一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法及应用与流程

本发明涉及电网调度控制技术领域。

背景技术：

电网调控降损的主要措施就是控制电能在线路传输过程中产生的损耗和电能在变压器中的损耗，线损可降举措受限或已最优化，研发变压器经济运行是电力系统经济运行的重要环节，也是降低电力系统网损的重要措施。从发电厂发出电能到用户用电需要经过3-5次变压过程，运行中变压器台数与容量远远超过发电机的总台数与总容量。变压器在变压和传递功率的过程中，自身要产生有功功率损耗和无功功率损耗，其功率损耗与变压器的技术特性有关，并随着负载的变化而产生非线性的变化。如何根据变压器的有关技术参数，充分利用现有的设备条件，通过合理地选择运行方式，加强变压器的运行管理，降低变压器损耗，达到节约电能的目的，已成为各级调度关注的热点问题。

在传统观念中普遍存在以下观点：一是一台变压器能承担的负载，就不用两台运行;二是小容量变压器自己能承担的负载，就不用大容量变压运行；三是以变压器容量的利用率来判定变压器过轻负载 (俗称“大马拉小车”);四是习惯性认为变压器属高效能设备，开展经济运行无潜力可挖；五是认为变压器的利用率越高，变压器损耗的电能就越低(即效率越高)。以上这些观点和做法，不仅没有达到变压器经济运行的目的，反而造成了电能浪费。

经济运行就是充分发挥变压器效能，合理地选择运行方式，从而降低用电损耗。因此，要全面科学分析变压器的经济运行方式，不仅要分析单台变压器运行方式间的技术特性的优劣，还要分析多台变压器运行方式间及并列运行方式间技术特性的优劣，在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器电能损失最低。所以，变压器经济运行无需投资，只要加强供、用电科学管理，即可达到节电和提高功率因数的目的。

随着三集五大体系的深入运转，电网调度与电网监控业务的高度融合，调控值班员担负的工作项目越来越多，日常工作中，调控值班员主要依靠主变经济运行曲线调整主变运行方式。由于各站主变容量、参数等差异较大，调控员在工作中依照曲线图中主变经济运行临界点来判断是否改变主变运行方式时，要频繁对所辖35kV主变进行分析，工作量大，往往造成变电站主变不能及时调整，影响经济运行。

鉴于以上原因研发变压器经济运行是有效降低电网损耗的有力措施，考虑市场上的变压器经济运行软件多为离线分析型，无法实时监控变压器运行损耗，不能及时调整变压器运行方式，很难做到变压器经济运行。

智能电网调度控制系统（简称D5000系统）是新一代的智能电网调度技术支持系统基础平台，适应了国家电网 “大运行”体系中五级调度控制体系的要求，实现了“远程调阅、告警直传、横向贯通、纵向管理”的功能。以前调度控制中心需要维护很多平台的数据，用了D5000以后，只需要维护一套数据就可以了。主变指的是一个单位或者变电站的总降压变压器，其容量一般比较大。

技术实现要素：

本发明提供一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法及应用，能有效降低变压器有功功率和无功功率损耗，达到降损、节能的目的，使用方便、快捷，经济效益显著。

本发明提供的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取变电站各主变技术参数并将所述主变技术参数输入D5000系统；

步骤二、通过所述D5000系统获取各主变的实时遥信、遥测数据；

步骤三、通过D5000系统对各变电站主变的各种运行方式的电量损耗进行分别计算和预判；

步骤四、输出计算和预判结果；

步骤五、根据计算和预判结果进行分析判断，当算和预判结果超过投切阈值时，对变电站各主变的运行方式进行调整控制；

步骤六、步骤二至步骤五实时反复进行；

所述步骤一和步骤二顺序可颠倒；

所述各主变是指同一变电站中的至少两个主变。

进一步地，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，步骤一中，所述各变电站主变技术参数包括各变电站主变的额定电流、铜损、铁损、短路电压。

进一步地，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，步骤四中，所述输出计算和预判结果的内容包括根据所述计算和预判结果输出投切告警信号。

进一步地，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，步骤四中，所述输出计算和预判结果的方式包括告警模式、曲线模式、图形模式、报表模式。

进一步地，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，步骤五中所述的投切阈值是指调节变压器运行方式的临界点，即各主变单独运行及并列运行时的运行曲线交点及交点下部的值；所述的运行曲线以电流为横坐标，以损耗为纵坐标。

进一步地，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，步骤五中所述的分析判断包括，分析计算和预判结果是否由瞬时或短时间电流剧烈变化引起，若是，则不对变电站各主变的运行方式进行调整控制；若不是，则当算和预判结果超过投切阈值时，对变电站各主变的运行方式进行调整控制。

进一步地，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，所述步骤五之后还有，通过对比所述计算和预判结果和实际运行结果对步骤一、步骤二或步骤三进行反馈调节的步骤。

进一步地，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，所述反馈调节的步骤包括，将预判结果与实际运行结果进行对比，若两者在长时间内均有较大差别，则检查步骤一中数据是否有误、步骤二中数据是否有误、步骤三中计算和预判方法的取值是否有误，若有误，则进行更正。

前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法的应用，用于35kV变电站。

本发明所述技术方案所产生的有益效果为：

本发明提供的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法及应用能有效降低变压器有功功率和无功功率损耗，达到降损、节能的目的，使用方便、快捷，经济效益显；在保证主变经济条件下减少主变投切次数；减少主变分接开关动作次数，降低检修维护量；动态观察正常方式及非正常方式时，各变电站的变压器损耗；便于统计每月、每年及设定的时间段各变电站的变压器损耗；调度员通过系统告警来正确改变变压器运行方式，使之达到降损节能的目的。

附图说明

图1是本发明控制方法的控制流程图；

图2是本发明在某县应用的主变经济运行计算点表界面；

图3是本发明在某县应用的预判损耗曲线；

图4是本发明在某县应用的实际运行损耗曲线；

图5是本发明在某县应用的报表模式中，主变经济运行的报表界面；

图6是本发明在某县应用的图形模式中，主变经济运行前后的对比图界面；

图7是本发明在某县应用的报表模式中，主变经济运行前后的对比表界面；

图8是本发明在某县应用的实时双绕组变压器损耗计算程序及运行方式计算数据编辑和浏览界面；

图9是本发明在某县应用的某某站主变经济运行曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考附图1，本发明提供的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取变电站各主变技术参数并将所述主变技术参数输入D5000系统；

步骤二、通过所述D5000系统获取各主变的实时遥信、遥测数据；

步骤三、通过D5000系统对各变电站主变的各种运行方式的电量损耗进行分别计算和预判；

步骤四、输出计算和预判结果；

步骤五、根据计算和预判结果进行分析判断，当算和预判结果超过投切阈值时，对变电站各主变的运行方式进行调整控制；

步骤六、步骤二至步骤五实时反复进行；

所述步骤一和步骤二顺序可颠倒；

所述各主变是指同一变电站中的至少两个主变。

若步骤三首次进行，在步骤三之前还有在D5000系统内自定义运算公式的步骤。

具体地，以35kV变电站主变为例，目前35kV变电站主变运行通常有以下三种运行方式：#1变单独运行、#2变单独运行、#1与#2并列运行。为使在供相同负载条件下优选损耗小的运行方式，利用D5000系统内的用户自定义公式功能完成系统中实时数据的计算、监视和查询，进而实现实时计算主变损耗的功能，制作多态图元分别显示三个计算状态（#1变单独运行，#2变单独运行，#1变与#2变并列运行）的运行方式计算结果、变压器运行是否合理的显示图元及变压器投停状态的图元。某地某某站主变统计简表如下。

进一步地，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，步骤一中，所述各变电站主变技术参数包括各变电站主变的额定电流、铜损、铁损、短路电压。实际上，这些参数可以通过设备名牌获得，且在很长时间内是基本不变的，故一旦将其输入D5000系统，就无需再进行更改，直接调用即可。

具体地，在本发明的一个实施例中，根据实际情况，在D5000系统中将各变电站主变的额定电流、铜损、铁损、短路电压等技术参数输入到D5000系统中，利用D5000系统中的遥信、遥测数据分别计算和预判各站主变在不同运行方式下的损耗，并输出投切告警信号，为调度员提供合理经济运行方案，同时显示变压器投切前后两种运行方式的功率损耗值，达到主变经济运行实时监控的要求，实现了辅助调度员对主变运行的经济调度。另外，由于实践证明根据阻抗电压及变压器容量大小计算两台变压器负载情况精度不高，故在实际应用中较少采用，但这种利用这种方式进行计算并不影响本发明的发明原理，故应当属于本发明的保护范围。

进一步地，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，步骤四中，所述输出计算和预判结果的内容包括根据所述计算和预判结果输出投切告警信号。

进一步地，参考附图2～5以及附图9，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，步骤四中，所述输出计算和预判结果的方式包括告警模式、曲线模式、图形模式、报表模式。其中，告警模式为通过系统判断运行方式后发出告警提示调度员改变变压器运行方式；曲线模式为可显示和比较两种不同电网运行方式下的变压器损耗及变损率数值；图形模式为可动态显示不同电网运行方式下的变压器损耗、变损率数值及损耗分布图；报表模式为可定点打印各时段的线损、变损及线损率、变损率数值。这些方式在步骤五为调度员人工调节的情况下及其重要，调度员可以通过综合分析各种形式的数据估计出投切阈值或对计算和预判程序进行维护。

进一步地，参考附图9，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，步骤五中所述的投切阈值是指调节变压器运行方式的临界点，即各主变单独运行及并列运行时的运行曲线交点及交点下部的值；所述的运行曲线以电流为横坐标，以损耗为纵坐标。而变电站各主变的各种运行方式经济运行曲线是根据所述计算和预判结果得出的。

进一步地，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，步骤五中所述的分析判断包括，分析计算和预判结果是否由瞬时或短时间电流剧烈变化引起，若是，则不对变电站各主变的运行方式进行调整控制；若不是，则当算和预判结果超过投切阈值时，对变电站各主变的运行方式进行调整控制。在实际运行中，一个变电站的负荷、不同的负载性质随时间有明显的呈一定规律的变化。若完全根据负荷变化，在经过最佳经济运行转折点时，频繁的切换变压器选择经济运行状态，这对于变电站运行的安全稳定性和变压器及开关的使用寿命都有很大影响。为兼顾以上两个因素，可以根据短期负荷预测值，设置变压器的动作次数限制，即可提前分配变压器的投切次数，提前确定变压器运行方式改变的几率。

进一步地，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，所述步骤五之后还有，通过对比所述计算和预判结果和实际运行结果对步骤一、步骤二或步骤三进行反馈调节的步骤。反馈调节的步骤是为了保证系统运行的稳定性而进行的。但是由于步骤一中的数据为主变的固有数据，一般不会改变，故实际操作中也不会对步骤一进行反馈调节。

进一步地，前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法中，所述反馈调节的步骤包括，将预判结果与实际运行结果进行对比，若两者在长时间内均有较大差别，则检查步骤一中数据是否有误、步骤二中数据是否有误、步骤三中计算和预判方法的取值是否有误，若有误，则进行更正。

前述的一种基于D5000系统的变电站主变经济运行控制方法的应用，用于35kV变电站，本发明可以应用的变电站级别包括但不限于1000KV、750KV、500KV、330KV、220KV、110KV、66KV、35KV、10KV、6.3KV，同时各类小型变电所亦可应用。

随着电力体制改革的不断深入，电网企业的经营压力日益增大。发明人认为在“降损提效”是必然的，同时发明人发现电网调控降损的主要措施就是控制电能在线路传输过程中产生的损耗和电能在变压器中的损耗，故研发变压器经济运行作为其中的重要方法之一，是有效降低电网损耗的有力措施。

本发明应用的核心思想是基于智能电网调度控制系统（即D5000系统）的电网实时信息功能，深化D5000系统应用，利用35kV变压器已有的名牌参数和变压器实时遥信、遥测数据，在系统平台的基础上编制程序代码，制作可视化展示界面计算并绘制变压器的经济运行曲线，取变压器单台和并列运行运行交叉点作为调节变压器运行方式的临界点。在D5000平台编译程序代码，计算和预判各站主变在不同运行方式下的损耗，输出投切告警信号和变压器投切前后两种运行方式的功率损耗值，以可视化的方式展示当前电网中变压器的经济运行状态，实现主变经济运行实时监控的要求，为调度员提供主变经济运行的调度辅助策略。

通过近6个月的实践运行证明，实时监控系统计算判定准确，投切可靠。采用经济运行方式可大大降低变压器有功功率和无功功率损耗，经济效益显著。以某县公司为例，参考附图2～9，功能投入运行以来大大降低了调度值班员的劳动强度，并且使变压器的经济运行率提高了50%，通过计算每年可为公司降低主变损耗70万KWH。所以，本发明体提供的这种基于D5000系统（智能电网调度控制系统）实时在线分析变压器运行的功能是电网经济运行的重要手段之一。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。