本发明属于电力调节领域,尤其涉及一种低损耗变压器动态调容调压方法及系统。
背景技术:
1、随着现代电力系统向高分布性、高负荷波动性和智能响应能力不断演进,传统变压器因其固定容量与静态调节策略逐渐暴露出响应滞后、能耗增加和设备热负荷过高等问题,难以适应新型配电环境的运行需求。在大量分布式能源并网和用户负荷快速变化的背景下,变压器需在不中断运行的情况下持续适应负载状态,而现有调容调压方式多数基于电压阈值或人工预设逻辑进行调节,不具备对扰动趋势的主动判断能力,无法区分突发性扰动与波动背景,从而频繁产生误动作或错过最佳调节时机。此外,现有动作组合生成方式多为静态调用,缺乏对当前电气状态下功率容量匹配和电流承载能力的判别机制,容易导致选中动作虽理论可行但现场不可执行的问题,而在执行策略评估中,也尚未形成对热行为、能效与目标稳态之间的多维度分析与评估体系。同时,在动作执行层,传统变压器调节机制普遍采用固定节奏的控制窗口,未能将动作前预测的热风险转化为执行节奏调整机制,导致设备在高温状态下仍可能触发调节行为,进而增加绝缘损耗与设备老化风险,造成潜在运行故障。因此,在动态响应、组合生成、热分析与动作执行等多个关键控制节点仍缺乏系统性的闭环控制与跨维度的判定基础。
技术实现思路
1、本发明的目的设计一种低损耗变压器动态调容调压方法及系统,能够覆盖扰动识别、动作路径筛选、热行为评估与物理动作节奏控制的全过程。
2、为了达到上述目的,在本发明第一方面提供了一种低损耗变压器动态调容调压方法,所述方法包括:
3、采集变压器运行中的电压、电流和有功功率,基于有功功率的变化速率计算扰动强度指标,并基于判定机制识别是否触发调容调压动作,输出扰动触发标志及当前系统运行状态量集合;
4、在扰动触发后,加载变压器所有允许的调容调压动作组合,基于当前运行状态量,通过多维度评分函数对每个调容调压动作组合进行电气可行性评估,筛选出电流不超限、功率容量匹配且具备调节价值的动作组合子集;
5、对所述动作组合子集,基于嵌入式等效热模型预测各组合执行后的绕组温升,引入切换幅度和重复切换历史作为修正项,构建综合评分函数评估所述动作组合子集的所有组合,选出最优目标组合;
6、将最优目标组合指令下发至执行单元,根据预测温升动态调整动作执行后的等待时间,避免热冲击,完成动作后更新系统状态并进入下一控制周期。
7、进一步地,判定机制通过设置动态阈值对所述扰动强度指标进行至少两个时间窗口的连续判定,以避免短时波动引起的误触发。
8、进一步地,多维度评分函数包括功率容量匹配项、电流承载能力项和电压调节价值项,并通过加权求和方式计算组合评分。
9、进一步地,功率容量匹配项和电流承载能力项均采用平方项形式引入非线性惩罚机制。
10、进一步地,嵌入式等效热模型引入切换幅度正则项和连续切换惩罚项,以反映组合切换对热行为的动态影响。
11、进一步地,综合评分函数包括能效指标、预测温升和电压目标偏差项,并通过权重系数进行多目标优化。
12、进一步地,等待时间根据预测温升与系统安全温限的比值进行动态调整,并通过平方项增强高温下的等待响应。
13、进一步地,最优目标组合指令包含目标绕组组合编号、分接头档位和执行节奏系数,并通过工业通信协议下发至执行单元。
14、进一步地,最优目标组合指令下发后,系统接收执行单元返回的反馈信号,并将该反馈信号与下发的目标指令进行对比,以确认动作是否准确完成;若反馈信号指示执行偏差,则系统记录异常状态并中止当前调节流程。
15、在本发明的第二方面提供了一种低损耗变压器动态调容调压系统,所述系统包括:
16、数据采集模块,用于采集变压器运行中的电压、电流和有功功率,基于有功功率的变化速率计算扰动强度指标,并基于判定机制识别是否触发调容调压动作,输出扰动触发标志及当前系统运行状态量集合;
17、扰动识别模块,用于在扰动触发后,加载变压器所有允许的调容调压动作组合,基于当前运行状态量,通过多维度评分函数对每个调容调压动作组合进行电气可行性评估,筛选出电流不超限、功率容量匹配且具备调节价值的动作组合子集;
18、决策模块,用于对所述动作组合子集,基于嵌入式等效热模型预测各组合执行后的绕组温升,引入切换幅度和重复切换历史作为修正项,构建综合评分函数评估所述动作组合子集的所有组合,选出最优目标组合;
19、执行模块,用于将最优目标组合指令下发至执行单元,根据预测温升动态调整动作执行后的等待时间,避免热冲击,完成动作后更新系统状态并进入下一控制周期。
20、本发明的有益技术效果至少在于以下几点:
21、针对上述问题,本发明提供了一种低损耗变压器动态调容调压方法与系统,通过实时监测功率变化速率构建扰动强度指标,并结合连续判定策略识别高可信度的调节触发信号,有效避免了因短时波动引起的误判与频繁切换。其后,在组合动作筛选阶段,以电流限值、电气容量与电压调节价值为核心参数构建组合评分函数,动态筛除当前状态下不可执行或价值低的动作,显著提升了动作筛选的工程可行性与系统稳定性。在动作策略评估阶段,引入基于嵌入式等效热模型的温升预测机制,结合组合容量切换幅度与重复切换历史构建热行为正则项,叠加能效与目标稳态响应构建综合评分指标,实现多目标驱动下的动作最优决策,并选出具备最低热风险与最高能效性的组合作为最终控制路径。最终,在动作下发阶段,控制器将热预测结果作为输入动态调整动作执行后的等待节奏,并根据动作成功状态更新系统寄存器与电气状态,完成系统状态刷新并为下轮判断提供结构化基础。通过以上各个环节的协同设计,本发明在保证调节实时性的前提下,引入热安全保护、能效优化与系统执行闭环等机制,显著提升了变压器在动态扰动下的运行适应性、控制精度与设备寿命表现,是面向新型配电网络的调容调压智能化升级方案。
1.一种低损耗变压器动态调容调压方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述低损耗变压器动态调容调压方法,其特征在于,所述判定机制通过设置动态阈值对所述扰动强度指标进行至少两个时间窗口的连续判定,以避免短时波动引起的误触发。
3.根据权利要求1所述低损耗变压器动态调容调压方法,其特征在于,所述多维度评分函数包括功率容量匹配项、电流承载能力项和电压调节价值项,并通过加权求和方式计算组合评分。
4.根据权利要求3所述低损耗变压器动态调容调压方法,其特征在于,所述功率容量匹配项和电流承载能力项均采用平方项形式引入非线性惩罚机制。
5.根据权利要求1所述低损耗变压器动态调容调压方法,其特征在于,所述嵌入式等效热模型引入切换幅度正则项和连续切换惩罚项,以反映组合切换对热行为的动态影响。
6.根据权利要求1所述低损耗变压器动态调容调压方法,其特征在于,所述综合评分函数包括能效指标、预测温升和电压目标偏差项,并通过权重系数进行多目标优化。
7.根据权利要求1所述低损耗变压器动态调容调压方法,其特征在于,所述等待时间根据预测温升与系统安全温限的比值进行动态调整,并通过平方项增强高温下的等待响应。
8.根据权利要求1所述低损耗变压器动态调容调压方法,其特征在于,所述最优目标组合指令包含目标绕组组合编号、分接头档位和执行节奏系数,并通过工业通信协议下发至执行单元。
9.根据权利要求1所述低损耗变压器动态调容调压方法,其特征在于,在所述最优目标组合指令下发后,系统接收执行单元返回的反馈信号,并将该反馈信号与下发的目标指令进行对比,以确认动作是否准确完成;若反馈信号指示执行偏差,则系统记录异常状态并中止当前调节流程。
10.一种低损耗变压器动态调容调压系统,其特征在于,所述系统包括: