[发明专利]一种变压器增容方案经济性评价方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统器件经济性评估技术领域，具体涉及一种变压器增容方案经济性评价方法。

背景技术

在输变电系统当中，电力变压器是关键资产与电能转换的核心。近年来，中国输变电系统的建设不断发展，大容量变压器保持较高的年增长率不断发展，但用电需求的不断增大使得变压器保持高利用率仍然具有重要意义。一般来说，变压器具有铭牌标示的额定容量，即考虑变压器负载能力所制定的容量。但在电力系统运行过程当中，由于某些设备发生故障需要进行负荷转供，或是考虑到经济性，需要变压器进行短时间的过载运行，或称超载、增容运行。

现有专利大多仅基于安全性来考虑变压器的增容方案。如公开号为CN102879696B的中国专利种变压器过负荷运行可行性自动判断方法。通过热点温度约束增容负载率，但未从经济性角度对变压器增容方案合理性进行判断。

也有学者考虑方经济性建立了变压器可载性评估方法，考虑电价收益，由阻抗损失和由设备老化造成的变压器寿命损失。但此方法未考虑由增容带来的故障率升高，可能造成的更高的停电风险。在停电情况下，将有检修成本和违约成本。另一方面，方案中对由设备老化造成的变压器寿命损失考虑，在工程实际中并不合理。一般情况下，变压器故障并不会造成整个设备被更换，而是通过检修后使其重新投入运行。检修过程相当于延长了变压器的理论额定寿命。因此用寿命损失和变压器总价值的乘积评估变压器的损失会使估计量偏大。

发明内容

对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种变压器增容方案经济性评价方法，该方法综合变压器增容发电利润，设备检修成本，增容阻抗损失以及停电违约损失四个方面，评估变压器增容方案的经济性，为决策者提供增容依据。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种变压器增容方案经济性评价方法，包括如下步骤：

(1)获取变压器运行地点的环境温度及变压器参数，其中，变压器参数包括冷却参数和经济参数，变压器的冷却参数由变压器型号、冷却方式决定，经济参数包含变压器额定容量、功率因数、空载损耗、负载损耗、当地上网电价、当地销售电价、变压器成本、维修成本、违约成本。

(2)输入期望的增容负载率和增容时间；

(3)根据输入的增容负载率、增容时间以及变压器参数，计算出增容后变压器的中绕组最热区域的温度，即热点温度；

(4)根据所得到的热点温度，计算此时间段内的设备故障率；

(5)根据增容负载率、增容时间、变压器的额定容量和功率因数参数、当地上网电价和销售电价，计算得到此时间段内增容所带来的发电利润；

(6)根据增容负载率，增容时间，变压器空载损耗和短路损耗参数，计算此时间段内设备增容阻抗损失成本；

(7)根据设备故障率和检修费用，计算设备检修概率成本；

(8)根据设备故障率和停电违约费用，计算停电违约概率成本；停电违约费用为停电检修期间向用户所需支付的违约成本总和。

(9)综合变压器发电利润、阻抗损失成本、设备检修概率成本以及停电违约概率成本，得到此增容方案下的综合经济收益。

进一步的，所述步骤(3)中，采用GB/T15164—1994《油浸式电力变压器负载导则》中提供的方法，根据负载率、当前环境温度及增容持续时间，计算出增容后的设备热点温度θ_h。

进一步的，所述步骤(4)中，采用改进的连续AWH模型，通过热点温度θ_h可计算设备故障率λ：

其中，β，m均为通过历史数据拟合得到的参数；T_eq为变压器等效运行时间。L₀为变压器额定寿命，HI为设备健康指数。

进一步的，所述步骤(5)中，发电利润R：

R＝K·(P_out-P_in)·S_n·t·cosθ

其中，P_in为单位电量上网电价，P_out为单位电量销售电价，S_n为变压器额定容量，t为增容时间，cosθ为功率因数。

进一步的，所述步骤(6)中，增容阻抗损失C_i：

C_i＝P_in·(P₀+K²·P_k)·t