一种变压器转移负荷的控制方法技术

本技术方案提供了一种变压器转移负荷的控制方法，所述方法用于控制220KV变压器向110KV变压器转移负荷，所述方法包括，预测第t时段的220KV变压器油温变化量Δθ(t)，建立目标函数，利用目标算法计算目标函数求出最优解。对变压器的油温进行预测，建立变压器转移负荷的目标函数，并求目标函数的最优解，基于所述最优解控制220KV变压器转移负荷。与现有技术相比，基于变压器的预测油温进行负荷转移，避免了油温与变压器内部组件达到稳定前变压器内部组件温度过高造成的安全隐患，提高了变压器运行的安全性。

Control method for transformer transfer load

The technical scheme provides a transformer load transfer control method, the method for controlling the load transfer to the 220KV transformer 110KV transformer, the method comprises 220KV transformer oil temperature variation of delta theta t forecast period (T), the objective function is established, using the target algorithm to calculate the objective function to find the optimal solution. The oil temperature of transformer is predicted, the objective function of transformer transfer load is set up, and the optimal solution of objective function is obtained. The transfer load of 220KV transformer is controlled based on the optimal solution. Compared with the prior art, the temperature of transformer oil based on the prediction of load transfer, avoid the transformer oil temperature and internal components to safety before the internal components caused by the high temperature of the transformer, improves the safety of transformer operation.

【技术实现步骤摘要】
一种变压器转移负荷的控制方法
本专利技术涉及配电网优化
，具体地说，涉及一种变压器转移负荷的控制方法。
技术介绍
变压器油是石油的一种分馏产物，它的主要成分是烷烃,环烷族饱和烃，芳香族不饱和烃等化合物。变压器油具有散热作用，变压器油的比热大，常用作冷却剂。变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过散热器散出，保证变压器正常运行。现有技术中，常使用变压器油温来指示变压器的温度，当变压器温度过高时，可将油温较高的变压器的负荷向油温较低的变压器转移，从而降低变压器油温。然而，当变压器内部的组件例如绕组或铁芯温度升高时，变压器的油温并不会立即升高，变压器的油温与变压器内部组件的温度达到稳定需要一定的延时，因此若测得变压器油温过高时再进行负荷的转移，变压器内部的组件温度可能已经过高，存在安全隐患。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种变压器转移负荷的控制方法，对变压器的油温进行预测，建立变压器转移负荷的目标函数，并求目标函数的最优解，实现对变压器负荷的转移。与现有技术相比，基于变压器的预测油温进行负荷转移，避免了油温与变压器内部组件达到稳定前变压器内部组件温度过高造成的安全隐患，提高了变压器运行的安全性。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种变压器转移负荷的控制方法，所述方法用于控制220KV变压器向110KV变压器转移负荷，所述方法包括：预测第t时段的220KV变压器油温变化量Δθ(t)，ΔP(t)为220KV变压器在第t时段的功率增量，Δθ(t)＝A(t)ΔP(t)+b(t)；建立目标函数：为第t时段优化后110KV线路开关j的状态，0表示开关是拉开状态，1表示开关是运行状态；为第t时段优化前110KV线路开关的状态；第t个时段的始端时刻为当前时刻，即t-1时刻，第t个时段的末端时刻为未来时刻，即t时刻；Ns表示总的110KV线路开关个数；A(t)为第t时段NT台220KV变压器温度变化量函数的1×NT阶斜率向量，diag[A(t)]表示把列向量A(t)变成对角矩阵；θ(t)和b(t)为第t时段监控系统获取的当前时刻变压器油温及所述220KV变压器油温变化量Δθ(t)系数的NT×1阶向量，PGmax和θmax为220KV变压器的最大功率和上层油温允许值的NT×1阶向量；为在时段t时与第i个220KV变压器与110KV线路开关存在拓扑关系的负荷系数行向量，St为开关状态列向量；利用目标算法计算所述目标函数求出最优解；基于所述最优解控制220KV变压器转移负荷。优选地，所述220KV变压器油温变化量Δθ(t)包括自然状态下变压器油温变化量Δθup(t)，式中：Δθa(t)为环境温度变化量，Sn为220KV变压器额定容量；自然状态油温变化率dΔθup(t)/dt＝[Δθup(t)-Δθup(t-1)]/Δt＝[θup(t)-2θup(t-1)+θup(t-2)]/Δt，Δt为相邻时段时间间隔，t-2表示t-1时刻之前一个时间段的时刻，Rath为220KV变压器空气侧的等效热阻，Roth为220KV变压器油侧的等效热阻，Cth为220KV变压器的等值热容，x为油指数，P0为220KV变压器的空载损耗，Pk为220KV变压器的短路损耗。优选地，所述220KV变压器空气侧的等效热阻Rath、所述220KV变压器油侧的等效热阻Roth、所述220KV变压器的等值热容Cth及所述油指数x的计算方法为，分别设x、Rath、Roth、Cth为x1、x2、x3、x4，式(1)中的P(t)、ΔP(t)、Δθa(t)、Δθup(t)、dΔθup(t)/dt可由历史数据算出，分别设为y1、y2、y3、y4、y5，设有n组数据，则第i组为y1(i)、y2(i)、y3(i)、y4(i)、y5(i)，将式子所述变压器油温变化量Δθup(t)的计算公式改写成如下形式：y4＝g1(x1，x2，x3，x4，y1，y2，y3，y5)而实际中由于存在误差，左右并不相等，设误差为w，y1、y2、y3、y4、y5、w为n维列向量，y4＝g1(x1，x2，x3，x4，y1，y2，y3，y5)+w，根据最小二乘法，有Z1＝[y4-g1(x1，x2，x3，x4，y1，y2，y3，y5)]T·[y4-g1(x1，x2，x3，x4，y1，y2，y3，y5)]，y1、y2、y3、y4、y5是由历史统计数据得到，为已知量；x1，x2，x3，x4为未知量，Z1是关于x1，x2，x3，x4的函数，求出Z1取最小值时的x1，x2，x3，x4的取值就为对x、Rath、Roth、Cth的最佳估计。优选地，所述220KV变压器油温变化量Δθ(t)包括人工降温状态下变压器油温变化量Δθdown(t)，式中：Sn为220KV变压器额定容量；自然状态油温变化率dΔθdown(t)/dt＝[Δθdown(t)-Δθdown(t-1)]/Δt＝[θdown(t)-2θdown(t-1)+θdown(t-2)]/Δt，Δt为相邻时段时间间隔，t-2表示t-1时刻之前一个时间段的时刻，Rath为220KV变压器空气侧的等效热阻，Roth为220KV变压器油侧的等效热阻，Cth为220KV变压器的等值热容，x为油指数，P0为220KV变压器的空载损耗，Pk为220KV变压器的短路损耗，冷源的温度变化量Δθi(t)＝θi(t)-θi(t-1)，Rir为人工降温侧的等效热阻，Ca为人工降温侧的等值热容。优选地，所述220KV变压器空气侧的等效热阻Rath、所述220KV变压器油侧的等效热阻Roth、所述220KV变压器的等值热容Cth、所述油指数x、所述人工降温侧的等效热阻Rir及所述人工降温侧的等值热容Ca的计算方法为，分别设x、Rath、Roth、Cth、Ca、Rir为x1，x2，x3，x4，x5，x6，所述人工降温状态下变压器油温变化量Δθdown(t)的计算公式中的P(t)、ΔP(t)、Δθi(t)、Δθdown(t)、dΔθdown(t)/dt、dΔθa(t)/dt可由历史数据算出，分别设为y1、y2、y3、y4、y5、y6，设有n组数据，则第i组为y1(i)、y2(i)、y3(i)、y4(i)、y5(i)、y6(i)，将所述人工降温状态下变压器油温变化量Δθdown(t)的计算公式改写成如下形式：y4＝g2(x1，x2，x3，x4，y1，y2，y3，y5，y6)，而实际中由于存在误差，左右并不相等，设误差为w，y1、y2、y3、y4、y5、y6、w为n维列向量，y4＝g2(x1，x2，x3，x4，y1，y2，y3，y5，y6)+w，根据最小二乘法，有Z2＝[y4-g2(x1，x2，x3，x4，x5，x6，y1，y2，y3，y5，y6)]T·[y4-g2(x1，x2，x3，x4，x5，x6，y1，y2，y3，y5，y6)]，y1、y2、y3、y4、y5、y6是由历史统计数据得到，为已知量；x1，x2，x3，x4、x5、x6为未知量，Z2是关于x1，x2，x3，x4，x5，x6的函数，求出Z2取最小值时的x1，x2，x3，x4，x5，x6的取值就为对x、Rath、Roth、Cth、Ca、Rir的最佳估计。综本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器转移负荷的控制方法，其特征在于，所述方法用于控制220KV变压器向110KV变压器转移负荷，所述方法包括：预测第t时段的220KV变压器油温变化量Δθ(t)，ΔP(t)为220KV变压器在第t时段的功率增量，Δθ(t)＝A(t)ΔP(t)+b(t)；建立目标函数：

【技术特征摘要】
1.一种变压器转移负荷的控制方法，其特征在于，所述方法用于控制220KV变压器向110KV变压器转移负荷，所述方法包括：预测第t时段的220KV变压器油温变化量Δθ(t)，ΔP(t)为220KV变压器在第t时段的功率增量，Δθ(t)＝A(t)ΔP(t)+b(t)；建立目标函数：为第t时段优化后110KV线路开关j的状态，0表示开关是拉开状态，1表示开关是运行状态；为第t时段优化前110KV线路开关的状态；第t个时段的始端时刻为当前时刻，即t-1时刻，第t个时段的末端时刻为未来时刻，即t时刻；Ns表示总的110KV线路开关个数；A(t)为第t时段NT台220KV变压器温度变化量函数的1×NT阶斜率向量，diag[A(t)]表示把列向量A(t)变成对角矩阵；θ(t)和b(t)为第t时段监控系统获取的当前时刻变压器油温及所述220KV变压器油温变化量Δθ(t)系数的NT×1阶向量，PGmax和θmax为220KV变压器的最大功率和上层油温允许值的NT×1阶向量；为在时段t时与第i个220KV变压器与110KV线路开关存在拓扑关系的负荷系数行向量，St为开关状态列向量；利用目标算法计算所述目标函数求出最优解；基于所述最优解控制220KV变压器转移负荷。2.如权利要求1所述的变压器转移负荷的控制方法，其特征在于，所述220KV变压器油温变化量Δθ(t)包括自然状态下变压器油温变化量Δθup(t)，式中：Δθa(t)为环境温度变化量，Sn为220KV变压器额定容量；自然状态油温变化率dΔθup(t)/dt＝[Δθup(t)-Δθup(t-1)]/Δt＝[θup(t)-2θup(t-1)+θup(t-2)]/Δt，Δt为相邻时段时间间隔，t-2表示t-1时刻之前一个时间段的时刻，Rath为220KV变压器空气侧的等效热阻，Roth为220KV变压器油侧的等效热阻，Cth为220KV变压器的等值热容，x为油指数，P0为220KV变压器的空载损耗，Pk为220KV变压器的短路损耗。3.如权利要求2所述的变压器转移负荷的控制方法，其特征在于，所述220KV变压器空气侧的等效热阻Rath、所述220KV变压器油侧的等效热阻Roth、所述220KV变压器的等值热容Cth及所述油指数x的计算方法为，分别设x、Rath、Roth、Cth为x1、x2、x3、x4，式(1)中的P(t)、ΔP(t)、Δθa(t)、Δθup(t)、dΔθup(t)/dt可由历史数据算出，分别设为y1、y2、y3、y4、y5，设有n组数据，则第i组为y1(i)、y2(i)、y3(i)、y4(i)、y5(i)，将式子所述变压器油温变化量Δθup(t)的计算公式改写成如下形式：y4＝g1(x1，x2，x3，x4，y1，y2，y3，y5)而实际中由于存在误差，左右并不相等，设误差为w，y1、y2、y3、y4、y5、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强钢，肖舒严，周念成，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50