一种自适应负荷型配电变压器功能的实现方法
【专利摘要】本发明提供一种自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，包括以下步骤：设定自适应负荷型配电变压器动作定值，所述自适应负荷型配电变压器动作定值包括三相负荷不平衡调整定值、分相无功补偿定值、有载调容电流定值和有载调压电压定值；根据设定的自适应负荷型配电变压器动作定值，进行三相负荷均衡控制、分相无功补偿控制、额定容量运行方式调整控制和电压分接头档位调整控制。本发明通过科学设定其有载调容动作定值，并结合三相负荷不平衡调整和分相无功补偿策略，达到自适应负荷的目的，有效降低配电变压器运行损耗和低压网络线损，提升配电台区经济运行水平，保证用户供电质量。
【专利说明】一种自适应负荷型配电变压器功能的实现方法
【技术领域】
[0001]本发明属于配电设备节能【技术领域】，具体涉及一种自适应负荷型配电变压器功能的实现方法。
【背景技术】
[0002]在电力系统中应用的调容型配电变压器是为应对农村配电变压器全年轻载运行时间长、峰谷差大、运行费用高等问题而专门设计生产的。一般具有大小两种额定容量，大小额定容量比接近3:1。调容配电变压器发展经历了无载调容无载调压型配电变压器一有载调容无载调压型配电变压器一自动调容自动调压型配电变压器一自适应负荷型配电变压器(即有载调容有载调压型配电变压器)几个主要阶段。目前正在电力系统小批量应用的有载调容无载调压型配电变压器和自动调容自动调压型配电变压器，有载调压配电变压器在配电网中也有少量应用。有载调容无载调压型配电变压器由于价格较普通同型号配电变压器价格高出1.7倍及以上，在一定程度上阻碍了其在配电网中的推广应用，其相关技术也在不断改进与完善中。自动调容自动调压型配电变压器存在短时甩负荷情况，对电能质量要求不高的农村区域较为适用，其技术的可靠性与完善性也正处于验证阶段。
[0003]目前有载调容无载调压型配电变压器调容定值一般以低压侧三相电流平均值作为判定依据；无载调压一般按照季节性停电时调整；有载调压是假定三相负荷和三相电压平衡，取任意一相电压作为判定值，部分采用三相电压平均值作为判定依据；无功补偿一般是三相共补方式，与各项实际无功负荷需求不一致。有载调容无载调压型配电变压器、自动调容自动调压型配电变压器和自适应负荷型配电变压器较适用于年平均负载率较低、高峰负荷时段较为集中的农村地区，而农村居民生活用电以单相为主，三相负荷不平衡较为普遍，以三相平均或单相值作为判定值容易导致误判情况，且准确性不高；调容动作定值应以大小容量运行方式的经济运行点为判定依据，而不应任意设定。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，通过科学设定其有载调容动作定值，并结合三相负荷不平衡调整和分相无功补偿策略，达到自适应负荷的目的，有效降低配电变压器运行损耗和低压网络线损，提升配电台区经济运行水平，保证用户供电质量。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0006]提供一种自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，所述方法包括以下步骤:
[0007]步骤1:设定自适应负荷型配电变压器动作定值，所述自适应负荷型配电变压器动作定值包括三相负荷不平衡调整定值、分相无功补偿定值、有载调容电流定值和有载调压电压定值；
[0008]步骤2:根据设定的自适应负荷型配电变压器动作定值，进行三相负荷均衡控制、分相无功补偿控制、额定容量运行方式调整控制和电压分接头档位调整控制。[0009]根据权利要求1所述的自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:所述三相不平衡调整定值依据自适应负荷型配电变压器的负载率β大小进行设定；
[0010](I)满足β 时，三相不平衡调整定值设定为μ1;其中，^^为高负载率整定值；
[0011](2)满足i3a> β > 时，三相不平衡调整定值设定为μ2，其中，低负载
率整定值；
[0012](3)满足β 时，三相不平衡调整定值设定为μ3。
[0013]所述分相无功补偿定值依据Α、B、C三相各相的实际无功功率Qa、Qb> Qc, A相无功分组配置容量Qa1、Qa2、……、9吣8相无功分组配置容量％1、0吣……、QBn以及C相无功分组配置容量QBn，Qd > Qc2>......、Qq1中一组或至少两组配置计算，完成一致性设定。
[0014]所述有载调容电流定值按照以下步骤进行设定:
[0015]步骤A:获取自适应负荷型配电变压器技术性能参数；
[0016]步骤B:计算自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下的综合损耗；
[0017]步骤C:计算自适应负荷型配电变压器小容量运行方式下的综合损耗；
[0018]步骤D:确定有载调容电流定值。
[0019]所述自适应负荷型配电变压器技术性能参数包括自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下空载损耗P,自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下空载损耗Pm、自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下负载损耗Pk1、自适应负荷型配电变压器小容量运行方式下负载损耗PK2、自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下空载电流Icu、自适应负荷型配电变压器小容量运行方式下空载电流Itl2、自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下短路阻抗Uk1、自适应负荷型配电变压器小容量运行方式下短路阻抗UK2、自适应负荷型配电变压器大额定容量Sni和自适应负荷型配电变压器小额定容量Sn2。
[0020]自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下的综合损耗用P1表示，其表达式为:
【权利要求】
1.一种自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 步骤1:设定自适应负荷型配电变压器动作定值，所述自适应负荷型配电变压器动作定值包括三相负荷不平衡调整定值、分相无功补偿定值、有载调容电流定值和有载调压电压定值； 步骤2:根据设定的自适应负荷型配电变压器动作定值，进行三相负荷均衡控制、分相无功补偿控制、额定容量运行方式调整控制和电压分接头档位调整控制。
2.根据权利要求1所述的自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:所述三相不平衡调整定值依据自适应负荷型配电变压器的负载率β大小进行设定； (1)满足 时，三相不平衡调整定值设定为U1，其中，Pa为高负载率整定值； (2)满足i3a>β > 时，三相不平衡调整定值设定为μ2，其中，Pb为低负载率整定值； (3)满足β( 时，三相不平衡调整定值设定为μ3。
3.根据权利要求1所述的自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:所述分相无功补偿定值依据Α、B、C三相各相的实际无功功率Qa、Qb、Qc, A相无功分组配置容量QA1、QA2、……、0^，8相无功分组配置容量％1、0吣……、QBn以及C相无功分组配置容量QBn，Qci > Qc2 >……、Qq1中一组或至少两组配置计算，完成一致性设定。
4.根据权利要求1所述的自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:所述有载调容电流定值按照以下步骤进行设定: 步骤A:获取自适应负荷型配电变压器技术性能参数； 步骤B:计算自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下的综合损耗； 步骤C:计算自适应负荷型配电变压器小容量运行方式下的综合损耗； 步骤D:确定有载调容电流定值。
5.根据权利要求4所述的自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:所述自适应负荷型配电变压器技术性能参数包括自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下空载损耗ΡΜ、自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下空载损耗匕2、自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下负载损耗Pk1、自适应负荷型配电变压器小容量运行方式下负载损耗PK2、自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下空载电流Icn、自适应负荷型配电变压器小容量运行方式下空载电流12、自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下短路阻抗Uk1、自适应负荷型配电变压器小容量运行方式下短路阻抗UK2、自适应负荷型配电变压器大额定容量Sni和自适应负荷型配电变压器小额定容量Sn2。
6.根据权利要求4所述的自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:自适应负荷型配电变压器大容量运行方式下的综合损耗用P1表示，其表达式为: P1 = Poi + P12Pki + 0.05 *(I) 其中，β i为大容量经济运行负载率下限值。
7.根据权利要求4所述的自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:自适应负荷型配电变压器小容量运行方式下的综合损耗用P2表示，其表达式为:P2 = P02 + β?ΡΚ2 + 0.05 * + H(2) 其中，β2为小容量经济运行负载率下限值，且与大容量经济运行负载率下限值^满足p2 = Hni，令P1=P2,求得 β !O
8.据权利要求4所述的自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:有载调容电流定值用Izd表示，其表达式为: Izd = %jf ⑶ 其中，U2为自适应负荷型配电变压器低压侧额定电压，单位为kV。
9.根据权利要求1所述的自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:所述有载调压电压定值依据电压分接头档位数量dw和电压分接级差Ue进行设定。
10.根据权利要求1所述的自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:所述步骤2包括以下步骤: 步骤2-1:实时地监测并采集自适应负荷型配电变压器低压侧运行数据； 步骤2-2:根据设定的自适应负荷型配电变压器动作定值和采集的自适应负荷型配电变压器低压侧运行数据，进行三相负荷均衡控制、分相无功补偿控制、额定容量运行方式调整控制和电压分接头档位调整控制。
11.根据权利要求10所述的自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:所述自适应负荷型配电变压器低压侧运行数据包括低压侧总回路A、B、C三相电压、电流和功率因数，各出线回路的A、B、C三相电压、电流和功率因数，三相负荷均衡、分相无功补偿、有载调容和有载调压分别的开关状态以及电压分接头所处位置信息。
12.根据权利要求10所述的自适应负荷型配电变压器功能的实现方法，其特征在于:所述步骤2-2包括以下步骤: 步骤2-2-1:分析自适应负荷型配电变压器低压侧总回路三相负荷不平衡情况，根据不平衡状况和持续时间，利用优化控制算法，在保持连续供电的情况下，将重载相线上的部分负荷通过在线负荷调相装置转移调整至轻载相线上，实施自适应负荷型配电变压器所带局部负荷在A、B、C三相上重新分配，完成三相负荷均衡控制； 步骤2-2-2:分析自适应负荷型配电变压器低压侧总回路A、B、C三相功率因数，根据三相无功功率Qa、Qb> Qc和三相无功功率持续时间tQzd，根据分相无功补偿控制命令，控制投切相应无功补偿分组开关设备，完成分相无功补偿控制； 步骤2-2-3:根据采集的低压侧总回路A、B、C三相电流计算并分析自适应负荷型配电变压器低压侧总回路A、B、C三相平均电流Isj，根据Isj和低压侧总回路A、B、C三相电流持续时间tK，进行额定容量运行方式调整控制； 当满足U > Izd，且tK > tKzdl，通过控制有载调容开关，由小容量运行方式切换至大容量运行方式，其中，tEzdl为小容量运行方式切换至大容量运行方式调容时间整定值； 当满足U < Izd，且tK > tKzd2，通过控制有载调容开关，由大容量运行方式切换至小容量运行方式，其中tKzd2为大容量运行方式切换至小容量运行方式调容时间整定值； 步骤2-2-4:根据采集的低压侧总回路A、B、C三相电压计算并分析自适应负荷型配电变压器低压侧总回路A、B、C三相平均电压，根据电压偏移AU、电压分接级差U6和电压偏.移持续时间tu，进行电压分接头档位调整控制；电压分接头档位数量dw满足I < dw < m，m为电压分接头最大档位；当AU > Ue，且电压偏移持续时间tu大于调压时间整定值tuzd时，进行升档调节时，满足dw<m;进行降档调节时，则满足七> I ;通过输出控制有载调压开关动作，进行电压分接头上下相邻档位间的切换，实现电压分接档位的调整。
【文档编号】H02J3/18GK103474985SQ201310263011
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2013年6月27日
【发明者】王金丽, 盛万兴, 方恒福, 寇凌峰, 杨洪磊, 王利, 宋祺鹏 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 山东电力集团公司