[发明专利]考虑多因素的变压器过负荷性能评价模型建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及变压器运行可靠性建模技术领域，特别是涉及考虑多因素的变压器过负荷性能评价模型建模方法。

背景技术

随着社会经济的高速发展，城乡用电负荷连连攀升，供电形势日益严峻。鉴于电网建设用地成本、设备成本的压力，以及电网规划滞后的问题，输变电设备会在确保系统安全稳定的前提下，进行适当的过负荷运行。

目前，已有大量针对输电线路过负荷性能的研究。但油浸式变压器由于其受环境因素影响不大，以及考虑的附件装置更为繁复，现有成果较少。

已有的关于变压器过负荷性能评价的国内外研究主要仅从热点温度建模和顶层油温建模等几方面进行。热点温度建模常用的有热传导模型和热电类比模型。热电类比模型，由于两者方程的实验解可通用，将传热量类比为电流、温度类比为电压、热电导热电容类比为电路中的电导电容，进而得出变压器热分布等效电路模型，最终求得绕组热点温度。但是，热点温度或顶层油温建模不能全面准确地评价过负荷性能。

综上所述，现有技术中对于变压器过负荷性能评价的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了考虑多因素的变压器过负荷性能评价模型建模方法，本发明考虑了影响变压器过负荷运行的性能指标包括绕组热点温度限制、设备故障率限制以及经济盈亏指标。通过模型基础分析、模型搭建并介绍建模流程以及各因素建模方式。确立了基于多因素能评价变压器过负荷性能影响的模型，为电网风险评估及工程应用提供理论支撑。

考虑多因素的变压器过负荷性能评价模型建模方法，包括以下步骤：

步骤一：基于调度运行与生产管理信息平台进行数据的采集：获取变压器的环境信息，变压器负载率，变压器设备当前状态，变压器的历史记录，变压器所在电网系统运行工况、变压器售价、售电及上网价格；

步骤二：基于多因素指标的模型建立：将采集的数据代入基于热点温度建模及顶层油温建模的传统热传导模型公式中，获得变压器给定时间内稳定运行最大负载率K1，针对传统热传导模型加入修正因子，得到修正后的热点温度模型；

建立变压器故障率AWH模型，将采集的数据作为参量输入变压器故障率公式，获得变压器限定时间内稳定运行最大负载率K2，K1与K2相互独立；

将采集的数据作为参量输入经济损失、经济收入公式中，两者叠加获得变压器经济盈亏模型；

步骤三：模型的性能评价：针对修正后的热点温度模型判断变压器热点温度是否小于限值，若否，则减小K1值，重新修正传统热传导模型，若是，则选择最大负载率K1及最大负载率K2的最小值；

针对变压器故障率AWH模型，判断故障率是否小于限值，若否，则减小K2值，重新得到变压器故障率AWH模型，若是，则选择最大负载率K1及最大负载率K2的最小值；

取前述确定的最大负载率K1、最大负载率K2两者的较小值K，将K作为自变量输入经济盈亏模型中的经济损失、经济收入公式，实现从经济盈亏角度对变压器过负荷性能评价。

其中，步骤一中，采集的数据包括：获取变压器的环境信息，变压器负载率，变压器设备当前状态，变压器的历史记录，变压器所在电网系统运行工况、变压器售价、售电及上网价格；

具体的，变压器的环境信息包括覆冰、山火、雷电、微气象等信息，变压器设备当前状态包括产气速率及绕组热点温度等，变压器的历史记录包括变压器的检修、事故记录等，变压器所在电网系统运行工况指变压器潮流、电压、频率、温度等所在电网系统运行工况。

进一步的，利用变压器热点温度综合修正因子m，对绕组热点温度进行修正，改进后的热点温度θ_H(t)表示为：

θ_H(t)＝m·θ_h(t)。

进一步的，变压器的热点温度综合修正因子m的计算公式为：

式中，m₁为环境信息情况的修正因子，m₂为故障预测修正因子，m₃为历史统计数据的修正因子。

进一步的，所述环境信息情况的修正因子m₁所包括的具体因素为：地理信息、极端天气、冷却类型；

历史统计数据的修正因子m₃所包括的具体因素为：家族缺失、历史缺陷、历史故障。

进一步的，所述变压器故障率AWH模型考虑了健康程度和负载率，具体表达式为：