單晟毅　張青　覃飛龍

摘 要：考慮智能電網(wǎng)及一特四大不斷建設(shè)、發(fā)展與完善的過(guò)程中，對(duì)變電站變壓器組并列運(yùn)行及分列運(yùn)行時(shí)變電站經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行提出了更高的要求，傳統(tǒng)的臨界值檢測(cè)法存在著優(yōu)化目標(biāo)單一并且適用范圍局限的缺點(diǎn)。因此，本文構(gòu)造多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，以日負(fù)荷中出口處電壓幅值偏移最小、工作變壓器投切次數(shù)最少、工作時(shí)間最長(zhǎng)變壓器運(yùn)行損耗最小為優(yōu)化目標(biāo)，通過(guò)決策權(quán)重配置切合實(shí)際的標(biāo)度，并利用短期負(fù)荷預(yù)測(cè)制定動(dòng)態(tài)優(yōu)化下的變壓器投切計(jì)劃。

關(guān)鍵詞：決策權(quán)重；變電站；并列運(yùn)行；負(fù)荷預(yù)測(cè)

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

1 引言

作為電力系統(tǒng)變電站最核心的設(shè)備，變壓器的可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及合理的并列分列運(yùn)行控制策略對(duì)于變電站變壓器損耗乃至整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電能損耗都有著重要的影響[1]。尤其在智能電網(wǎng)以及一特四大的不斷建設(shè)與完善過(guò)程中，電能的變換與傳輸愈來(lái)愈頻繁。于此同時(shí)，對(duì)變壓器的容量以及并列分列運(yùn)行手段的要求也不斷提高，如何針對(duì)變電區(qū)域負(fù)荷以及傳輸功率的變動(dòng)選擇合理的變壓器運(yùn)行數(shù)量與相應(yīng)容量配置，并在實(shí)現(xiàn)變壓器個(gè)體能運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)內(nèi)的前提下保證整體并列運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)負(fù)載分配是本文變電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究的重點(diǎn)。

2 臨界值檢測(cè)法在變電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的應(yīng)用

臨界值檢測(cè)是一種利用在變壓器并列運(yùn)行過(guò)程中，不同變壓器所帶的負(fù)載功率的臨界值大小不同而劃分經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間，達(dá)到變壓器并列經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。在對(duì)方式劃分的過(guò)程中，需要由各臺(tái)變壓器的容量以及空載損耗計(jì)、帶負(fù)載損耗計(jì)算各臺(tái)變壓器的綜合損耗，繪制出不同變壓器綜合功率損耗曲線走勢(shì)，再根據(jù)曲線的交點(diǎn)細(xì)分投切區(qū)域，這種方法在臺(tái)數(shù)不多的變壓并列運(yùn)行中會(huì)有明顯的優(yōu)勢(shì)，操作簡(jiǎn)單、圖形直觀是其突出的優(yōu)點(diǎn)，這種優(yōu)勢(shì)可以應(yīng)用在負(fù)荷及功率輸送平抑的區(qū)域，但卻跟不上現(xiàn)代智能電網(wǎng)的腳步[2]。而在變電區(qū)域的大功率傳輸、智能化控制、綜合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評(píng)估等不斷發(fā)展的當(dāng)今智能化變電技術(shù)方面就更顯不足。因此，亟需更全面更可靠的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)變電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 基于決策權(quán)重算法的變電變壓器經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行研究

決策權(quán)重算法建立在對(duì)負(fù)荷波動(dòng)較大以及傳輸功率變動(dòng)較大的多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行投切情況，由于變電輸出側(cè)功率與區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷密切相關(guān)，導(dǎo)致為了適應(yīng)隨機(jī)性變動(dòng)負(fù)荷需求而及時(shí)配置與投切相應(yīng)數(shù)量的變壓器[3]。在多臺(tái)變壓器投切并列運(yùn)行時(shí)，各個(gè)變壓器的臨界負(fù)載值相互重疊并可能存在控制死區(qū)，同時(shí)區(qū)間劃分的復(fù)雜化更使得控制時(shí)間與計(jì)劃調(diào)整時(shí)間相對(duì)縮小，一方面影響控制的準(zhǔn)確性與及時(shí)性，另一方面更對(duì)變電母線輸出端的功率因數(shù)、出口側(cè)電壓幅值造成消極的影響，不僅不利于變電站正常的電壓無(wú)功控制同時(shí)也不利于系統(tǒng)穩(wěn)定潮流。

決策權(quán)重按照指標(biāo)的優(yōu)先級(jí)別來(lái)選擇最優(yōu)的控制變量，進(jìn)而達(dá)到多目標(biāo)優(yōu)化的目的。在本文中，為了實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)多臺(tái)變壓器并列經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行，將多優(yōu)化目標(biāo)設(shè)定為日負(fù)荷曲線下保證變電站二次側(cè)母線功率因數(shù)在合格范圍內(nèi)時(shí)出口處電壓幅值偏移最小、變電站在一天內(nèi)工作變壓器投切次數(shù)最少、工作時(shí)間最長(zhǎng)變壓器運(yùn)行損耗最小。為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的及時(shí)性與精準(zhǔn)性，對(duì)一天內(nèi)變電區(qū)域負(fù)荷進(jìn)行評(píng)估與預(yù)測(cè)，以分鐘級(jí)為時(shí)間預(yù)測(cè)單元，在負(fù)荷高峰期將預(yù)測(cè)時(shí)間間隔縮短至10分鐘之內(nèi)，在負(fù)荷平穩(wěn)期將預(yù)測(cè)時(shí)間間隔設(shè)定為30分鐘至60分鐘。通過(guò)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)變壓器組并列運(yùn)行與分列運(yùn)行計(jì)劃的提前制定，在動(dòng)態(tài)負(fù)荷變動(dòng)過(guò)程中，實(shí)時(shí)利用SCADA對(duì)負(fù)荷數(shù)據(jù)提取并傳輸至控制中心，再將投切計(jì)劃下達(dá)給站內(nèi)各個(gè)變壓器。最終實(shí)現(xiàn)變電變壓器經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行。

實(shí)現(xiàn)決策權(quán)重算法下的變電變壓器經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行具體操作步驟為：（1）制定多目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化優(yōu)先級(jí)別，從可靠性與經(jīng)濟(jì)性分析，本文設(shè)定變電站二次側(cè)出口處電壓幅值偏移最小優(yōu)先于變電站在一天內(nèi)工作變壓器投切次數(shù)最少，變電站在一天內(nèi)工作變壓器投切次數(shù)最少優(yōu)先于工作時(shí)間最長(zhǎng)變壓器運(yùn)行損耗最小。（2）通過(guò)SCADA數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與采集系統(tǒng)將當(dāng)前時(shí)間變電區(qū)域負(fù)荷以及線路傳輸功率大小上傳給控制中心。（3）評(píng)估當(dāng)前負(fù)荷波動(dòng)情況，利用短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)變電區(qū)域負(fù)荷，并選擇合適的預(yù)測(cè)間隔。（4）對(duì)比當(dāng)前值與預(yù)測(cè)值，并引入條件概率函數(shù)設(shè)定偏差范圍實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)微控。（5）將以上數(shù)據(jù)以矩陣形式編程，利用專家決策設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)權(quán)重求取多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)。（6）確定投切計(jì)劃并下達(dá)站內(nèi)變電站從而實(shí)現(xiàn)變壓器經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行。

4 結(jié)論

基于決策權(quán)重算法的變電變壓器經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行研究建立在對(duì)日負(fù)荷的短期預(yù)測(cè)之上，通過(guò)構(gòu)造多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，并設(shè)定優(yōu)先級(jí)別實(shí)現(xiàn)變電變壓器組的并列分列運(yùn)行能適應(yīng)于負(fù)荷變動(dòng)及傳輸功率變動(dòng)隨機(jī)、較大的情況。依據(jù)專家選擇的決策權(quán)重不僅保證了優(yōu)化目標(biāo)優(yōu)化級(jí)別的合理性與實(shí)際性，更有效的從整體上提高了變電變壓器組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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