基于决策权重算法的变电变压器经济可靠运行研究

单晟毅　张青　覃飞龙

摘 要：考虑智能电网及一特四大不断建设、发展与完善的过程中，对变电站变压器组并列运行及分列运行时变电站经济可靠运行提出了更高的要求，传统的临界值检测法存在着优化目标单一并且适用范围局限的缺点。因此，本文构造多目标优化函数，以日负荷中出口处电压幅值偏移最小、工作变压器投切次数最少、工作时间最长变压器运行损耗最小为优化目标，通过决策权重配置切合实际的标度，并利用短期负荷预测制定动态优化下的变压器投切计划。

关键词：决策权重；变电站；并列运行；负荷预测

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.234

1 引言

作为电力系统变电站最核心的设备，变压器的可靠经济运行以及合理的并列分列运行控制策略对于变电站变压器损耗乃至整个系统网络电能损耗都有着重要的影响[1]。尤其在智能电网以及一特四大的不断建设与完善过程中，电能的变换与传输愈来愈频繁。于此同时，对变压器的容量以及并列分列运行手段的要求也不断提高，如何针对变电区域负荷以及传输功率的变动选择合理的变压器运行数量与相应容量配置，并在实现变压器个体能运行在经济运行区内的前提下保证整体并列运行的经济负载分配是本文变电变压器经济运行研究的重点。

2 临界值检测法在变电变压器经济运行中的应用

临界值检测是一种利用在变压器并列运行过程中，不同变压器所带的负载功率的临界值大小不同而划分经济运行区间，达到变压器并列经济运行的目的。在对方式划分的过程中，需要由各台变压器的容量以及空载损耗计、带负载损耗计算各台变压器的综合损耗，绘制出不同变压器综合功率损耗曲线走势，再根据曲线的交点细分投切区域，这种方法在台数不多的变压并列运行中会有明显的优势，操作简单、图形直观是其突出的优点，这种优势可以应用在负荷及功率输送平抑的区域，但却跟不上现代智能电网的脚步[2]。而在变电区域的大功率传输、智能化控制、综合经济运行评估等不断发展的当今智能化变电技术方面就更显不足。因此，亟需更全面更可靠的方法来实现变电变压器经济运行。

3 基于决策权重算法的变电变压器经济可靠运行研究

决策权重算法建立在对负荷波动较大以及传输功率变动较大的多台变压器并列运行投切情况，由于变电输出侧功率与区域电网负荷密切相关，导致为了适应随机性变动负荷需求而及时配置与投切相应数量的变压器[3]。在多台变压器投切并列运行时，各个变压器的临界负载值相互重叠并可能存在控制死区，同时区间划分的复杂化更使得控制时间与计划调整时间相对缩小，一方面影响控制的准确性与及时性，另一方面更对变电母线输出端的功率因数、出口侧电压幅值造成消极的影响，不仅不利于变电站正常的电压无功控制同时也不利于系统稳定潮流。

决策权重按照指标的优先级别来选择最优的控制变量，进而达到多目标优化的目的。在本文中，为了实现变电站内多台变压器并列经济可靠运行，将多优化目标设定为日负荷曲线下保证变电站二次侧母线功率因数在合格范围内时出口处电压幅值偏移最小、变电站在一天内工作变压器投切次数最少、工作时间最长变压器运行损耗最小。为了实现优化的及时性与精准性，对一天内变电区域负荷进行评估与预测，以分钟级为时间预测单元，在负荷高峰期将预测时间间隔缩短至10分钟之内，在负荷平稳期将预测时间间隔设定为30分钟至60分钟。通过短期负荷预测变压器组并列运行与分列运行计划的提前制定，在动态负荷变动过程中，实时利用SCADA对负荷数据提取并传输至控制中心，再将投切计划下达给站内各个变压器。最终实现变电变压器经济可靠运行。

实现决策权重算法下的变电变压器经济可靠运行具体操作步骤为：（1）制定多目标函数优化优先级别，从可靠性与经济性分析，本文设定变电站二次侧出口处电压幅值偏移最小优先于变电站在一天內工作变压器投切次数最少，变电站在一天内工作变压器投切次数最少优先于工作时间最长变压器运行损耗最小。（2）通过SCADA数据监测与采集系统将当前时间变电区域负荷以及线路传输功率大小上传给控制中心。（3）评估当前负荷波动情况，利用短期负荷预测方法预测变电区域负荷，并选择合适的预测间隔。（4）对比当前值与预测值，并引入条件概率函数设定偏差范围实现预测微控。（5）将以上数据以矩阵形式编程，利用专家决策设定优化目标权重求取多目标优化函数。（6）确定投切计划并下达站内变电站从而实现变压器经济可靠运行。

4 结论

基于决策权重算法的变电变压器经济可靠运行研究建立在对日负荷的短期预测之上，通过构造多目标优化函数，并设定优先级别实现变电变压器组的并列分列运行能适应于负荷变动及传输功率变动随机、较大的情况。依据专家选择的决策权重不仅保证了优化目标优化级别的合理性与实际性，更有效的从整体上提高了变电变压器组运行的经济性与可靠性。

参考文献：

[1]候文员，张青峰.变压器经济运行在变电站的实践[J].电力系统保护与控制，2010（10）：147-149.

[2]王建元，韩鑫泽.基于模糊决策法的10kV变压器组经济运行[J]. 水电能源科学，2013（03）：188-192.

[3]赵志伟，赖佳栋，熊小伏等.基于负荷预测的变压器经济运行自动投切装置[J].计算机工程与应用，2009（05）：210-213.endprint