一种变压器运行成本的优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统电网运行技术领域，涉及一种变压器运行成本的优化方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国电网的迅速发展，对供电量的需求不断扩大，需新建更多的变电站来满 足日益增长的用电需求。在巨大的投资面前，需要合理分配以求一种更科学的造价管理方 法，使得投资具有针对性和长期性，这样才能获得最大效益。电力变压器是变电站的重要电 力设备，其安全稳定运行是电力系统供电安全的重要保障。目前，大家习惯于重视电力变压 器的购置费用而忽略其运行费用，通常是节约了购置费用，而后期的运行及维护费用成本 却大大提高。因此，电力变压器全寿命周期成本管理不容轻视。
[0003] 而在配电网损耗中，变压器损耗占60%以上，我国所有变压器自身损耗的电能占 全国发电量4%以上。因此，降低变压器能耗，使变压器能够经济运行，已成为发、供、用电部 门共同关注的重要课题。变压器经济运行，是在确保变压器安全运行及传输电量相同的基 础上，充分利用现有设备，通过择优运行方式、合理调整负载及改善运行条件，使变压器在 电能损耗较低的状态下运行。传统的观念认为变压器的负载率均应在0. 7~0. 8时效率最 高，但实际运行状况并非如此。
[0004] 基于以上情况，如何实现在保证变压器工作效率的基础上，减少能耗，节约能源， 控制运行成本，达到变压器高效且经济运行，是电力系统工作中的一项重要工作。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变压器运行成本的优化方法，该方法能够 实现在保证变压器工作效率的基础上，减少能耗，节约能源，控制运行成本，达到变压器高 效且经济运行。
[0006] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种变压器运行成本的优化方法，包括考虑阶梯电价以及变压器等级不同所带来的差 异，通过增加相应的修正系数对的运行成本和故障成本进行改进，使结果更加贴近实 际；对变压器运行成本进行优化，通过计算变压器优化负载率来减少运行成本。
[0007] 进一步，包括对变压器全寿命周期成本模型的建立。变压器的全寿命周期成本 (ζα)包括从设备购置安装运行检修改造直至报废全过程所产生的费用主要包括变压器的 初始投资成本、运行成本、检修维护成本、故障成本和退役处置成本。
[0008] 进一步，变压器损耗涉及空载有功损耗、短路有功损耗、空载无功损耗和短路无功 损耗。空载有功损耗怂和短路有功损耗Α在变压器铭牌中已标定，而空载无功损耗和短路 无功损耗在变压器铭牌中没有标定，需要由空载电流的百分值《和短路电压的百分值V# 计算出来。
[0009] 本发明的有益效果在于：本发明的目的在于提供一种改进的变压器全寿命周期成 本计算模型以及一种基于变压器优化负载率的变压器经济运行的优化方法，通过增加电价 修正系数与由于变压器容量不同而维修时间不同的修正系数来完善变压器全寿命周期模 型，提高全寿命周期成本的估算精度，并通过变压器的经济运行条件，找到变压器运行的优 化负载率来计算运行成本，从而达到减少运行成本，最终实现对变压器全寿命周期成本的 管理。
【具体实施方式】
[0010] 下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0011] 在本设计中，首先包括对变压器全寿命周期成本的模型的建立。变压器的全寿命 周期成本(ζα)包括从设备购置安装运行检修改造直至报废全过程所产生的费用主要包括 变压器的初始投资成本、运行成本、检修维护成本、故障成本和退役处置成本。
[0012] 式中：(67-----变压器的原始投资成本 CO--变压器的运行成本 CM-----变压器的检修维护成本 CF--变压器的故障损失成本CD--变压器的报废处置成本 变压器的从最开始的购置到报废有较长的一段时间，对于变压器的Ζ6Γ，应当考虑资金 的时间价值。在计算变压器的时候，应当先计算出每年的总费用，再按确定的社会折现 率和通货膨胀率折算到设备购置初期的现值，最后将每年的现值相加求得变压器的Ζ6Γ。
[0013] 其中r为变压器的使用牛限;λ为母牛的思贾用^为通货膨胀率W为社会折现 率。
[0014] (1)变压器的原始投资成本 变压器的原始投资成本包括了设备的购置费用，维修设备的购置费用，运输费，人工 费，土地占用费等费用的总和。
[0015] 其中%为变压器及维修设备的购置费；%为人工费；%为其他费用的总和。
[0016] (2)变压器的运行成本⑶ 变压器的运行成本是指变压器运行过程中的一切费用的总和，包括损耗费，人工费，环 境费和其他费用。
[0017] 其中I为变压器投入运行前的测试费用；^为变压器运行时损耗的总费用，% 为其他费用，包括人工费与环境费等费用的总和。
[0018] 其中_为变压器的负载损耗；f为变压器的负载率;A为单位电价；为电价修正 aeB, -r 系数。
[0019] (3)变压器的检修维护成本Of 变压器的检修维护成本包括了变压器大修成本和小修成本。变压器一般在投入后第5 年进行1次大修，之后每隔10年1次大修，每年进行1次小修。而由于变压器等级的不同， 其检修维护的费用也有差异。
其中，为取整处理；T为变压器的使用年限；_为大修的费用；g为小修的费 用；％ 为变压器等级差异带来的维修费用误差的修正系数。
[0021] (4)变压器的故障成本iF 变压器故障成本是指因为变压器发生故障而造成缺电或者供电中断所引起的损失成 本，包括故障检修费用和故障损失费用。
[0022] 其中，S为变压器型号；_为负荷功率因素，取0. 9 ; ^7为负载率;％为故障维修 时间；p为由于变压器容量不同而维修时间不同的修正系数，@为电价折算系数，一般取 15 为变压器年事故率；I为变压器年障碍率；%:为变压器年缺陷率；%为故障检修 费用，一般取购置费的3%。
[0023] (5)变压器的报废处置成本⑶ 变压器的退报废成本主要包括报废成本和变压器的残值。报废成本是指变压器报废时 处置的人工、设备费用以及运输费和变压器报废处理时的环保费用等。
[0024] 其中，^为变压器的报废成本为变压器报废时的残值。
[0025] (6)变压器全寿命周期成本总模型
在本设计中，包括对变压器运行成本的优化。
[0026] 变压器损耗涉及空载有功损耗、短路有功损耗、空载无功损耗和短路无功损耗。空 载有功损耗||和短路有功损耗||在变压器铭牌中已标定，而空载无功损耗和短路无功损 耗在变压器铭牌中没有标定，需要由空载电流的百分值《和短路电压的百分值0| :%计算 出来。
[0027] 变压器的空载无功损耗
变压器的短路无功损耗
亦
的有功损耗 亦的子功榀耗
变压器的综合功率损耗
其中，@为变压器的额定容量为空载电流；_为短路电压；.为负载率；K为无功 经济当量，这是指每千乏的无功功率在变压器中引起的有功损耗。
[0028]变压器的效率j|
当变压器在某一负荷率时的负载损耗和空载损耗相等时，变压器的效率最高，该负荷 率以往常常称之为经济负荷率：
此时求出的f为变压器的优化负载率 运行成本的公式：
将优化负载率带入公式中，则可得到最佳运行状态的变压器损耗。
[0029] 最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通 过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在 形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1. 一种变压器运行成本的优化方法，其特征在于：对变压器全寿命周期成本模型的建 立， 变压器的全寿命周期成本(ζα)包括从设备购置安装运行检修改造直至报废全过程所 产生的费用主要包括变压器的初始投资成本、运行成本、检修维护成本、故障成本和退役处 置成本。2. -种变压器运行成本的优化方法，其特征在于： 考虑阶梯电价以及变压器等级不同所带来的差异，通过增加相应的修正系数对LCC的 运行成本和故障成本进行改进，使结果更加贴近实际；对变压器运行成本进行优化，通过计 算变压器优化负载率来减少运行成本。3.根据权利要求1到2所述的，一种变压器运行成本的优化方法，其特征在于：提供一 种改进的变压器全寿命周期成本计算模型以及一种基于变压器优化负载率的变压器经济 运行的优化方法，通过增加电价修正系数与由于变压器容量不同而维修时间不同的修正系 数来完善变压器全寿命周期模型，提高全寿命周期成本的估算精度，并通过变压器的经济 运行条件，找到变压器运行的优化负载率来计算运行成本，从而达到减少运行成本，最终实 现对变压器全寿命周期成本的管理。
【专利摘要】本发明公开了一种变压器运行成本的优化方法，属于电力系统电网运行技术领域。提供一种改进的变压器全寿命周期成本计算模型以及一种基于变压器优化负载率的变压器经济运行的优化方法，通过增加电价修正系数与由于变压器容量不同而维修时间不同的修正系数来完善变压器全寿命周期模型，提高全寿命周期成本的估算精度，并通过变压器的经济运行条件，找到变压器运行的优化负载率来计算运行成本，从而达到减少运行成本，最终实现对变压器全寿命周期成本的管理。
【IPC分类】G06Q10/04, G06Q50/06
【公开号】CN105426979
【申请号】CN201410461073
【发明人】廖玉祥, 李志勇, 唐超, 梁瑜, 喻建波, 周艳玲, 方睿, 李娇, 谢惊宇, 王学佳
【申请人】国家电网公司, 国网重庆市电力公司江北供电分公司, 西南大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2014年9月12日