本發(fā)明涉及變壓器領(lǐng)域，特別是涉及一種變壓器最大負(fù)載率范圍評估方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

國內(nèi)在電網(wǎng)和設(shè)備利用效率研究方面，較具代表性的是西北電網(wǎng)和華東電網(wǎng)的研究。西北電網(wǎng)方面，西北電監(jiān)局發(fā)布的電網(wǎng)運營情況調(diào)研報告主要采用了線路最大負(fù)載率、線路平均負(fù)載率、主變最大負(fù)載率、主變平均負(fù)載率等表征設(shè)備的利用效率，統(tǒng)計了西北區(qū)域電網(wǎng)幾年的年電網(wǎng)設(shè)備利用效率，但沒有提出設(shè)備負(fù)載率的合理范圍，華東電網(wǎng)方面，華東電監(jiān)局早些年開展對華東電網(wǎng)交流主網(wǎng)架運行評價的研究，該研究采用了容載比來評估變壓器最大負(fù)載率的合理取值范圍，但傳統(tǒng)的評估方法僅僅是通過容載比確定變壓器最大負(fù)載率的合理取值范圍，存在評估準(zhǔn)確度低的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對傳統(tǒng)的評估方法評估準(zhǔn)確性低的問題，提供一種評估準(zhǔn)確度高的變壓器最大負(fù)載率范圍評估方法和系統(tǒng)。

一種變壓器最大負(fù)載率范圍評估方法，包括以下步驟：

獲取并列運行的變壓器臺數(shù)、變壓器的過載能力、變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率；

根據(jù)所述變壓器臺數(shù)和所述變壓器的過載能力計算變壓器最大負(fù)載率的第一范圍；

根據(jù)所述變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和所述變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率計算所述變壓器最大負(fù)載率的第二范圍；

根據(jù)所述變壓器最大負(fù)載率的第一范圍和所述變壓器最大負(fù)載率的第二范圍得到所述變壓器最大負(fù)載率的范圍并輸出。

一種變壓器最大負(fù)載率范圍評估系統(tǒng)，包括：

參數(shù)獲取模塊，用于獲取并列運行的變壓器臺數(shù)，變壓器的過載能力、變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率；

第一計算模塊，用于根據(jù)所述變壓器臺數(shù)和所述變壓器的過載能力計算變壓器最大負(fù)載率的第一范圍；

第二計算模塊，用于根據(jù)所述變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和所述變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率計算所述變壓器最大負(fù)載率的第二范圍；

最大負(fù)載率范圍評估模塊，用于根據(jù)所述變壓器最大負(fù)載率的第一范圍和所述變壓器最大負(fù)載率的第二范圍計算得到所述變壓器最大負(fù)載率的范圍并輸出。

上述變壓器最大負(fù)載率范圍評估方法和系統(tǒng)，獲取并列運行的變壓器臺數(shù)、變壓器的過載能力、變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率，根據(jù)變壓器臺數(shù)和變壓器的過載能力計算變壓器最大負(fù)載率的第一范圍，考慮了變壓器運行的安全性，根據(jù)變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率計算變壓器最大負(fù)載率的第二范圍，綜合考慮了變壓器的負(fù)荷特性和效率特性，根據(jù)變壓器最大負(fù)載率的第一范圍和變壓器最大負(fù)載率的第二范圍計算得到變壓器最大負(fù)載率的范圍并輸出，所以在對變壓器最大負(fù)載率范圍進(jìn)行評估時，綜合考慮了變壓器的運行安全性、負(fù)荷特性及效率特性，提高了準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1為一實施例中變壓器最大負(fù)載率范圍評估方法流程圖；

圖2為一實施例中某地區(qū)夏季典型日負(fù)荷曲線圖；

圖3為一實施例中某地區(qū)冬季典型日負(fù)荷曲線圖；

圖4為一實施例中某地區(qū)某地區(qū)年負(fù)荷曲線圖；

圖5為一實施例中變壓器效率曲線圖；

圖6為一實施例中變壓器最大負(fù)載率范圍評估系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

在一個實施例中，如圖1所示，一種變壓器最大負(fù)載率范圍評估方法，包括以下步驟：

步驟s110：獲取并列運行的變壓器臺數(shù)、變壓器的過載能力、變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率。

具體地，過載能力即超過額定限值以后設(shè)備能夠承受的能力范圍。在通信電源領(lǐng)域，設(shè)備有標(biāo)稱額定值標(biāo)示其所能承載的負(fù)荷，而設(shè)計時候往往會留有余量，該余量被稱為過載能力。典型負(fù)荷日，一般是指夏季負(fù)荷最大的那天，或者夏季負(fù)荷最小的那天，也有冬季負(fù)荷最大的那天，或者夏季負(fù)荷最小的那天，具體地，不同的地區(qū)典型負(fù)荷日不同。負(fù)載率是指實際功率與額定功率的比值叫負(fù)載率，最大負(fù)載率是指某一段時間內(nèi)，變壓器傳輸?shù)墓β首畲?，此時的負(fù)載率可稱為這段時間內(nèi)的最大負(fù)載率。負(fù)荷率是指在規(guī)定時間(日、月、年)內(nèi)的平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比的百分?jǐn)?shù)，負(fù)荷率用來衡量在規(guī)定時間內(nèi)負(fù)荷變動情況，以及考核電氣設(shè)備的利用程度。

步驟s120：根據(jù)變壓器臺數(shù)和變壓器的過載能力計算變壓器最大負(fù)載率的第一范圍。在一個實施例中，步驟s120包括步驟122至步驟126。

具體地，根據(jù)變壓器出產(chǎn)技術(shù)條件、運行年限，以及配套串聯(lián)開關(guān)等設(shè)備的通流能力，對于容量為sn、過載能力為k1的單臺變壓器，運行部門規(guī)定其一定時限內(nèi)過載能力為(1+k1)sn，當(dāng)k1為0.2時，該變壓器對應(yīng)一定時限內(nèi)的負(fù)載率上限為120％。

步驟122：根據(jù)變壓器臺數(shù)和變壓器的過載能力計算變壓器最大負(fù)載率的上限值，具體為：

其中，y1為變壓器最大負(fù)載率的上限值，n為并列的變壓器運行臺數(shù)，k1為變壓器的過載能力。

具體地，根據(jù)變壓器臺數(shù)、變壓器的過載能力和變壓器的容量計算變電站正常方式下的最大負(fù)載，然后再計算變電站正常方式下的最大負(fù)載率，最后再計算每臺變壓器最大負(fù)載率的上限值，具體為：

步驟124：根據(jù)變壓器臺數(shù)、變壓器的過載能力計算變電站最大負(fù)載率的下限值。

具體地，當(dāng)某站負(fù)載達(dá)到其n-1極限時，應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)建時，則：設(shè)主變臺數(shù)為n的變電站(n>2)，當(dāng)其負(fù)載率不滿足n-1要求進(jìn)行擴(kuò)建1臺主變后，變電站的負(fù)載率變?yōu)?n-1)*(1+k1)/(n+1)，則主變臺數(shù)為n的變電站最大負(fù)載率的下限值為(n-2)*(1+k1)/n；當(dāng)主變臺數(shù)n＝2時，考慮新建的2臺主變的變電站消除已有站點的重載及不滿足n-1的情況。按照1個新站消除1個現(xiàn)有站的方式，設(shè)現(xiàn)有站為3臺變且達(dá)到n-1極限，即該站的最大負(fù)載率達(dá)到(2/3)*(1+k1)，新站投產(chǎn)后，將現(xiàn)有重載站負(fù)載率由(2/3)*(1+k1)降低至(1/2)*(1+k1)，則需分擔(dān)負(fù)荷(1/6)*(1+k1)*3*sn。假設(shè)新舊站點單變?nèi)萘肯嗤?，則新建的含2臺變壓器的變電站的負(fù)載率為(1/4)*(1+k1)。

綜上，變電站最大負(fù)載率的下限值，具體為：

其中，y2為變電站最大負(fù)載率的下限值，n為并列的變壓器運行臺數(shù)，k1為變壓器的過載能力。

步驟126：根據(jù)變壓器最大負(fù)載率的上限值和變電站最大負(fù)載率的下限值計算變壓器的第一范圍，具體為：

l1＝(y2，y1)

其中，l1為變壓器最大負(fù)載率的第一范圍，y1為變壓器最大負(fù)載率的上限值，y2為變電站最大負(fù)載率的下限值。

具體地，根據(jù)變壓器臺數(shù)和變壓器的過載能力計算變壓器最大負(fù)載率的第一范圍，充分考慮了變壓器運行的安全性。

步驟s130：根據(jù)變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率計算變壓器最大負(fù)載率的第二范圍。具體為：

15％≤km*lm*β≤100％

其中，l2為變壓器最大負(fù)載率的第二范圍，km為負(fù)載率轉(zhuǎn)換系數(shù)，lm為變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率，β為變壓器冬季典型日最小負(fù)荷率。

具體地，lm為變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率，也是全年最大負(fù)載率，由于負(fù)荷會隨著季節(jié)變化，冬季時也有一個最大負(fù)載率，通常，冬季負(fù)載率會比夏季負(fù)載率更小，因此，冬季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率是km*lm，其中，km為負(fù)載率轉(zhuǎn)換系數(shù)，km的值會根據(jù)地區(qū)的不同而不同，變壓器冬季典型日最小負(fù)荷率為β，則冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)載率為km*lm*β。

具體地，圖2、3、4所示為某地區(qū)夏季、冬季及全年的負(fù)荷曲線，日最小負(fù)荷率β是日最小負(fù)荷與同日最大負(fù)荷之比。

具體地，110kv及以上變壓器，要求變壓器在低谷負(fù)荷期也能保持較高的運行效率。根據(jù)變壓器的效率曲線約束，在變壓器負(fù)載率15％～100％時，變壓器的效率η可在99％以上。

具體地，變壓器的效率定義為二次側(cè)繞組輸出的有功功率與一次側(cè)繞組輸入的有功功率之比。忽略某些次要因素并作出若干假定后，變壓器效率可表示為：

其中，sn為變壓器的額定容量，η為變壓器的效率，p0為變壓器的空載損耗，pk為變壓器的負(fù)載損耗，為變壓器負(fù)載的功率因數(shù)，β2為負(fù)載系數(shù)。

對于給定的變壓器(sn、p0、pk為常值)，在一定性質(zhì)的負(fù)載下(為常值)，其效率η與負(fù)載系數(shù)β2之間的關(guān)系曲線稱為變壓器的效率曲線，如圖5所示，從圖5可知變壓器效率與負(fù)載系數(shù)密切相關(guān)。

具體地，根據(jù)變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率計算變壓器最大負(fù)載率的第二范圍，綜合考慮了變壓器的負(fù)荷特性和效率特性。

步驟s140：根據(jù)變壓器最大負(fù)載率的第一范圍和變壓器最大負(fù)載率的第二范圍得到變壓器最大負(fù)載率的范圍并輸出。具體為：

l＝(l1∩l2)

其中，l為變壓器最大負(fù)載率的范圍，l1為變壓器最大負(fù)載率的第一范圍，l2為變壓器最大負(fù)載率的第二范圍。

具體地，根據(jù)變壓器最大負(fù)載率的第一范圍和變壓器最大負(fù)載率的第二范圍得到變壓器最大負(fù)載率的范圍，綜合考慮了變壓器的運行安全性、負(fù)荷特性及效率特性，提高了準(zhǔn)確性。

上述變壓器最大負(fù)載率范圍評估方法，獲取并列運行的變壓器臺數(shù)、變壓器的過載能力、變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率，根據(jù)變壓器臺數(shù)和變壓器的過載能力計算變壓器最大負(fù)載率的第一范圍，考慮了變壓器運行的安全性，根據(jù)變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率計算變壓器最大負(fù)載率的第二范圍，綜合考慮了變壓器的負(fù)荷特性和效率特性，根據(jù)變壓器最大負(fù)載率的第一范圍和變壓器最大負(fù)載率的第二范圍計算得到變壓器最大負(fù)載率的合理范圍并輸出，所以在對變壓器最大負(fù)載率范圍進(jìn)行評估時，綜合考慮了變壓器的運行安全性、負(fù)荷特性及效率特性，提高了準(zhǔn)確性，且提出了變壓器最大負(fù)載率合理范圍的計算方法，便于推廣應(yīng)用。

在一個實施例中，如圖6所示，一種變壓器最大負(fù)載率范圍評估系統(tǒng)，包括參數(shù)獲取模塊110、第一計算模塊120、第二計算模塊130和最大負(fù)載率范圍評估模塊140，參數(shù)獲取模塊110連接第一計算模塊120，第一計算模塊120連接第二計算模塊130，第二計算模塊130連接最大負(fù)載率范圍評估模塊140。

在一個實施例中，參數(shù)獲取模塊110用于獲取并列運行的變壓器臺數(shù)，變壓器的過載能力、變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率。

在一個實施例中，第一計算模塊120用于根據(jù)變壓器臺數(shù)和變壓器的過載能力計算變壓器最大負(fù)載率的第一范圍。在一個實施例中，第一計算模塊120包括上限值計算單元、下限值計算單元和第一范圍計算單元。

上限值計算單元用于根據(jù)變壓器臺數(shù)和變壓器的過載能力計算變壓器最大負(fù)載率的上限值，具體為：

其中，y1為變壓器最大負(fù)載率的上限值，n為并列的變壓器運行臺數(shù)，k1為變壓器的過載能力。

下限值計算單元用于根據(jù)變壓器臺數(shù)和變壓器的過載能力計算變電站最大負(fù)載率的下限值，具體為：

其中，y2為變電站最大負(fù)載率的下限值，n為并列的變壓器運行臺數(shù)，k1為變壓器的過載能力。

第一范圍計算單元用于根據(jù)變壓器最大負(fù)載率的上限值和變電站最大負(fù)載率的下限值計算變壓器的第一范圍，具體為：

l1＝(y2，y1)

其中，l1為變壓器最大負(fù)載率的第一范圍，y1為變壓器最大負(fù)載率的上限值，y2為變電站最大負(fù)載率的下限值。

在一個實施例中，第二計算模塊130用于根據(jù)變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率計算變壓器最大負(fù)載率的第二范圍。第二計算模塊130具體為：

15％≤km*lm*β≤100％

其中，l2為變壓器最大負(fù)載率的第二范圍，km為負(fù)載率轉(zhuǎn)換系數(shù)，lm為變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率，β為變壓器冬季典型日最小負(fù)荷率。

在一個實施例中，最大負(fù)載率范圍評估模塊140用于根據(jù)變壓器最大負(fù)載率的第一范圍和變壓器最大負(fù)載率的第二范圍計算得到變壓器最大負(fù)載率的范圍并輸出。最大負(fù)載率范圍評估模塊140具體為：

l＝(l1∩l2)

其中，l為變壓器最大負(fù)載率的范圍，l1為變壓器最大負(fù)載率的第一范圍，l2為變壓器最大負(fù)載率的第二范圍。

上述變壓器最大負(fù)載率范圍評估系統(tǒng)，參數(shù)獲取模塊110用于獲取并列運行的變壓器臺數(shù)、變壓器的過載能力、變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率，第一計算模塊120用于根據(jù)變壓器臺數(shù)和變壓器的過載能力計算變壓器最大負(fù)載率的第一范圍，考慮了變壓器運行的安全性，第二計算模塊130用于根據(jù)變壓器夏季典型負(fù)荷日最大負(fù)載率和變壓器冬季典型負(fù)荷日最小負(fù)荷率計算變壓器最大負(fù)載率的第二范圍，綜合考慮了變壓器的負(fù)荷特性和效率特性，最大負(fù)載率范圍評估模塊140用于根據(jù)變壓器最大負(fù)載率的第一范圍和變壓器最大負(fù)載率的第二范圍計算得到變壓器最大負(fù)載率的范圍并輸出，所以在對變壓器最大負(fù)載率范圍進(jìn)行評估時，綜合考慮了變壓器的運行安全性、負(fù)荷特性及效率特性，提高了準(zhǔn)確性，且提出了變壓器最大負(fù)載率合理范圍的計算方法，便于推廣應(yīng)用。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。