面向智能電網(wǎng)的配電變壓器重過載影響因素初探

魏焯敏

【摘 要】現(xiàn)如今，智能電網(wǎng)時代悄然而至，10kv配電變壓器應(yīng)用的過程中應(yīng)減少重過載現(xiàn)象發(fā)生，對于常見的重過載問題應(yīng)具體探究影響因素，大大提高配變運行的穩(wěn)定性，這對社會穩(wěn)定生產(chǎn)有重要影響。本文首先介紹了特征變量的重要性，然后通過建模的形式分析了影響重過載的因素，最后進行實例證明。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)；配電變壓器；重過載；影響因素

0 前言

隨著社會用電量的不斷增多，配電重過載會影響用電安全性，智能電網(wǎng)時代導(dǎo)致重過載的因素較多，因此，探究該論題具有一定必要性和迫切性，從影響重過載的因素入手，制定有效的應(yīng)急處理對策，有利于降低重過載發(fā)生幾率，確保人們生活有序進行。希望能為相關(guān)電力企業(yè)提供有效借鑒，具體探究如下。

1 特征變量重要性介紹

目前，相關(guān)學(xué)者對10kv配電變壓器重過載問題高度關(guān)注，不同學(xué)者的分析方向以及分析方式存在差異，但探究配變設(shè)備負(fù)荷過高因素的學(xué)者數(shù)量較少，即使個別學(xué)者能夠探究配變重過載因素，也只是淺層次探究，未對配變具體分類。本文探究該論題時引用數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法，并巧妙運用R語言工具，分析天氣、用戶、配變自身等因素間的關(guān)系，以及各因素在重過載中的重要性，最后有序排列影響因素，借此完成配電的具體分類，以便為智能電網(wǎng)合理規(guī)劃提供依據(jù)。

上述介紹的三方面因素對配變重過載有重要影響，選定關(guān)鍵類變量并對其進行統(tǒng)計分析，掌握配變重過載現(xiàn)象發(fā)生時，特征變量在其中發(fā)揮的重要作用。在這一過程中，巧妙應(yīng)用對策理論法進行重要性分析，最后順利去除過于獨立的特征變量以及關(guān)聯(lián)性較弱的特征變量，對關(guān)聯(lián)性較強的特征變量進行建模分析，根據(jù)分析結(jié)果合理劃分配變，以及用戶類型。

2 數(shù)據(jù)處理

一方面，確定特征變量，這是模型構(gòu)建的基礎(chǔ)，其中，天氣因素主要包括溫度、日期等；用戶因素主要包括負(fù)載類型、產(chǎn)業(yè)規(guī)模等；自身因素主要包括冷卻方式、；配變類型、保護方式等。另一方面，對各類影響因素具體定義。天氣因素：日（月）平均溫度、天氣狀況、星期、季度、法定假期，日平均溫度分類情況、配變負(fù)載率情況；用戶因素：用電類別、用戶分類、行業(yè)分類、運行容量、重要性等級、運行容量、重點用戶表示、耗能產(chǎn)業(yè)類別、生產(chǎn)班次、廠休日；配變自身因素：主備性質(zhì)、變動容量、首運日期、冷卻方式、銘牌容量、保護方式、生產(chǎn)日期。

3 建模分析

3.1相對重要性

一般來說，自變量因素間存在一定關(guān)聯(lián)，應(yīng)用對策理論法分析自變量的相對重要性，該方法應(yīng)用過程中，明確特征量、影響配變重過載的特征量組合、互信息、信息分解的參數(shù)，依次為參與者、聯(lián)和貢獻、特征函數(shù)、效益，最后應(yīng)用對策理論具體算法得出自變量的相對重要性[1]。

3.2 條件概率情況

配變重過載概率因特征變量取值差異會發(fā)生數(shù)值變化，應(yīng)用全概率公式P（B）P（Ai）P（BIAi）分析特征變量與概率間的存在的關(guān)系。應(yīng)用貝葉斯公式P（BiIA）=具體計算、直觀呈現(xiàn)特征量分布狀態(tài)。選取天氣因素——溫度變量，探究其與重過載概率間關(guān)系，基于得出配變分類法。經(jīng)分析可知，配變重過載現(xiàn)象受高溫或者低溫影響較大，一旦溫度過高或者過低，那么重過載概率會隨之增大。

4 實例分析

4.1 基本數(shù)據(jù)及特征

本文以某基層供電分局為例，選取2016年1月——2017年8月配變負(fù)荷數(shù)據(jù)，具體分析重過載影響因素，并具體分類配變情況。其中，配變總數(shù)1202臺，包括無重過載數(shù)量991臺，已有重過載數(shù)量211臺，R語言為實驗工具，可供分析的配變數(shù)量為211臺，并依次輸入特征變量。

應(yīng)用上述介紹的方法進行變量特征提取，各變量特征的相對重要性如圖1所示，可以看出，月平均溫度的相對重要性顯著弱于行業(yè)類別、用電類別以及日平均溫度，特征變量所占相對重要性比例分別為：行業(yè)類別63%、用電類別15%、日平均溫度14%、月平均溫度7%、其他1%。

4.2 關(guān)系探究

分析行業(yè)類別在配變重過載中所占比重根據(jù)該分局提供重過載配變數(shù)據(jù)分析可知），配變重過載比例較高的行業(yè)主要有五類，行業(yè)類別及其占比情況分別為塑料加工業(yè)（37%）、燈飾制造業(yè)（28%）、造紙業(yè)（19%）、居民服務(wù)業(yè)（12%）、零售業(yè)（10%）。從另一個角度分析不同行業(yè)配變重過載情況，能夠間接了解不同行業(yè)的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，進而電網(wǎng)企業(yè)能夠根據(jù)行業(yè)重過載比例情況合理規(guī)劃、適當(dāng)分配配變?nèi)萘?，同時，還能根據(jù)觀察得到的行業(yè)經(jīng)濟規(guī)模情況明確經(jīng)濟指標(biāo)。

分析用電類別在配變重過載中的占比情況，其中，一般工商業(yè)配變重過載所占比例為21%，城鎮(zhèn)居民生活用電重過載率為13%，鄉(xiāng)村居民生活用電重過載率為22%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電重過載率為11%，大工業(yè)用電重過載率為30%，其他重過載率為3%。具體分析可知，城鎮(zhèn)用電少于鄉(xiāng)村，這主要是因為鄉(xiāng)村居民大規(guī)模使用功率較大的電氣設(shè)備，再加上鄉(xiāng)村配電設(shè)施陳舊，配變?nèi)萘枯^小，因此鄉(xiāng)村用電量多于城鎮(zhèn)。

配變重過載還受日（月）平均溫度因素影響，經(jīng)分析可知，重過載概率與日（月）平均溫度間存在一定聯(lián)系，其中，Ⅰ類配變數(shù)量為63，它在重過載配變總數(shù)中占比為29.86%，它主要適用的行業(yè)為通信業(yè)、工業(yè)，如果配電設(shè)備運行期間環(huán)境溫度過高或者過低，則設(shè)備耗電量會隨之增加；Ⅱ類配變數(shù)量為101，它在重過載配變總數(shù)中占比為47.86%，它主要適用于商業(yè)用電和住宅用電，重過載概率會隨著日平均溫度的升高而增加；Ⅲ類配變數(shù)量為39，它在重過載配變總數(shù)中占比為18.48%，它主要適用的行業(yè)為商場供暖，重過載率隨著氣溫的逐漸降低而增大；Ⅳ類配變數(shù)量為8，它在重過載配變總數(shù)中占比為3.79%，它主要適用于露天場所供電，天氣溫度極高或者極低時，這時配變重過載概率減小，適宜溫度環(huán)境下的重過載概率會增大[2]。

分析配變重過載受月平均溫度影響，據(jù)相關(guān)資料顯示，6-8月份（高溫）重過載天數(shù)小于十天，3-11月份（中溫）重過載天數(shù)大于十五天，1-2月份（低溫）重過載天數(shù)大于十天小于十五天，月平均溫度和重過載天數(shù)間關(guān)系變化情況如圖2所示，從圖示中可以看出，重過載概率隨著配變溫度過高或者過低而增大。

圖2 月平均溫度和重過載天數(shù)間關(guān)系

掌握10kv配電變壓器重過載影響因素后，應(yīng)用配變匹配調(diào)換法減輕負(fù)荷壓力，以此降低重過載問題發(fā)生幾率，這一方法應(yīng)用的過程中應(yīng)遵循相關(guān)原則，并根據(jù)有序流程予以匹配調(diào)換，同時，制定適合的匹配方案。

5 結(jié)論

綜上所述，配電變壓器實際應(yīng)用的過程中，經(jīng)常發(fā)生重過載現(xiàn)象，這不僅會影響配電變壓器應(yīng)用性能，而且還會降低電能供應(yīng)穩(wěn)定性和安全性，不利于人們生產(chǎn)生活順利進行。具體確定重過載影響因素，并適時應(yīng)用配變匹配調(diào)換法，這不僅能為智能電網(wǎng)合理規(guī)劃提供依據(jù)，而且還能提高供電企業(yè)資金回報率。

【參考文獻】

[1]陳習(xí)，王鵬，龔若飛.10kV配電變壓器重過載問題解決新思路[J].機電工程技術(shù)，2017（09）：112-115.

[2]賀建章，王海波，季知祥.面向智能電網(wǎng)的配電變壓器重過載影響因素分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2017，41（01）：279-284.endprint