一种电力变压器经济剩余寿命评估方法与系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及变压器经济运行、寿命评估技术领域，特别是涉及一种电力变压器经 济剩余寿命评估方法与系统。
【背景技术】
[0002] 电力变压器作为电网中的关键部件之一，其安全可靠地运行直接影响到供电可靠 性和企业的经济效益。从用电企业角度出发，为了减少变压器运行中所带来的成本，就必须 对变压器的状态和寿命做出评估。
[0003] 通常，电力变压器的寿命分为物理寿命、可靠性寿命和经济寿命。物理寿命是指变 压器从投入使用到无法继续使用而必须报废的整个时间过程。变压器的可靠性寿命是指在 设定的可靠性范围内，即一定的故障概率范围内，设备可正常持续运行的时间的估计，是一 种统计概率模型。经济寿命是从经济学角度决定变压器退役时间。
[0004] 目前基于变压器全经济寿命周期有较多的研究，主要是以变压器整个寿命周期内 平均运行成本最低作为退役依据，首先设定变压器的寿命，然后计算年均成本，最低的年均 成本对应的寿命即为变压器全经济寿命周期，变压器经济全寿命周期计算模型的结果是使 得已支出成本和未来的成本预算综合达到最小。
[0005] 上述模型并未考虑计算参数发生较大变化时的处理方法，但事实上，随着年份的 增长或企业决策的改变，变压器运行成本计算参数的取值范围很可能发生大幅度的变化， 如电价，若不根据实际情况来对上述模型进行修正，计算所得的变压器寿命并不能够达到 经济上最优。
[0006] 由于变压器运行成本的计算参数大多具有不确定性，现有技术在计算中主要使用 MC算法(Monte Carlo，蒙特卡洛），其主要思想是:假设所有参数在其取值区间内服从均匀 分布，在每个参数的取值区间内随机选取数值，计算函数的结果，将此步骤进行N次后，将所 有的函数结果进行加和平均，当N足够大时，可以认为所得平均值即为函数的期望值。在程 序实现方面，MC算法在收敛速度上较慢，因而基于MC算法的程序计算速度会受到不利影响。
【发明内容】
[0007] 本发明实施例中提供了一种变压器经济剩余寿命的评估方法与系统，以避免变压 器过早更换所带来成本的浪费，同时也防止使用年份过长所带来较大的安全隐患。
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
[0009] 本发明提供了一种电力变压器经济剩余寿命评估方法，包括：
[0010] 根据电力变压器的一次投资成本、损耗成本、环境成本、运行维护成本、故障成本 和报废成本，构建电力变压器经济剩余寿命成本CRLdTi)的计算模型；
[0011] 根据电力变压器经济剩余寿命成本，构建电力变压器经济剩余寿命年均损耗cERLC 的计算模型；
[0012] 设定电力变压器经济剩余寿命的取值范围；
[0013] 根据所述取值范围，利用拟蒙特卡洛算法计算所述取值范围内的每一个经济剩余 寿命年均损耗；
[0014] 查询并确定所述取值范围内所有经济剩余寿命年均损耗中的最小年均损耗；
[0015] 根据所述最小年均损耗所对应的经济剩余寿命，确定电力变压器的经济剩余寿命 Terl；
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[0019] To是企业改变策略时电力变压器已运行年数，1^是企业改变策略后到电力变压器 报废时之间的年数，α是一次投资成本，C2l是第i年损耗成本，C 3l是第i年环境成本，C4l表示 第i年的运行维护成本，C5i为第i年故障成本，C 6i为在第i年报废的成本。
[0020] 优选地，所述拟蒙特卡洛算法包括：
[0021 ]分别构造所述电力变压器的各成本的积分函数；
[0022] 构造所述各成本中参数的一维低偏差序列；
[0023] 在所述电力变压器经济剩余寿命的取值范围内，选取一所述企业改变策略后到电 力变压器报废时之间的年数；
[0024] 针对选取的所述企业改变策略后到电力变压器报废时之间的年数，多次从所述各 参数的一维低偏差序列中进行随机取数作为所述各成本中的参数值计算电力变压器的损 耗；
[0025]将计算的所有所述电力变压器的损耗计算结果进行加和平均，得出电力变压器损 耗平均值，即经济剩余寿命年均损耗；
[0026]输出企业改变策略后到电力变压器报废时之间的年数及所述电力变压器的经济 剩余寿命年均损耗。
[0027]优选地，所述企业改变策略后到电力变压器报废时之间的年数及所述电力变压器 的经济剩余寿命年均损耗之前，还包括：
[0028] 针对同一所述企业改变策略后到电力变压器报废时之间的年数，计算相邻两次所 述电力变压器损耗平均值之间的相差百分比；
[0029] 判断所述相差百分比与设定阈值的大小；
[0030] 如果所述相差百分比连续两次低于所述设定阈值时，则输出电力变压器的经济剩 余寿命年均损耗；
[0031] 如果所述相差百分比不连续两次低于所述设定阈值时，则针对选取的所述企业改 变策略后到电力变压器报废时之间的年数，重新随机选取参数值，并重复按照所述逐层计 算的方法进行计算。
[0032]优选地，所述设定阈值为5%。
[0033] -种电力变压器经济剩余寿命评估系统，包括数据计算模块，所述数据计算模块 包括序列生成单元、模拟计算单元、迭代次数判别单元和中间结果处理单元，其中，
[0034] 所述序列生成单元用于生成一维低偏差序列；
[0035] 所述模拟计算单元用于生成随机取数和每次迭代过程的计算，并将迭代次数的判 别量发送到所述迭代次数判别单元；
[0036] 所述迭代次数判别单元用于判定是否进行下一次迭代，并将所有迭代计算结果发 送到所述模拟计算单元；
[0037]所述中间结果处理单元用于计算电力变压器经济剩余寿命，并进行电力变压器最 小年均损耗的判定，确定电力变压器经济剩余寿命。
[0038]优选地，所述系统还包括数据输入模块、数据储存模块和人机互动模块，其中， [0039]所述数据输入模块向所述人机互动模块发送所需参数输入及参数定义信号，并将 获取的参数进行分类后发送给所述数据储存模块；
[0040] 所述人机互动模块用于输入所述所需参数，显示输入的结果和计算的结果；
[0041] 所述数据储存模块用于存储所述所需参数，并将所述所需参数发送到所述数据计 算模块。
[0042] 由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种电力变压器经济剩余寿命评估方 法，所述方法包括:根据电力变压器的一次投资成本、损耗成本、环境成本、运行维护成本、 故障成本和报废成本的各成本，构建电力变压器经济剩余寿命成本的计算模型;根据电力 变压器经济剩余寿命成本，构建电力变压器经济剩余寿命年均损耗的计算模型；设定电力 变压器经济剩余寿命的取值范围；根据所述取值范围，利用拟蒙特卡洛算法计算所述取值 范围内的每一个经济剩余寿命年均损耗;查询并确定所述取值范围内所有经济剩余寿命年 均损耗中的最小年均损耗;根据所述最小年均损耗所对应的经济剩余寿命，确定电力变压 器的经济剩余寿命。
[0043] -种电力变压器经济剩余寿命评估系统，包括数据计算模块，所述数据计算模块 包括序列生成单元、模拟计算单元、迭代次数判别单元和中间结果处理单元，其中，所述序 列生成单元用于生成一维低偏差序列，所述模拟计算单元用于生成随机取数和每次迭代过 程的计算，并将迭代次数的判别量发送到所述迭代次数判别单元，所述迭代次数判别单元 用于判定是否进行下一次迭代，并将所有迭代计算结果发送到所述中间结果处理单元，所 述中间结果处理单元用于计算电力变压器经济剩余寿命，并进行电力变压器最小年均损耗 的判定，确定电力变压器经济剩余寿命。
[0044] 在计算方法上，本发明以参数变化(如电价）的时间为分界点，将变压器的寿命分 为"已运行寿命"（已知量)和"经济剩余寿命"（待求量），将目标函数从原有方法的"使变压 器全寿命周期内年均成本最低"改为本发明的"使变压器经济剩余寿命内年均成本最低"。 "变压器经济剩余寿命"概念的提出，充分考虑到了变压器运行成本计算中参数发生变化 时，对变压器经济剩余寿命的评估带来的影响。本发明提出"经济剩余寿命"的概念，以变压 器经济剩余寿命内年均成本最小为目