本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變壓器過載能力評估方法。

背景技術(shù)：

隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長，我國用電負(fù)載日益增多，在實(shí)際運(yùn)行中變壓器不可避免地會出現(xiàn)過載運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)變壓器負(fù)荷電流增大時，變壓器損耗會隨之增加，從而會使得變壓器的絕緣材料溫升提高，導(dǎo)致絕緣介質(zhì)加速劣化，降低了變壓器的使用壽命，因此評估變壓器過載能力具有重要意義。

油浸式電力變壓器是電力系統(tǒng)中的核心設(shè)備之一，其穩(wěn)定運(yùn)行對系統(tǒng)的安全可靠性以及運(yùn)行費(fèi)用控制有著非常重要的影響。油浸式變壓器在運(yùn)行中，出現(xiàn)在繞組某段的最高溫度，即為熱點(diǎn)溫度，是代表變壓器負(fù)載的熱極限值。油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則GB/T15164-1994認(rèn)為：繞組最熱區(qū)域內(nèi)達(dá)到的溫度，是變壓器負(fù)載最關(guān)鍵的限制因數(shù)，故應(yīng)盡一切努力來準(zhǔn)確確定這一溫度值。通常采用熱路模型來估算熱點(diǎn)溫度。

電力系統(tǒng)，電力調(diào)度領(lǐng)域，通常根據(jù)負(fù)荷曲線進(jìn)行調(diào)度，參考包括日負(fù)荷曲線、月負(fù)荷曲線、年負(fù)荷曲線等等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的不斷發(fā)展，如河南省，已經(jīng)建立了用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)用平臺及調(diào)度EMS系統(tǒng)(能量管理系統(tǒng))、調(diào)度TMR(電量計(jì)量系統(tǒng))，通過數(shù)據(jù)共享，對省內(nèi)部分重點(diǎn)行業(yè)、產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的售電量、負(fù)荷等關(guān)鍵信息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。在此背景下，對重點(diǎn)行業(yè)、產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的用電信息監(jiān)測、短期預(yù)測、超短期預(yù)測都有監(jiān)測分析重點(diǎn)行業(yè)負(fù)荷變化特性，預(yù)警企業(yè)、乃至行業(yè)用電模式變動的重要意義。通常運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行重點(diǎn)行業(yè)用戶短期負(fù)荷預(yù)測，監(jiān)測分析重點(diǎn)行業(yè)負(fù)荷變化特性，預(yù)警企業(yè)用電模式變動。

目前國內(nèi)外在變壓器過載能力方面的評估主要是基于改進(jìn)溫度的熱路模型，主要采集負(fù)荷電流、繞組溫度、頂層油溫等幾個特征量來進(jìn)行評估，考慮的變壓器過載能力影響因素不夠全面，這樣對變壓器過載能力不能很好的評估，有時會出現(xiàn)不可挽回的失誤，影響社會用電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種多參數(shù)人工智能算法的變壓器過載能力的評估方法，通過環(huán)境因素、氣象因素、負(fù)荷電流、頂層油溫、過載倍數(shù)、風(fēng)扇狀態(tài)、油指數(shù)、繞組指數(shù)等變壓器參數(shù)預(yù)測變壓器的壽命損失。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種變壓器過載能力評估方法，預(yù)先形成一用于處理得到所述變壓器的熱點(diǎn)溫度的第一模型，以及預(yù)先形成一用于處理得到所述變壓器的預(yù)測過載時間的第二模型；

所述評估方法包括：

步驟S1、根據(jù)所述第一模型處理得到所述變壓器的所述熱點(diǎn)溫度；

步驟S2、根據(jù)所述第二模型處理得到所述變壓器的預(yù)測過載時間；

步驟S3、根據(jù)所述熱點(diǎn)溫度和所述預(yù)測過載時間處理得到所述變壓器的預(yù)測壽命損失；

步驟S4、根據(jù)所述預(yù)測壽命損失對所述變壓器的過載能力進(jìn)行評估；

所述步驟S1和所述步驟S2同時進(jìn)行。

優(yōu)選的，通過第一輸入?yún)?shù)和所述第一模型處理得到所述熱點(diǎn)溫度。

優(yōu)選的，所述第一模型為熱路模型。

優(yōu)選的，所述第一輸入?yún)?shù)包括環(huán)境數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、頂層油溫?cái)?shù)據(jù)以及負(fù)載電流數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述環(huán)境數(shù)據(jù)通過采用PT100鉑熱電阻獲取。

優(yōu)選的，所述氣象數(shù)據(jù)通過采用微氣象站獲取。

優(yōu)選的，所述頂層油溫?cái)?shù)據(jù)通過采用光纖測溫獲取。

優(yōu)選的，所述負(fù)載電流數(shù)據(jù)通過采用電流互感器感應(yīng)取電裝置獲取。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，通過第二輸入?yún)?shù)和所述第二模型處理得到所述預(yù)測過載時間。

優(yōu)選的，所述第二模型為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

優(yōu)選的，所述第二輸入?yún)?shù)包括過載倍數(shù)數(shù)據(jù)、風(fēng)扇狀態(tài)數(shù)據(jù)以及變壓器參數(shù)。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，采用下述公式計(jì)算得到所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的隱含層的單元數(shù)：

其中，

L為隱含層單元數(shù)；

n為輸入層單元數(shù)；

m為輸出層單元數(shù)；

α為常數(shù)，且1≤α≤10。

優(yōu)選的，所述步驟S3中，采用下述公式計(jì)算得到所述變壓器的所述壽命損失：

D(θ)＝100×t×10^-(A+B/θ)

其中，

θ＝θ_h+273；

D(θ)為所述變壓器的總壽命損失的百分比；

θ_h為所述變壓器的所述熱點(diǎn)溫度；

t為所述變壓器的標(biāo)準(zhǔn)壽命；

A為所述變壓器的壽命曲線的常數(shù)；

B為所述變壓器的壽命曲線的常數(shù)。

本發(fā)明的有益效果是：

通過采集多種影響變壓器過載運(yùn)行的因素，建立熱路模型并采用BP神經(jīng)網(wǎng)路訓(xùn)練，計(jì)算當(dāng)前變壓器繞組熱點(diǎn)溫度，推算出變壓器過載運(yùn)行的安全時間，從而預(yù)測變壓器的壽命損失，計(jì)算結(jié)果更加精確，計(jì)算方法根據(jù)可靠性，更具有實(shí)際應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施例中，變壓器過載能力評估方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施例中，變壓器過載能力評估方法的示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，下述技術(shù)方案，技術(shù)特征之間可以相互組合。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明：

如圖1-2所示，一種變壓器過載能力評估方法，預(yù)先形成一用于處理得到上述變壓器的熱點(diǎn)溫度的第一模型，以及預(yù)先形成一用于處理得到上述變壓器的預(yù)測過載時間的第二模型；

上述評估方法包括：

步驟S1、根據(jù)上述第一模型處理得到上述變壓器的上述熱點(diǎn)溫度；

步驟S2、根據(jù)上述第二模型處理得到上述變壓器的預(yù)測過載時間；

步驟S3、根據(jù)上述熱點(diǎn)溫度和上述預(yù)測過載時間處理得到上述變壓器的預(yù)測壽命損失；

步驟S4、根據(jù)上述預(yù)測壽命損失對上述變壓器的過載能力進(jìn)行評估；

上述步驟S1和上述步驟S2同時進(jìn)行。

在本實(shí)施例中，通過采集多種影響變壓器過載運(yùn)行的因素，建立熱路模型并采用BP神經(jīng)網(wǎng)路模型，計(jì)算當(dāng)前變壓器繞組熱點(diǎn)溫度，推算出變壓器過載運(yùn)行的安全時間，從而預(yù)測變壓器的壽命損失，計(jì)算結(jié)果更加精確，計(jì)算方法根據(jù)可靠性，更具有實(shí)際應(yīng)用價值。

本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述步驟S1中，通過第一輸入?yún)?shù)和上述第一模型處理得到上述熱點(diǎn)溫度。

本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述第一模型為熱路模型。

本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述第一輸入?yún)?shù)包括環(huán)境數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、頂層油溫?cái)?shù)據(jù)以及負(fù)載電流數(shù)據(jù)。

本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述環(huán)境數(shù)據(jù)通過采用PT100鉑熱電阻獲取。

本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述氣象數(shù)據(jù)通過采用微氣象站獲取。本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述頂層油溫?cái)?shù)據(jù)通過采用光纖測溫獲取。

本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述負(fù)載電流數(shù)據(jù)通過采用電流互感器感應(yīng)取電裝置獲取。

本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述步驟S2中，通過第二輸入?yún)?shù)和上述第二模型處理得到上述預(yù)測過載時間。

本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述第二模型為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述第二輸入?yún)?shù)包括過載倍數(shù)數(shù)據(jù)、風(fēng)扇狀態(tài)數(shù)據(jù)以及變壓器參數(shù)。第二輸入?yún)?shù)即為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸入層的輸入?yún)?shù)。

本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述步驟S2中，采用下述公式計(jì)算得到上述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的隱含層的單元數(shù)：

其中，

L為隱含層單元數(shù)；

n為輸入層單元數(shù)；

m為輸出層單元數(shù)；

α為常數(shù)，且1≤α≤10。

本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述步驟S3中，采用下述公式計(jì)算得到上述變壓器的上述壽命損失：

D(θ)＝100×t×10^-(A+B/θ)

其中，

θ＝θ_h+273；

D(θ)為上述變壓器的總壽命損失的百分比；

θ_h為上述變壓器的上述熱點(diǎn)溫度；

t為上述變壓器的標(biāo)準(zhǔn)壽命；

A為上述變壓器的壽命曲線的常數(shù)；

B為上述變壓器的壽命曲線的常數(shù)。

在本實(shí)施例中，θ_h是熱點(diǎn)溫度，單位為℃；θ＝θ_h+273是絕對溫度，單位為開爾文。

實(shí)施例一

變壓器的標(biāo)準(zhǔn)壽命為T，如果經(jīng)過上述步驟S3處理后得到的預(yù)測壽命損失為1/5T，則經(jīng)過上述步驟S4后對變壓器的過載能力評價為優(yōu)。

實(shí)施例二

變壓器的標(biāo)準(zhǔn)壽命為T，如果經(jīng)過上述步驟S3處理后得到的預(yù)測壽命損失為2/5T，則經(jīng)過上述步驟S4后對變壓器的過載能力評價為良。

實(shí)施例三

變壓器的標(biāo)準(zhǔn)壽命為T，如果經(jīng)過上述步驟S3處理后得到的預(yù)測壽命損失為3/5T，則經(jīng)過上述步驟S4后對變壓器的過載能力評價為中。

實(shí)施例四

變壓器的標(biāo)準(zhǔn)壽命為T，如果經(jīng)過上述步驟S3處理后得到的預(yù)測壽命損失為4/5，則經(jīng)過上述步驟S4后對變壓器的過載能力評價為差。

通過說明和附圖，給出了具體實(shí)施方式的特定結(jié)構(gòu)的典型實(shí)施例，基于本發(fā)明精神，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實(shí)施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。

對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。