本发明专利技术提供了一种配电变压器容量序列等级优化方法，属于电力系统配电变压器领域。首先根据相关现有标准所规定的额定容量自最小容量等级序列开始分组计算，直到变压器平均综合损耗曲线出现明显拐点，发生拐点的容量等级则是该分组容量等级序列的平均综合损耗最小的最佳容量等级，再以下一容量等级为起点，继续进行容量等级序列分组，按照上述步骤依次优化计算，直至出现拐点，选出该组平均综合损耗最小的最佳容量等级。然后依次类推，最终形成优化后的新的容量等级序列。可有效降低配电变压器的初始投资成本，利于电网应急物资和运行物资的储备与调度，降低电网运营成本和发挥整体规模优势，同样也利于配电网主要设备的标准化和规范化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于电力系统配电变压器领域。
技术介绍
在1998年～2000年期间大规模城乡电网改造中，我国大量采用了S9型配电变压器，约占据系统中在役配电变压器的50％～60％。近年来，通过采用新技术、新材料、新结构、新工艺，国内新型节能配电变压器的性能水平不断提升，S11型配电变压器成为新建与改造工程中的主流产品。配电变压器的采购价格因采购规模大小而上下浮动，同容量同规格产品采购数量越大，采购价格越低。 依据国家标准GB/T 6451-2008《油浸式电力变压器技术参数和要求》、GB/T 10228-2008《干式电力变压器技术参数和要求》以及机械行业标准JB/T 3837《变压器类产品型号编制方法》等相关标准的规定，10kV级S11型三相油浸式双绕组无励磁调压配电变压器的容量范围为30～1600kVA，共17个容量等级；10kV级SCB10型三相干式无励磁调压配电变压器的容量范围为30～2500kVA，共18个容量等级。配电变压器容量序列等级较多，不利于电网应急物资和运行物资的储备与调度，不利于降低电网运营成本和发挥整体规模优势，同样也不利于配电网主要设备的标准化和规范化。表1为10kV变压器容量等级序列优化前后容量等级序列中的容量等级数据对比情况。 表110kV变压器容量等级序列优化前后对比 由表1数据可以看出，通过采用配电变压器容量序列等级优化方法进行优化，无论是单相变压器还是三相变压器，无论是油浸式变压器还是干式变压器，既满足具有较好的总体节能效果，又满足负荷及其发展需求，各类变压器容量等级序列中的容量等级数量由12～18个，简化至4～5个，有利于电网应急物资和运行物资的储备与调度，降低电网运营成本和发挥整体规模优势，同样也利于配电网主要设备的标准化和规范化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。城乡电网中的绝大多数配电变压器的负荷都不是均匀不变的，而是呈现出典型的日负荷变化特征或季节性负荷特征。高峰时期台区配电变压器处于满载或过载运行状态，而低谷时期台区配电变压器基本处于空载或轻载状态。配电变压器容量配置并不是正好满足最大负荷需求就是最经济的，而需要根据配电变压器具体技术性能参数进行优化计算，合理配置。 配电变压器自身具有电阻和电感，只要带电运行，存在电磁变化，就存在自身损耗。配电变压器的运行损耗在我国配电网中，尤其是在广大的农村配电网中占据相当比重(约30％～70％)，成为整个配电网损耗的重要组成部分。重点考虑变压器自身的变电运行成本，以满足负荷需求和节能降损为原则，进行配电变压器容量等级序列优化，以便于电网应急物资和运行物资的储备与调度，降低电网运营成本，发挥整体规模优势，有效推动配电网主要设备的标准化和规范化进程。 本专利技术提出了，其特征在于 对同一负荷各平均负载率的情况下，对相近容量等级序列进行优化，依据下式进行优化计算 (其中k＝1，2，3……) (1) Pik＝AVERAGE[P0i+Ktβik2Pki+C(Q0i+Ktβik2Qki)] (2) 式(1)和(2)中 Sn-分组中选定的基准容量； Si-分组中的第i个等级容量； βik-配电变压器容量为Si时相对基准容量Sn各负载率下的折算负载率； βnk-配电变压器容量基准容量Sn时的负载率； Pik-配电变压器容量序列组合中的平均负载率βnk下的变压器平均综合损耗； P0i-配电变压器容量为Si的额定空载有功损耗，单位为kW； Kt-负载波动损耗系数，一般取1.05； Pki-配电变压器容量为Si的额定负载有功损耗，单位为kW； Qki-配电变压器容量为Si的额定空载无功损耗，单位为kvar； C-无功经济当量，kW/kvar；此处无功经济当量取0.1； 针对某种型号的配电变压器进行容量等级序列优化，首先应根据相关现有标准所规定的额定容量自最小容量等级开始分组计算 分组就是自标准容量序列中的最小容量等级开始，一般4～6个为一组，如果计算中发现直到分组中的最大容量等级平均综合损耗曲线也没有出现拐点，可继续增加分组中的容量等级个数。具体计算方法可对(2)式进行分解 其中 Sn为分组中的基准容量等级，设基准容量的负载率为βn； Si为分组的其他容量等级，βi为同样负荷折算到该容量等级的负载率； Pi1＝P0i+Ktβi(0.1)2Pki+k(Q0i+Ktβi(0.1)2Qki) Pi2＝P0i+Ktβi(0.2)2Pki+k(Q0i+Ktβi(0.2)2Qki) ● ● ● Pi＝AVERAGE(Pik) (其中k＝1，2，……) 依据各分组容量等级各负载率下的平均综合损耗，制作各分组容量等级的平均综合损耗曲线，横坐标为容量等级，单位kVA；纵坐标为平均综合损耗，单位为kW。如果平均综合损耗曲线出现明显拐点，发生拐点的容量等级则是该分组容量等级序列的平均综合损耗最小的最佳容量等级，再以拐点的下一容量等级为起点，继续进行容量等级序列分组，按照上述步骤依次优化计算，直至出现拐点，选出该组平均综合损耗最小的最佳容量等级；然后按照以上的分组和优化计算方法，直至计算到标准中规定的最高容量等级，各组中保留的拐点容量等级组成优化后的新的容量等级序列。 其中，将上述方法细化为以下步骤 (1)对标准容量等级由低到高进行分组，以4～6个容量等级为一组，首先确定第一组，以最低容量等级为基准容量等级，可按照式(3)式计算其不同负载率下的负荷大小，其中Sn为分组中选定的基准容量；βnk为配电变压器容量基准容量Sn时的负载率，k＝1，2，3……；Ssjnk为基准容量等级不同负载率下的实际负荷大小 Ssjnk＝βnkSn(3) (2)按照(4)式计算基准容量下不同负载率下的综合损耗及其平均值 Pnk＝AVERAGE[P0n+Ktβnk2Pkn+C(Q0n+Ktβnk2Qkn)] (4) 其中 Pnk-配电变压器容量序列组合中基准容量等级平均负载率βnk下的平均综合损耗； P0n-配电变压器基准容量Sn的额定空载有功损耗，单位为kW； Kt-负载波动损耗系数，一般取1.05； Pkn-配电变压器基准容量Sn的额定负载有功损耗，单位为kW； Qkn-配电变压器基准容量Sn的额定空载无功损耗，单位为kvar； C-无功经济当量，kW/kvar；此处无功经济当量取0.1； (3)计算分组中的比基准容量等级高一容量等级的折算负载率，设分组中比基准容量等级高一等级的容量为Sn+1，则该容量等级相对基准容量等级的折算负载率可按照(5)式计算 (4)按照(6)式计算分组中的比基准容量等级高一容量等级折算负载率下的综合损耗及其平均值 P(n+1)k＝AVERAGE[P0(n+1)+Ktβ(n+1)k2Pk(n+1)+C(Q0(n+1)+Ktβ(n+1)k2Qk(n+1))] (6) 其中 P(n+1)k-配电变压器容量序列组合中比基准容量高一容量等级平均负载率β(n+1)k下的平均综合损耗； P0(n+1)一比配电变压器基准容量高一等级容量Sn+1的额定空载有功损耗本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种配电变压器容量序列等级优化方法，其特征在于：对同一负荷各平均负载率下，对相近容量等级序列进行优化，依据下式进行优化计算：β↓［ｉｋ］＝Ｓ↓［ｎ］／Ｓ↓［ｉ］×β↓［ｎｋ］（其中ｋ＝１，２，３……）（１）＊＝ＡＶＥＲＡＧＥ［Ｐ↓［０ｉ］＋Ｋ↓［ｔ］β↓［ｉｋ］↑［２］Ｐ↓［ｋｉ］＋Ｃ（Ｑ↓［０ｉ］＋Ｋ↓［ｔ］β↓［ｉｋ］↑［２］Ｑ↓［ｋｉ］）］（２）式（１）和（２）中：Ｓ↓［ｎ］－分组中选定的基准容量；Ｓ↓［ｉ］－分组中的第ｉ个等级容量；β↓［ｉｋ］－配电变压器容量为Ｓ↓［ｉ］时相对基准容量Ｓ↓［ｎ］各负载率下的折算负载率；β↓［ｎｋ］－配电变压器容量基准容量Ｓ↓［ｎ］时的负载率；＊－配电变压器容量序列组合中的平均负载率β↓［ｎｋ］下的变压器平均综合损耗；Ｐ↓［０ｉ］－配电变压器容量为Ｓ↓［ｉ］的额定空载有功损耗，单位为：ｋＷ；Ｋ↓［ｔ］－负载波动损耗系数，一般取１．０５；Ｐ↓［ｋｉ］－配电变压器容量为Ｓ↓［ｉ］的额定负载有功损耗，单位为：ｋＷ；Ｑ↓［ｋｉ］－配电变压器容量为Ｓ↓［ｉ］的额定空载无功损耗，单位为：ｋｖａｒ；Ｃ－无功经济当量，ｋＷ／ｋｖａｒ；此处无功经济当量取０．１；针对某种型号的配电变压器进行容量等级序列优化，首先应根据相关现有标准所规定的额定容量自最小容量等级开始分组计算：分组就是自标准容量序列中的最小容量等级开始，一般４～６个为一组，如果计算中发现直到分组中的最大容量等级平均综合损耗曲线也没有出现拐点，可继续增加分组中的容量等级个数。具体计算方法可对（２）式进行分解：β↓［ｉ］＝Ｓ↓［ｎ］／Ｓ↓［ｉ］×β↓［ｎ］其中：Ｓ↓［ｎ］为分组中的基准容量等级，设基准容量的负载率为β↓［ｎ］；Ｓ↓［ｉ］为分组的其他容量等级，β↓［ｉ］为同样负荷折算到该容量等级的负载率；Ｐ↓［ｉ１］＝Ｐ↓［０ｉ］＋Ｋ↓［ｔ］β↓［ｉ（０．１）］↑［２］Ｐ↓［ｋｉ］＋ｋ（Ｑ↓［０ｉ］＋Ｋ↓［ｔ］β↓［ｉ（０．１）］↑［２］Ｑ↓［ｋｉ］）Ｐ↓［ｉ２］＝Ｐ↓［０ｉ］＋Ｋ↓［ｔ］β↓［ｉ（０．２）］↑［２］Ｐ↓［ｋｉ］＋ｋ（Ｑ↓［０ｉ］＋Ｋ↓［ｔ］β↓［ｉ（０．２）］↑［２］Ｑ↓［ｋｉ］）＊＝ＡＶＥＲＡＧＥ（Ｐ↓［ｉｋ］）（其中ｋ＝１，２，３……）依据各分组容量等级在其折算负载率下的平均综合损耗，制作各分组容量等级的平均综合损耗曲线，横坐标为容量等级，单位ｋＶＡ；纵坐标为平均综合损耗，单位为ｋＷ。如果平均综合损耗曲线出现明显...
【技术特征摘要】
1.一种配电变压器容量序列等级优化方法，其特征在于对同一负荷各平均负载率下，对相近容量等级序列进行优化，依据下式进行优化计算(其中k＝1，2，3……)(1)Pik＝AVERAGE[P0i+Ktβik2Pki+C(Q0i+Ktβik2Qki)](2)式(1)和(2)中Sn-分组中选定的基准容量；Si-分组中的第i个等级容量；βik-配电变压器容量为Si时相对基准容量Sn各负载率下的折算负载率；βnk-配电变压器容量基准容量Sn时的负载率；Pik-配电变压器容量序列组合中的平均负载率βnk下的变压器平均综合损耗；P0i-配电变压器容量为Si的额定空载有功损耗，单位为kW；Kt-负载波动损耗系数，一般取1.05；Pki-配电变压器容量为Si的额定负载有功损耗，单位为kW；Qki-配电变压器容量为Si的额定空载无功损耗，单位为kvar；C-无功经济当量，kW/kvar；此处无功经济当量取0.1；针对某种型号的配电变压器进行容量等级序列优化，首先应根据相关现有标准所规定的额定容量自最小容量等级开始分组计算分组就是自标准容量序列中的最小容量等级开始，一般4～6个为一组，如果计算中发现直到分组中的最大容量等级平均综合损耗曲线也没有出现拐点，可继续增加分组中的容量等级个数。具体计算方法可对(2)式进行分解其中Sn为分组中的基准容量等级，设基准容量的负载率为βn；Si为分组的其他容量等级，βi为同样负荷折算到该容量等级的负载率；Pi1＝P0i+Ktβi(0.1)2Pki+k(Q0i+Ktβi(0.1)2Qki)Pi2＝P0i+Ktβi(0.2)2Pki+k(Q0i+Ktβi(0.2)2Qki)Pi＝AVERAGE(Pik)(其中k＝1，2，3……)依据各分组容量等级在其折算负载率下的平均综合损耗，制作各分组容量等级的平均综合损耗曲线，横坐标为容量等级，单位kVA；纵坐标为平均综合损耗，单位为kW。如果平均综合损耗曲线出现明显拐点，发生拐点的容量等级则是该分组容量等级序列的平均综合损耗最小的最佳容量等级，再以拐点的下一容量等级为起点，继续进行容量等级序列分组，按照上述步骤依次优化计算，直至出现拐点，选出该分组平均综合损耗最小的最佳容量等级；然后按照以上的分组和优化计算方法，直至计算到标准中规定的最高容量等级，各组中保留的拐点容量等级组成优化后的新的容量等级序列。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于将权利要求1的方法细化为以下步骤(1)对标准容量等级由低到高进行分组，以4～6个容量等级为一组，首先确定第一组，以最低容量等级为基准容量等级，可按照式(3)式计算其不同负载率下的负荷大小，其中Sn为分组中选定的基准容量；βnk为配电变压器容量基准容量Sn时的负载率，k＝1，2，3……；Ssjnk为基准容量等级不同负载率下的实际负荷大小Ssjnk＝βnkSn(3)(2)按照(4)式计算基准容量下不同负载率下的综合损耗及其平均值Pnk＝AVERAGE[...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金丽，盛万兴，梁英，宋祺鹏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。