一種多變壓器并列供電系統(tǒng)功率損耗平均值的計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多變壓器并列供電系統(tǒng)功率 損耗平均值的計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 變壓器是電力系統(tǒng)重要和必要的設(shè)備，變壓器類型繁雜，數(shù)量龐大，對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng) 損影響極大，是網(wǎng)損的主要設(shè)備。在供電系統(tǒng)中，通常采用多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行的方式，以 保障供電的可靠性和可持續(xù)性。多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，雖然能夠在保障供電可靠性和可持 續(xù)性等方面有決定性作用，但是變壓器運(yùn)行都會(huì)有一種較為固定的功率損耗，而且這種損 耗都會(huì)隨著并列運(yùn)行變壓器臺(tái)數(shù)的增多而線性增大。在并列運(yùn)行過程中，變壓器同時(shí)會(huì)產(chǎn) 生另一種功率損耗，而且這種功率損耗會(huì)隨著輸送功率的增大而增大。變壓器輸送功率由 負(fù)荷功率決定，因此供電系統(tǒng)中功率損耗不僅取決于并列的變壓器類型和數(shù)量，而且還取 決于其負(fù)荷特性及電網(wǎng)運(yùn)行方式的多變性。負(fù)荷在不同時(shí)間和空間上都具有不同特性，具 有不同的不確定性和隨機(jī)性。電網(wǎng)運(yùn)行方式因變壓器和線路的運(yùn)行狀態(tài)的變化也具有較大 的不確定性和隨機(jī)性。
[0003] 以往電網(wǎng)中功率損耗通常采用確定性的潮流計(jì)算方法，有一些也采用概率潮流計(jì) 算的方法。確定性潮流計(jì)算的方法通常是在假設(shè)電網(wǎng)運(yùn)行方式、用戶負(fù)荷水平以及電源出 力水平都確定的情況下計(jì)算電網(wǎng)有功功率和無功功率的損耗值，計(jì)算結(jié)果是唯一性和確定 性的。而概率潮流計(jì)算的方法通常是在只假設(shè)負(fù)荷為不確定性因素的情況下計(jì)算電網(wǎng)有功 功率和無功功率的損耗值，計(jì)算結(jié)果是具有一定置信水平的概率值?？梢?，電網(wǎng)網(wǎng)損計(jì)算的 現(xiàn)有技術(shù)都沒有全面考慮電網(wǎng)運(yùn)行方式、負(fù)荷和電源的不確定性和隨機(jī)性，所以計(jì)算結(jié)果 不夠準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種同時(shí)考慮電網(wǎng)運(yùn)行方式和負(fù)荷的不確 定性和隨機(jī)性、使計(jì)算結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確的多變壓器并列供電系統(tǒng)功率損耗平均值計(jì)算方法。
[0005] 解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種多變壓器并列供電系統(tǒng)功率損耗平均值的計(jì)算方法，所述的系統(tǒng)由隊(duì)臺(tái) 變壓器V T2、T3、…、\并列組成，其通過一條線路與無窮大電源連接，假設(shè)第i臺(tái)變 壓器輸送功率、允許的最大輸送功率、要求的備用容量、允許的過負(fù)荷時(shí)間分別為S Tl、 IH、RTl、'，第i臺(tái)變壓器有功和無功功率Sti均為隨機(jī)變量并服從均值為y PTl、Iitm和
N(AjtiO^t);負(fù)荷Sd (SD=P D+jQD)為隨機(jī)變量并服從均值為yD、方差為。[5的正態(tài)分 布，線路輸送功率&為隨機(jī)變量并服從均值為y%、方差為0%的正態(tài)分 布，馬乙 -N
[0007] 其特征是，所述的方法包括以下步驟：
[0008] Sl從電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS獲取線路和變壓器的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括：線路長(zhǎng)度、導(dǎo)線 截面積、導(dǎo)線類型、分裂導(dǎo)線及其布置尺寸，變壓器型號(hào)、額定容量、額定電壓、短路損耗、空 載損耗和額定電壓的百分?jǐn)?shù)；計(jì)算線路的電阻&和電抗L，計(jì)算每臺(tái)變壓器的電阻M口電 抗X Tl，i = 1，2,. . .，NT，隊(duì)為并列變壓器的臺(tái)數(shù)；
[0009] S2從電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS獲取線路運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括10年內(nèi)每一個(gè)時(shí)段視在功 率、有功功率和無功功率，采用概率分析方法（現(xiàn)有技術(shù)），確定線路視在功率、有功功率和 無功功率按照正態(tài)分布規(guī)律變化的均值y%和方差〇 %、均值方差〇 均值y a和 方差0 a;
[0010] S3從電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS獲取并列運(yùn)行變壓器運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括10年內(nèi)每一個(gè)時(shí) 段視在功率、有功功率和無功功率，采用模擬的方法（現(xiàn)有技術(shù)），確定每臺(tái)變壓器視在功 率、有功功率和無功功率按照正態(tài)分布規(guī)律變化的均值y STi和方差〇 STi、均值yPTi和方差 0PTi、均值和方差0 qTi;
[0011] S4從電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS獲取變壓器低壓側(cè)負(fù)荷功率的數(shù)據(jù)，包括10年內(nèi)每 一個(gè)時(shí)段視在功率、有功功率和無功功率，采用模擬的方法，確定變壓器低壓側(cè)變壓器視在 功率、有功功率和無功功率按照正態(tài)分布規(guī)律變化的均值y SD和方差O SD、均值yPD和方差 〇 PD、均值yQD和方差〇 QD;
[0012] S5從電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，包括：變壓器高壓側(cè)電壓值以及線路 有功功率、無功功率；計(jì)算線路L有功和無功功率損耗平均值：
[0013] APlloss= P DfLPLoss (Pd)；
[0014] A QlLoss-Q DfLPLoss(?);
[0015] S6從電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，包括變壓器高壓側(cè)電壓值以及變壓器 有功功率和無功功率；計(jì)算變壓器有功和無功功率損耗平均值A(chǔ)PtuisJP AQtuiss;
[0016] S7計(jì)算Nt臺(tái)變壓器并列組成的供電系統(tǒng)有功和無功功率損耗的平均值，其計(jì)算公 式為：
[0017] APloss= A Plloss+A PTLoss；
[0018] A Qlciss - A Q LLciss+ A Qtlciss〇
[0019]所述步驟S5中，計(jì)算線路L有功和無功功率損耗概率Qciss (Pd)、Qciss (Qd)時(shí)，所 需的變壓器高壓側(cè)電壓值從電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS獲取其實(shí)時(shí)值，計(jì)算公式分別為：

[0022] 所述步驟S6中，Nt臺(tái)并列運(yùn)行變壓器有功和無功功率損耗的平均值的計(jì)算步驟 為：
[0023] S6. 1隊(duì)臺(tái)并列運(yùn)行變壓器有功功率損耗平均值計(jì)算公式為：
[0027] 本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用一種概率計(jì)算的方法，其基本原 理是同時(shí)考慮電網(wǎng)運(yùn)行方式和負(fù)荷的不確定性和隨機(jī)性，通過電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS獲取 電網(wǎng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，在考慮電網(wǎng)運(yùn)行方式的不確定性時(shí)主要是引入變壓器、線路等設(shè)備的不 確定性運(yùn)行狀態(tài)，在考慮負(fù)荷的不確定性時(shí)主要引入負(fù)荷的不確定性狀態(tài)，假設(shè)電網(wǎng)運(yùn)行 方式變化和負(fù)荷的波動(dòng)均服從正態(tài)分布，在概率分析的基礎(chǔ)上計(jì)算電網(wǎng)有功功率和無功功 率損耗的平均值，為電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行提供必要的技術(shù)支撐。
[0028] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種多變壓器并列供電系統(tǒng)功率損耗平均 值的計(jì)算方法，該方法針對(duì)圖1所示的多變壓器并列供電系統(tǒng)，并考慮并列變壓器運(yùn)行方 式改變、輸電線路運(yùn)行方式改變和負(fù)荷波動(dòng)的不確定性和隨機(jī)性，提出多變壓器并列供電 系統(tǒng)功率損耗平均值的計(jì)算方法。
[0029] 圖1中，由Nt臺(tái)變壓器T i、T2、T3、…、并列組成的供電系統(tǒng)，其通過一條 線路與無窮大電源連接，如圖1所示。假設(shè)第i臺(tái)變壓器輸送功率、允許的最大輸送功 率、要求的備用容量、允許的過負(fù)荷時(shí)間分別為S Tl、Ib、Rti、！^，第i臺(tái)變壓器有功和 無功功率Sti均為隨機(jī)變量并服從均值為y PTl、yQTl和方差為〇 PTl、〇QTl的正態(tài)分布，
[0030] 多變壓器并列供電系統(tǒng)功率損耗平均值除由變壓器和線路有功和無功功率及其 概率決定，還由變壓器并列運(yùn)行的臺(tái)數(shù)決定，而故障、計(jì)劃?rùn)z修等因素會(huì)影響變壓器并列運(yùn) 行的臺(tái)數(shù)。
[0031] 本發(fā)明通過電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS獲取電網(wǎng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，在考慮電網(wǎng)運(yùn)行方式的 不確定性時(shí)主要是引入變壓器、線路等設(shè)備的不確定性運(yùn)行狀態(tài)，在考慮負(fù)荷的不確定性 時(shí)主要引入負(fù)荷的不確定性狀態(tài)，假設(shè)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化和負(fù)荷的波動(dòng)均服從正態(tài)分布， 在概率分析的基礎(chǔ)上計(jì)算電網(wǎng)有功功率和無功功率損耗的平均值，為電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行提供必 要的技術(shù)支撐。
[0032] 本發(fā)明的技術(shù)效果是：利用本發(fā)明所提出的多變壓器并列供電系統(tǒng)功率損耗平均 值的計(jì)算方法，可以計(jì)算出在一定運(yùn)行周期（1小時(shí)、1天、1月、1年、5年、10年等）內(nèi)多變 壓器并列供電系統(tǒng)有功功率和無功功率損耗的平均值。反映了并列運(yùn)行變壓器和線路有功 和無功功率波動(dòng)特性及其概率特征、變壓器并列運(yùn)行方式、并列運(yùn)行變壓器和線路故障情 況和檢修計(jì)劃等，為電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行以及線路和變壓器檢修計(jì)劃提供技術(shù)支撐。
【附圖說明】
[0033] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明：
[0034] 圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)組成和連接關(guān)系示意圖；
[0035] 圖2是本發(fā)明的方法的流程框圖。
[0036] 圖1中的附圖標(biāo)記表示如下：1_線路，2-變壓器高壓母線，3-并列運(yùn)行的第一臺(tái) 變壓器，4-并列運(yùn)行的第Nt臺(tái)變壓器，5-變壓器低壓母線，6-負(fù)荷。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 本發(fā)明的多變壓器并列供電系統(tǒng)功率損耗平均值的計(jì)算方法，參見圖1，所述 的系統(tǒng)由Nt臺(tái)變壓器T p T2、T3、…、T#t并列組成，其通過一條線路與無窮大電源連接， 假設(shè)第i臺(tái)變壓器輸送功率、允許的最大輸送功率、要求的備用容量、允許的過負(fù)荷時(shí)間 分別為S Tl、4、RTl、「，，第i