【电力期刊】变压器经济运行决策软件设计.pdf

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1、第2 7卷第9期2 0 0 7年9月 电 力 白 动 化 铁 备E l e c t ri c P o w e r Au to ma t i o n.E q u i p me n tVo 1.2 7 No.9S e p t.2 0 0 7心变 压器 经济 运 行 决 策软 件 设 计 杨 威，潘文霞，范永 威 ，李学 鹏2(1.河海大学 电气工 程学院，江苏 南京 2 1 0 0 9 8;2.宿迁市供电公司，江苏 宿迁 2 2 3 8 0 0)摘 要:为节约能 源，降 低配电变 压器的 运行损耗，分析了 变压器经济运行的基本原理，考虑了 变压器之间的特性差异和变压器负荷随着时间变化的特点，利用V

2、 C+程序分析变压器在不同 运行方式下的经济运行点，实现智能化选择变 压器的经济运行方式，如在一定的负 荷条件下，变压器应该采用单台 运行还 是多台 运行，在多台 运行情况下，是并列运行还是分列运行等，实 现从变电站采集数据到选择运行方式的智能化过程，并且通过数据和图 表的 形式直观、清晰地给出选 择结果，为变电 站提供一套良好的决策系 统。通过工程实 例验证，得出结论:在不同的负 荷下，变 压器的经济运行点不同，不同 运行方 式存在着不同的经济运行区，当负 荷落 在该经济运行区中，该种运行方式就为最经济运行方式。关键词:变 压器;经济运行;损耗;仿真;决策软件中.5&号，T M 4 0 6:

3、1 P 3 1文献标识码:B文章编号:1 0 0 6 一6 0 4 7(2 0 0 7)0 9-01 1 3 一0 30 引言 从发电、供电一直到用电，一般需要经过3-5次变 压过程，变压器在变压和 传递电能的过程中，其自 身要产生有功功 率损失和无功功率 消耗，由于变压器的总台 数多、总容量大，故在发、供、用电过 程中变压器总的电能损耗非常大，变压器总的能量损失占发电量的3 0%左右，、，特别在农电 系统中，存在着极大的 浪费。文 献【2-3 1 指出了 使用配电 变压器的 几个误区，比如仅仅根据负载系数判定变压器是否 大马拉小车”;为减少操 作宁愿用1 台小容量的 变压器重负荷运行，而不采

4、用2 台变压器经济运行等。因此，开发一套可以比 较变压 器经济运行方式的 软件，能更好地比 较不同 类型和不同 运行方式的经 济性，具有 重要实际意义。1 变压器经济比较的主要原理4 1 现以单台变压器为例进行说明:.尸 =尸。十 :S 2 P 一介 一“A(Su e AP,=P-+卜ti h】PK B “一 “”S N B(“。式中 P A,A 几,P O A,P O D,S N A,S N B.P K A,P K，分 别 是 变压器A,B的有功损耗、空载损耗、额定功率、额定负载损耗。令A P*二 八 尸，得到 临界有功负载S，为 S。二 V(P O A-P O B)/(P K B/S n

5、e-P K A/S 初(2)分析结果如图 1 所示s 7黑 s s,圈 1 原 理 说 朋兰 F ig.l P ri n c i p le o f t r a n s f o r m e r e c o n o m i c o p e ra t io n 可以看出，负荷 S L 和S L P 的大小关系决定了变压器的经济性，当S L P 为虚根.0、二时，空载损耗小的变压器优(图中 为变压器B);当S L P=0/0 时，A,B一样;当O S L P S N A(S N B)时，S L S L P,A运行 优。2 变压器运行方式2.1 单台运行 图2 所示为双绕组变压器单台运行情况，有功损耗和

6、临 界功率可由 式(1)(2)求得;三 绕组的 类似。2.2 并列运行6 以双绕组为例，N台变压器并列运行方式如图3所示任)钊1)卜 图2单台运行F i g 2 O p e r a t io n o fF ig.3 O p e r a t i o n i n p a m l l e o f.N t r a n s fo r m e rs收稿日期:2 0 0 6-1 0-3 0:修回日期:2 0 0 7-0 1-1 a N台A型变 压器与N台B型变压器带相同负荷时的临界有功负载公式为r 1万方数据.电 力 自 动 化 议 备第 2 7卷S N P 二(3，A PBA-P BB+1 S9B ,I2

7、P K12B+P(3)。二(-)2S NA P K13A (6)7-P K Bi=1 zN E SNBi,S L P=S 3 !(E S A i 厂(式中P a A i,P a。分别为第 台l/l PK 13A _ PK 13B,，、_、=VSN A +S N B)1、S N A s 1 B)A,B型变压器空载台A,B型变压器短损耗;八A i,八:分别为第i路损耗;S N A I,S N 9 分别为第 i 台A,B型变压器 额定容量。比较双绕组N合和N+1 台并列运行、三绕组N台与N台并列、三绕组 N台与 N十1 台并列运行的情况与上面情况类似。2.3 分列运 行(只 考虑2 台负载 侧分列情

8、况)2.3.1 双绕组情况 双绕组分列运行如图4所示。S 3 V-.-(7)当m 0 且V而 0 且勺 福 二 a T 时，B A 运行优于A B o3 决策软件设计 在变电站，通过S C A D A 数据采集系统获得变压器的 原始数据，存人数据库，根据输人变压器的台数，通过该软件的判断，得出单台运行、并列运行和分列运行的临界有功负载，通过临界有功负载模块比较输出结果。流程如图7所示。F i g.4 S e p a r a t e o p e r a t io n o f 2 tw o 一 w i n d i n g t r a n s f o r m e r s有功损耗公式 为 n，、S n

9、nS,。c a r p e=r D A+(瓦瓦)P K A*P M+(一 虱 百)r K B l y)2.3.2 三绕组情况，一 9 1 a.变压器A供二次侧负荷,B供三次侧情况，如图5所示。图52台三绕组分列运行(情况 1)F ig.5 S e p a ra t e o p e r a ti o n o f 2 th r e e-w i n d in g tr a n s f o me r e(c a s e 1)有功损耗公式为 图 7 流 程 图 F i g.7n o w c h a r t 该软件采用 V C+语言 10-11 编写，采用A D O数据库连接，拥有可视化界面，方便、简洁。

10、与数据库联系的变压器数据，随着 S C A D A存人数据库的数据的 变化而 变化，通过选择要比 较的 变压器，在给定分配 负荷的 基础上，运 行该决 策软件系 统可以 得出 结 果，通过文本和图形的方式显示出 来。A P AB=P OA+(斋，一+P on+(鑫12P x13e(，)式中 P K 1 2 A,P K 13。分别为变压器A一二侧绕组间、变压器B 一三侧绕组间的 短路损耗。b.变压器A供三次侧负荷，B供二次侧的情况，如图6 所示。4 算例验证 表1、表2 为 在徐州地区进 行试验时采 集的 数据。需说明的 是，这里的 并列运行是指徐州1 号和2 号变压器并列运行得出的结果。与单台

11、运行 比较，得出的临界负荷是虚数，说明曲 线没有交点，空载损耗小的运行经济，徐州2 号变符合条 件，分列运行的二次侧临界负荷为9 0 3 5.1 k W 6 0 0 0 k W，有交点，徐 衰 1变压器的原始功率数据 T a b.l O r ig i n a l p o w e r d a t a o f t r a n s f o r m e r锣-273103变 压 器S,a/S,/S,;,/P n/&/M V-A MV-A M V-A k W k W96.83 7.0 5 3 3 11 19.4Pxa/kW37363206320T.分别 为徐 州 工分 别为 三绕组 变,2 号三警 斋磷

12、;S w,S an,*t1 M v ff 9 H:P6320-号压器 一、二 0口-T而、TT-执，r-注 图62台三绕组分列运行(情况2)F ig.6 S e p a r a te o p e r a t io n o f 2 t h ree-w in d i n g tr a n s fo r n r e rs(c a s e 2)有功损耗公式为为变压器的空载损耗;凡.P x n.P rn分别为变压器一二侧、一三侧、二三侧烧组间的m路损耗万方数据第 9 期杨威.等:变压器经济运行决策软件设计.表 2有功损耗结果比较T a b.2 C o m p a r is o n o f p o w e

13、 r l o s sa mo n g d i ff e r e n t o p e r a ti n g mo d e sk W手算结 果软件结果变 压 器*0is 1r#370i,翼霆 oAlk#3 9s 1 r3 m?a ir T,1 1 3.2 8 1 4 6.5 3 1 6 2 1 1 3.2 7 8 1 4 6.5 3 2 1 6 2.0 2 T o 9 1.9 6 1 4 6.5 3 1 5 2.2 1 9 1.9 6 1 1 4 6.5 3 2 1 5 2.2 1 临界负荷j l.8 7 x l W一9 0 3 5.1 j 1 8 7 0 3一9 0 3 5.1州2 号变较经济，

14、在3 种运行方式中，1 5 2.2 1 k W 1 4 6.5 3 k W 9 1.9 6 k W，最后是选择徐州2 号变单台运行，比 较经济。该软件在江苏省多个市县进行试点运行，取得了非常好的效果，在徐州进行试点时，运行半年，节约2 1 7 万元，网损明显下降，特别是在农网中，具有明显的效果。5 结语 根 据变压器经济运行理 论，开发了 变压器经济运行决策 软件，它 可以 根据变压器的 技术参数在不同的负荷下，判别变压器经济的最优运行方式，在实际的工程中，根据S C A D A采集的实时数据，在一定的时期内 可以对不同 负荷情况的 变压器进行投切，有一定的实际意义，经过实例进行验证，符合预定

15、的目标，但也存在着一些缺点，在功能上可以添加负荷预测、特种变压器、负载调整的经济运行方式等，有待进一步改进。参考文献:1 许建中，史军.变压器的经济运行方AU.电力学报，2 0 0 4,1 9(4);3 3 6-3 3 8 X U J ia n-z h o n g,S H I J u n.E c o n o m ic o p e r a t io n m a d e s o f tn n s-f o r m e r s J .J o u rna l o f E le c tr i c P o w e r,2 0 0 4,1 9(4):3 3 6-3 3 8.2 1 郑琳 配电变压器的经济运行

16、J 电气时代，2 0 0 6,2 1(6):9 0-9 1 Z H E N G L i n.E c o n o m i c a l o p e ra ti o n o f d i s tr i b u ti o n tm n s f e r 口.E le c tr i c A g e,2 0 0 6,2 1(6):9 0-9 2.3 沈培坤 变压器节能技术探讨 J .江苏理工大学学报，1 9 9 6,1 7(1):5 3 一 5 7.S H E N P 一 k.E c o n o m i ze e n e r g y t e c h n o lo g ytr a n s f o r m e r

17、 J 7.J o u r n a l o f U n iv e r s it y o f S c ie n c e a n d T e c h n o l o g y,1 9 9 6,1 7(1)5 3 一 5 7.4 1 胡景生.变压器经济运行 M北京:中国电力出版社，1 9 9 9.5 郭捷 浅析配电变压器的经济运行 J 广西电 力，2 0 0 5(3):9-1 2.G U O J ie.E c o n o m i c a l o p e r a t io n o f d i s tr ib u ti o n t r a n s fo rm e r J .G u a n g x i E l

18、e c t ri c P o w e r,2 0 0 5(3):9-1 2.6 徐建政，凌云.并列运行变压器经济运行模式分析L J 电力自 动化设备，2 0 0 1,2 1(9)4 6-4 8.X U J i a n一 z h e n g,L I N G Y o n.A n a l y s is o n e c o n o m ic o p e r a t io n m o d e o f p a r a lle l t r an s f or m e r s t J l E le c tr i c P o w e r A u t o m a ti o n E q u ip m e n t,2

19、 0 0 1,2 1(9):4 6-4 8工 刘林小汇，邱惠.变电站主变经济运行方案上 J 湖北电力 2 0 0 6,3 0 (4):2 9-3 0.I I N X ia o 一 h u i,Q I C H u i.E c o n o m ic o p e r a ti o n m o d e s o f m t r a n s f o r m e r in s u b s ta t io n J .H u b e i E le c t ri c P o w e r,2 0 0 6,3 0(4)2 9-3 0 8 李志鹏，李建委.变压器经济运行方式分析 J 焦作工学院学 报:自 然科学版,2

20、0 0 4,2 3(6):4 8 0-4 8 2.1 1 Z h i 一 p e n g,ll J ia n一 w,.S tu d y o n忱 o n o n ric o p e ra ti o n a t,-t e g y o f th e e l e c t r ic tr a n s f o r m e r J .J o u rn a l o f J i a o z u o I n s t it u t e o f T e c h n o lo g y:N a tu r a l S c i e n c e,2 0 0 4,2 3(6):4 8 0-4 8 2.【9 夏远福，沈冰.三绕组

21、变压器常见运行方式的经济性分析 J 节能,2 0 0 5(7);2 4-2 7.X I A Y o u r,一 f u,S H E N B i n g.E c o n o m ic o p e r a t io n m o d e s o f th r e e 一 w in d in g tr a n s f o r m e rs 川.E n e r g y C o n s e r v a t io n,2 0 0 5(7):2 4-2 7.1 0 1 谭浩强.C程序设计 MI.2 版 北京:清华大学出版社,1 9 9 9.1 1 徐晓梅.V i s u a l C+程序设计 M .北京:科学

22、出版社，2 0 0 3 (责任编辑:康香像)作 者 简 介:杨威(1 9 8 3-),男，江苏宿迁人.硕士研究生，主要从事电力变压器经济这行和风电场暂态德定分析方面的研究(E-m a il:y a n g w e i 7 7 8 5 _ c n s i n a x o m);潘文霞(1 9 6 1 一)，女，安徽安庆人，教授，主要从事风力发电、高电压、电能质蚤等方面的研究工作(E-ma i l:p w x h h y a h c o.c o m.c n);范永威(1 9 7 9-),男，浙江台州人，硕士研究生，主要从事供配电规划、设计工作;李学#4(1 9 8 2-),男，江苏I迁人 主要从事

23、变电运行方面 的 二 作。D e s ig n o f d e c i s i o n-m a k i n g s o f t w a r e f o r t r a n s f o r m e r e c o n o m i c o p e r a t i o n Y A N G W e i ,P A N W e n 一 x i a ,F A N Y o n g-w e i ,L I X u e 一 p e n g (1.H o h a i U n i v e r s i t y,N a n j i n g 2 1 0 0 9 8,C h i n a;2.S u q i a n P o w

24、e r C o m p a n y,S u g i a n 2 2 3 8 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:I n o r d e r to s a v e e n e r g y a n d l o w e r t r a n s f o r m e r l o s s e s o f d i s tr i b u t i o n.n e t w o r k,t h e p r i n c i p l eo f t r a n s f o r m e r e c o n o m i c o p e r a t i o n i s s t u d i e d,t h

25、 e c h a r a c t e r is t i c d i f f e r e n c e s b e t w e e n t r a n s f o r m e r s a n dt h e l o a d c h a n g e o f t r a n s f o r m e r a r e c o n s i d e r e d,a n d t h e e c o n o m i c p o i n t s u n d e r d i f f e r e n t o p e r a t i n gm o d e s a r e a n a l y z e d u s i n g

26、V i s u a l C+f o r r e a l iz i n g t h e e c o n o m i c o p e r a ti o n o f t r a n s f o r m e r s b yi n t e l li g e n t s e l e c t i o n o f o p e r a t i n g m o d e,e.g.f o r a p a rt i c u l a r l o a d,o n e o r m o r e t r a n s f o r m e r s s h o u l d b ep u t i n to o p e r a t i o

27、 n,a n d t h e y s h o u l d o p e r a t e i n p a r a l l e l o r s e p a r a t e l y.A s a s u i t a b l e d e c i s i o n 一 m a k i n gs y s t e m f o r s u b s t a t i o n s,t h e s o f t w a r e r e a l i z e s t h e w h o l e i n t e l l i g e n t p r o c e s s f r o m d a t a c o l l e c t i

28、o n t oo p e r a t i n g m o d e s e le c t i o n,a n d d i s p l a y s t h e re s u l t d i s t i n c t l y w it h b o t h d a t a a n d c h a rt.E n g i n e e r i n ge x a m p l e s h o w s t h a t,d i ff e r e n t l o a d s h a v e d i ff e r e n t e c o n o m i c o p e r a t i n g p o i n t s,d

29、i ff e r e n t o p e r a t in g m o d e sh a v e d i f f e re n t e c o n o m ic a r e a s.Wh e n l o a d i s w i t h i n t h e e c o n o m i c a r e a o f a n-o p e r a ti n g m o d e,t h eo p e r a t i n g m o d e i s th e m o s t e c o n o m ic o p e r a t i n g m o d e o f t h a t l o a d.K e y w o r d s:t r a n s f o r m e r;e c o n o m i c o p e r a t i o n;l o s s;s i m u l a t i o n;d e c i s i o n-m a k i n g s o f tw a r e万方数据