一種變壓器運(yùn)行成本的優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種變壓器運(yùn)行成本的優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)電網(wǎng)的迅速發(fā)展，對(duì)供電量的需求不斷擴(kuò)大，需新建更多的變電站來(lái)滿 足日益增長(zhǎng)的用電需求。在巨大的投資面前，需要合理分配以求一種更科學(xué)的造價(jià)管理方 法，使得投資具有針對(duì)性和長(zhǎng)期性，這樣才能獲得最大效益。電力變壓器是變電站的重要電 力設(shè)備，其安全穩(wěn)定運(yùn)行是電力系統(tǒng)供電安全的重要保障。目前，大家習(xí)慣于重視電力變壓 器的購(gòu)置費(fèi)用而忽略其運(yùn)行費(fèi)用，通常是節(jié)約了購(gòu)置費(fèi)用，而后期的運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用成本 卻大大提高。因此，電力變壓器全壽命周期成本管理不容輕視。
[0003] 而在配電網(wǎng)損耗中，變壓器損耗占60%以上，我國(guó)所有變壓器自身?yè)p耗的電能占 全國(guó)發(fā)電量4%以上。因此，降低變壓器能耗，使變壓器能夠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，已成為發(fā)、供、用電部 門共同關(guān)注的重要課題。變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是在確保變壓器安全運(yùn)行及傳輸電量相同的基 礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，通過(guò)擇優(yōu)運(yùn)行方式、合理調(diào)整負(fù)載及改善運(yùn)行條件，使變壓器在 電能損耗較低的狀態(tài)下運(yùn)行。傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為變壓器的負(fù)載率均應(yīng)在0. 7~0. 8時(shí)效率最 高，但實(shí)際運(yùn)行狀況并非如此。
[0004] 基于以上情況，如何實(shí)現(xiàn)在保證變壓器工作效率的基礎(chǔ)上，減少能耗，節(jié)約能源， 控制運(yùn)行成本，達(dá)到變壓器高效且經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是電力系統(tǒng)工作中的一項(xiàng)重要工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種變壓器運(yùn)行成本的優(yōu)化方法，該方法能夠 實(shí)現(xiàn)在保證變壓器工作效率的基礎(chǔ)上，減少能耗，節(jié)約能源，控制運(yùn)行成本，達(dá)到變壓器高 效且經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種變壓器運(yùn)行成本的優(yōu)化方法，包括考慮階梯電價(jià)以及變壓器等級(jí)不同所帶來(lái)的差 異，通過(guò)增加相應(yīng)的修正系數(shù)對(duì)的運(yùn)行成本和故障成本進(jìn)行改進(jìn)，使結(jié)果更加貼近實(shí) 際；對(duì)變壓器運(yùn)行成本進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)計(jì)算變壓器優(yōu)化負(fù)載率來(lái)減少運(yùn)行成本。
[0007] 進(jìn)一步，包括對(duì)變壓器全壽命周期成本模型的建立。變壓器的全壽命周期成本 (ζα)包括從設(shè)備購(gòu)置安裝運(yùn)行檢修改造直至報(bào)廢全過(guò)程所產(chǎn)生的費(fèi)用主要包括變壓器的 初始投資成本、運(yùn)行成本、檢修維護(hù)成本、故障成本和退役處置成本。
[0008] 進(jìn)一步，變壓器損耗涉及空載有功損耗、短路有功損耗、空載無(wú)功損耗和短路無(wú)功 損耗?？蛰d有功損耗慫和短路有功損耗Α在變壓器銘牌中已標(biāo)定，而空載無(wú)功損耗和短路 無(wú)功損耗在變壓器銘牌中沒(méi)有標(biāo)定，需要由空載電流的百分值《和短路電壓的百分值V# 計(jì)算出來(lái)。
[0009] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的變壓器全壽命周期成 本計(jì)算模型以及一種基于變壓器優(yōu)化負(fù)載率的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的優(yōu)化方法，通過(guò)增加電價(jià) 修正系數(shù)與由于變壓器容量不同而維修時(shí)間不同的修正系數(shù)來(lái)完善變壓器全壽命周期模 型，提高全壽命周期成本的估算精度，并通過(guò)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件，找到變壓器運(yùn)行的優(yōu) 化負(fù)載率來(lái)計(jì)算運(yùn)行成本，從而達(dá)到減少運(yùn)行成本，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器全壽命周期成本的 管理。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0011] 在本設(shè)計(jì)中，首先包括對(duì)變壓器全壽命周期成本的模型的建立。變壓器的全壽命 周期成本(ζα)包括從設(shè)備購(gòu)置安裝運(yùn)行檢修改造直至報(bào)廢全過(guò)程所產(chǎn)生的費(fèi)用主要包括 變壓器的初始投資成本、運(yùn)行成本、檢修維護(hù)成本、故障成本和退役處置成本。
[0012] 式中：(67-----變壓器的原始投資成本 CO--變壓器的運(yùn)行成本 CM-----變壓器的檢修維護(hù)成本 CF--變壓器的故障損失成本CD--變壓器的報(bào)廢處置成本 變壓器的從最開(kāi)始的購(gòu)置到報(bào)廢有較長(zhǎng)的一段時(shí)間，對(duì)于變壓器的Ζ6Γ，應(yīng)當(dāng)考慮資金 的時(shí)間價(jià)值。在計(jì)算變壓器的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)先計(jì)算出每年的總費(fèi)用，再按確定的社會(huì)折現(xiàn) 率和通貨膨脹率折算到設(shè)備購(gòu)置初期的現(xiàn)值，最后將每年的現(xiàn)值相加求得變壓器的Ζ6Γ。
[0013] 其中r為變壓器的使用牛限;λ為母牛的思賈用^為通貨膨脹率W為社會(huì)折現(xiàn) 率。
[0014] (1)變壓器的原始投資成本 變壓器的原始投資成本包括了設(shè)備的購(gòu)置費(fèi)用，維修設(shè)備的購(gòu)置費(fèi)用，運(yùn)輸費(fèi)，人工 費(fèi)，土地占用費(fèi)等費(fèi)用的總和。
[0015] 其中%為變壓器及維修設(shè)備的購(gòu)置費(fèi)；%為人工費(fèi)；%為其他費(fèi)用的總和。
[0016] (2)變壓器的運(yùn)行成本⑶ 變壓器的運(yùn)行成本是指變壓器運(yùn)行過(guò)程中的一切費(fèi)用的總和，包括損耗費(fèi)，人工費(fèi)，環(huán) 境費(fèi)和其他費(fèi)用。
[0017] 其中I為變壓器投入運(yùn)行前的測(cè)試費(fèi)用；^為變壓器運(yùn)行時(shí)損耗的總費(fèi)用，% 為其他費(fèi)用，包括人工費(fèi)與環(huán)境費(fèi)等費(fèi)用的總和。
[0018] 其中_為變壓器的負(fù)載損耗；f為變壓器的負(fù)載率;A為單位電價(jià)；為電價(jià)修正 aeB, -r 系數(shù)。
[0019] (3)變壓器的檢修維護(hù)成本Of 變壓器的檢修維護(hù)成本包括了變壓器大修成本和小修成本。變壓器一般在投入后第5 年進(jìn)行1次大修，之后每隔10年1次大修，每年進(jìn)行1次小修。而由于變壓器等級(jí)的不同， 其檢修維護(hù)的費(fèi)用也有差異。
其中，為取整處理；T為變壓器的使用年限；_為大修的費(fèi)用；g為小修的費(fèi) 用；％ 為變壓器等級(jí)差異帶來(lái)的維修費(fèi)用誤差的修正系數(shù)。
[0021] (4)變壓器的故障成本iF 變壓器故障成本是指因?yàn)樽儔浩靼l(fā)生故障而造成缺電或者供電中斷所引起的損失成 本，包括故障檢修費(fèi)用和故障損失費(fèi)用。
[0022] 其中，S為變壓器型號(hào)；_為負(fù)荷功率因素，取0. 9 ; ^7為負(fù)載率;％為故障維修 時(shí)間；p為由于變壓器容量不同而維修時(shí)間不同的修正系數(shù)，@為電價(jià)折算系數(shù)，一般取 15 為變壓器年事故率；I為變壓器年障礙率；%:為變壓器年缺陷率；%為故障檢修 費(fèi)用，一般取購(gòu)置費(fèi)的3%。
[0023] (5)變壓器的報(bào)廢處置成本⑶ 變壓器的退報(bào)廢成本主要包括報(bào)廢成本和變壓器的殘值。報(bào)廢成本是指變壓器報(bào)廢時(shí) 處置的人工、設(shè)備費(fèi)用以及運(yùn)輸費(fèi)和變壓器報(bào)廢處理時(shí)的環(huán)保費(fèi)用等。
[0024] 其中，^為變壓器的報(bào)廢成本為變壓器報(bào)廢時(shí)的殘值。
[0025] (6)變壓器全壽命周期成本總模型

在本設(shè)計(jì)中，包括對(duì)變壓器運(yùn)行成本的優(yōu)化。
[0026] 變壓器損耗涉及空載有功損耗、短路有功損耗、空載無(wú)功損耗和短路無(wú)功損耗?？?載有功損耗||和短路有功損耗||在變壓器銘牌中已標(biāo)定，而空載無(wú)功損耗和短路無(wú)功損 耗在變壓器銘牌中沒(méi)有標(biāo)定，需要由空載電流的百分值《和短路電壓的百分值0| :%計(jì)算 出來(lái)。
[0027] 變壓器的空載無(wú)功損耗
變壓器的短路無(wú)功損耗
亦
的有功損耗 亦的子功榀耗
變壓器的綜合功率損耗
其中，@為變壓器的額定容量為空載電流；_為短路電壓；.為負(fù)載率；K為無(wú)功 經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，這是指每千乏的無(wú)功功率在變壓器中引起的有功損耗。
[0028]變壓器的效率j|
當(dāng)變壓器在某一負(fù)荷率時(shí)的負(fù)載損耗和空載損耗相等時(shí)，變壓器的效率最高，該負(fù)荷 率以往常常稱之為經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率：
此時(shí)求出的f為變壓器的優(yōu)化負(fù)載率 運(yùn)行成本的公式：
將優(yōu)化負(fù)載率帶入公式中，則可得到最佳運(yùn)行狀態(tài)的變壓器損耗。
[0029] 最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通 過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在 形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種變壓器運(yùn)行成本的優(yōu)化方法，其特征在于：對(duì)變壓器全壽命周期成本模型的建 立， 變壓器的全壽命周期成本(ζα)包括從設(shè)備購(gòu)置安裝運(yùn)行檢修改造直至報(bào)廢全過(guò)程所 產(chǎn)生的費(fèi)用主要包括變壓器的初始投資成本、運(yùn)行成本、檢修維護(hù)成本、故障成本和退役處 置成本。2. -種變壓器運(yùn)行成本的優(yōu)化方法，其特征在于： 考慮階梯電價(jià)以及變壓器等級(jí)不同所帶來(lái)的差異，通過(guò)增加相應(yīng)的修正系數(shù)對(duì)LCC的 運(yùn)行成本和故障成本進(jìn)行改進(jìn)，使結(jié)果更加貼近實(shí)際；對(duì)變壓器運(yùn)行成本進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)計(jì) 算變壓器優(yōu)化負(fù)載率來(lái)減少運(yùn)行成本。3.根據(jù)權(quán)利要求1到2所述的，一種變壓器運(yùn)行成本的優(yōu)化方法，其特征在于：提供一 種改進(jìn)的變壓器全壽命周期成本計(jì)算模型以及一種基于變壓器優(yōu)化負(fù)載率的變壓器經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行的優(yōu)化方法，通過(guò)增加電價(jià)修正系數(shù)與由于變壓器容量不同而維修時(shí)間不同的修正系 數(shù)來(lái)完善變壓器全壽命周期模型，提高全壽命周期成本的估算精度，并通過(guò)變壓器的經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行條件，找到變壓器運(yùn)行的優(yōu)化負(fù)載率來(lái)計(jì)算運(yùn)行成本，從而達(dá)到減少運(yùn)行成本，最終實(shí) 現(xiàn)對(duì)變壓器全壽命周期成本的管理。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種變壓器運(yùn)行成本的優(yōu)化方法，屬于電力系統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域。提供一種改進(jìn)的變壓器全壽命周期成本計(jì)算模型以及一種基于變壓器優(yōu)化負(fù)載率的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的優(yōu)化方法，通過(guò)增加電價(jià)修正系數(shù)與由于變壓器容量不同而維修時(shí)間不同的修正系數(shù)來(lái)完善變壓器全壽命周期模型，提高全壽命周期成本的估算精度，并通過(guò)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件，找到變壓器運(yùn)行的優(yōu)化負(fù)載率來(lái)計(jì)算運(yùn)行成本，從而達(dá)到減少運(yùn)行成本，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器全壽命周期成本的管理。
【IPC分類】G06Q10/04, G06Q50/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105426979
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410461073
【發(fā)明人】廖玉祥, 李志勇, 唐超, 梁瑜, 喻建波, 周艷玲, 方睿, 李嬌, 謝驚宇, 王學(xué)佳
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司江北供電分公司, 西南大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2014年9月12日