分析2臺雙繞組主變壓器優(yōu)化運(yùn)行方案

摘 要：針對完成潮流計(jì)算和最優(yōu)潮流計(jì)算的2臺雙繞組主變壓器優(yōu)化運(yùn)行問題，在明確主變優(yōu)化運(yùn)行基本原則與條件的基礎(chǔ)上，提出運(yùn)行優(yōu)化過程中的臨界負(fù)荷與無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量計(jì)算，最后輸出于地調(diào)值班人員。調(diào)度人員應(yīng)以主變優(yōu)化運(yùn)行成果、負(fù)荷預(yù)測結(jié)果與現(xiàn)有無功補(bǔ)償實(shí)際投切數(shù)據(jù)變更為依據(jù)，確定最佳的運(yùn)行方式等結(jié)論，以此從根本上保證主變實(shí)際運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)，提高運(yùn)行可靠性，避免發(fā)生大規(guī)模停電。

關(guān)鍵詞：EMS系統(tǒng)；變壓器；優(yōu)化運(yùn)行

中圖分類號：TM406 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0094-02

如今，電力市場與EMS（Energy Management System，能量管理系統(tǒng)）的建成和實(shí)現(xiàn)，對變電站實(shí)際運(yùn)行提出了更高的要求，尤其是主變優(yōu)化運(yùn)行，必須引起相關(guān)人員的高度重視，保證最終的優(yōu)化效果。針對可對負(fù)荷量值進(jìn)行調(diào)整和可實(shí)現(xiàn)高低壓解列運(yùn)行目標(biāo)的變壓器，可將其視作線路中的重要組成部分，根據(jù)等網(wǎng)損微增率的基本原則對其最優(yōu)潮流進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果直接作為負(fù)荷量值。此外，對存在多個電源點(diǎn)的特殊變電站，需要在完成潮流計(jì)算以后，準(zhǔn)確確定它的電源點(diǎn)。

1 優(yōu)化運(yùn)行基本原則與條件

1.1 原 則

主變優(yōu)化運(yùn)行基本原則包括：①按優(yōu)化運(yùn)行方案實(shí)施運(yùn)行應(yīng)可以確保母線負(fù)荷實(shí)際供電質(zhì)量與可靠性；②對電壓調(diào)整應(yīng)積極、有利，高峰、低谷時段的電壓應(yīng)防止越限；③測計(jì)期中的主變損耗應(yīng)保持為最小[1]。

1.2 條 件

要實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行，應(yīng)具備以下幾個條件：①兩臺主變都必須具備良好的運(yùn)行條件；②母線負(fù)荷可以承受瞬間失壓；③主變應(yīng)有無壓自投設(shè)備，如果正處于正常運(yùn)行狀態(tài)的主變發(fā)生故障而停運(yùn)，熱備用主變應(yīng)可以立即自動投入。

2 臨界負(fù)荷

3 無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量計(jì)算

對于無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，它主要指的是單位無功負(fù)荷發(fā)生變化引起的有功損耗變化。某地區(qū)次輸電系統(tǒng)接線如圖1所示。由圖1可知，其二次變電站對應(yīng)的無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，是指在該變電站中通過的無功功率變化，引起的有功損耗變化[3]。次輸電網(wǎng)和主輸電網(wǎng)之間的網(wǎng)損界面到一次變電站的輸變電元件發(fā)生的網(wǎng)損可表示為：

從以上表達(dá)式可以看出，k的值主要受到無功負(fù)荷、電壓及運(yùn)行方式因素的影響，而k的值對臨界點(diǎn)有直接影響。在次輸電網(wǎng)中，其無功負(fù)荷與運(yùn)行電壓主要受到無功負(fù)荷發(fā)生的波動、無功電源的投切與出力調(diào)整等因素的影響，數(shù)值可能發(fā)生波動，使k發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，在實(shí)際工作中，應(yīng)重視并做好k值的計(jì)算[4]。

4 運(yùn)行優(yōu)化成果的自動生成

4.1 臨界負(fù)荷分界點(diǎn)

對于臨界負(fù)荷分界點(diǎn)，它是指不同損耗曲線之間的交點(diǎn)。如果損耗曲線之間交點(diǎn)部位的曲線，其損耗值比另外曲線對應(yīng)的損耗值小，則這一損耗曲線之間的交點(diǎn)即為臨界負(fù)荷分界點(diǎn)；如果損耗曲線之間交點(diǎn)部位的曲線，其損耗值比另外曲線對應(yīng)的損耗值大，則這一損耗曲線之間的交點(diǎn)不可作為臨界負(fù)荷分界點(diǎn)[5]。

4.2 主變運(yùn)行方式數(shù)目

由于主變的數(shù)量為2臺，所以其運(yùn)行方式不會超過3種，也就是說損耗曲線之間交點(diǎn)部位為臨界負(fù)荷分界點(diǎn)不會超過2個，同樣，也會出現(xiàn)僅有1個交點(diǎn)為臨界負(fù)荷分界點(diǎn)的實(shí)際情況。

4.3 主變運(yùn)行方式

（1）當(dāng)臨界負(fù)荷分界點(diǎn)僅有1個時，其運(yùn)行方式的確定為：取與臨界負(fù)荷分界點(diǎn)相比小1個步長處和所有損耗值當(dāng)中為最小的運(yùn)行方式，將其作為比這一臨界負(fù)荷小的運(yùn)行方式。取與臨界負(fù)荷分界點(diǎn)相比大1個步長處和所有損耗值當(dāng)中為最小的運(yùn)行方式，將其作為比這一臨界負(fù)荷大的運(yùn)行方式[6]。

（2）當(dāng)臨界負(fù)荷分界點(diǎn)有2個時，其運(yùn)行方式的確定為：在臨界負(fù)荷分界點(diǎn)當(dāng)中取相對較小的。取與鄰近負(fù)荷分界點(diǎn)相比小1個步長處和所有損耗值當(dāng)中為最小的運(yùn)行方式，將其作為比這一臨界負(fù)荷小的運(yùn)行方式；取2個臨界負(fù)荷分界點(diǎn)的中值處和所有損耗值當(dāng)中為最小的運(yùn)行方式，將其作為2個臨界負(fù)荷分界點(diǎn)之間的運(yùn)行方式；取2個臨界負(fù)荷分界點(diǎn)的較大處1個步長處和所有損耗值當(dāng)中為最小的運(yùn)行方式將其作為比這一臨界負(fù)荷大的運(yùn)行方式。

4.4 各運(yùn)行方式中主變電能損耗對比

在變電站中，其母線負(fù)荷往往是發(fā)生變動的，所以除了要對各運(yùn)行方式條件下主變和電能損耗進(jìn)行瞬時對比分析，還要分析在某時間段中，各運(yùn)行方式條件下主變發(fā)生的電能損耗，這對運(yùn)行方式的合理安排，保證運(yùn)行安排的科學(xué)性，是有重要現(xiàn)實(shí)意義的，應(yīng)引起相關(guān)人員的高度重視[7]。

對分析數(shù)據(jù)而言，它既可以為歷史分析數(shù)據(jù)，也可以為預(yù)測分析數(shù)據(jù)，對于負(fù)荷的間隔，應(yīng)確定為15min。基于給定的分析數(shù)據(jù)，窮舉所有運(yùn)行方式，對其在各種運(yùn)行方式條件下的電能損耗進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，將電能損耗為最低的運(yùn)行方式作為最優(yōu)的運(yùn)行方式。

5 結(jié) 論

通過上述分析，可得出以下幾條結(jié)論：

（1）在變電站中，對主變實(shí)際運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，是當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)的關(guān)鍵所在，同時在地調(diào)EMS中，也應(yīng)具備該優(yōu)化功能。

（2）對變電站的主變實(shí)際運(yùn)行方式進(jìn)行有效優(yōu)化改進(jìn)時，應(yīng)綜合考慮多項(xiàng)因素，包括主變的有功損耗、供電可靠性與電壓的調(diào)整。除此之外，還應(yīng)充分考慮對運(yùn)行方式進(jìn)行改變時的適宜時間間隔，保證運(yùn)行方式改變的有效性。

（3）因無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量主要和電網(wǎng)的電阻、無功負(fù)荷與運(yùn)行電壓有十分密切的關(guān)系，所以在實(shí)際工作中對其進(jìn)行實(shí)時計(jì)算是十分重要與必要的，同時EMS的引入，還能使實(shí)時計(jì)算過程真正成為可能。對EMS系統(tǒng)而言，它應(yīng)該具有對運(yùn)行方式進(jìn)行自動識別的能力，同時對無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量進(jìn)行準(zhǔn)確且快速的實(shí)時計(jì)算。

（4）對于地調(diào)值班人員，需要以主變優(yōu)化運(yùn)行成果、負(fù)荷預(yù)測結(jié)果與現(xiàn)有無功補(bǔ)償實(shí)際投切數(shù)據(jù)變更為依據(jù)，以此確定最佳的運(yùn)行方式。

參考文獻(xiàn)

[1]李繞堂，杜海燕.三繞組主變壓器作為雙繞組變運(yùn)行的問題研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（20）：180～181.

[2]張文鋆，李 韜，袁旭峰.變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行損耗統(tǒng)一評估算法的研究及應(yīng)用[J].貴州電力技術(shù)，2012（3）：48～51.

[3]王亞忠，單曉紅，黎天珠，等.多臺同容量雙繞組變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37（4）：93～94.

[4]楚清河，馬建華，聶 貞.不同容量雙繞組變壓器并列經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的探究[J].變壓器，2011，48（7）：66～69.

[5]鄭 威.相同容量雙繞組變壓器分列和共用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方法的研究[J].機(jī)電工程技術(shù)，2017（3）：145～147.

[6]姜洪松，耿長龍.雙內(nèi)橋主接線下變壓器差動保護(hù)構(gòu)成及定值整定注意事項(xiàng)[J].電氣時代，2016（7）：90～94.

[7]陳 澈.輸配電網(wǎng)雙繞組變壓器并列運(yùn)行情況探討[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2013，32（21）：75.

收稿日期：2018-6-13

作者簡介：闕韻鋒（1988-），男，漢族，廣西玉林人，助理工程師，本科，主要從事電氣工程工作。