷的赔偿比例；λ为安全性损失代价系数；Cf/Ce为维修费用与电力上网费用之比，将维修费用折算至电量损失，T为全年运行小时数，P′cr为修正后的故障概率，Se为变压器额定容量。5.根据权利要求4所述的变压器节能降损适应性评估方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曦冉，何英静，来聪，章敏捷，沈舒仪，但扬清，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司经济技术研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33