﻿ 改进的变压器组优化运行控制策略 Improved Control Strategy of Optimization Operation of Transformer Bank

Advances in Energy and Power Engineering
Vol.06 No.01(2018), Article ID:23853,10 pages
10.12677/AEPE.2018.61008

Improved Control Strategy of Optimization Operation of Transformer Bank

Liang Zhang1, Maoqun Zhang1, Dengming Chen1, Hao Zhang1, Jianyuan Wang2, Haitao Shi2

1Mentougou Power Supply Company of State Grid, Beijing Electric Power Corporation, Beijing

2Northeast Electric Power University, Jilin Jilin

Received: Feb. 6th, 2018; accepted: Feb. 20th, 2018; published: Feb. 27th, 2018

ABSTRACT

Boundary division method is the most commonly used transformer economic analysis method, the key is the critical load value. However, the critical load value is only a point value; the actual load is real-time changes, which will inevitably lead to frequent switching of the transformer. In view of this problem, this paper proposes a combination of critical point division and time division of the transformer economic operation control strategy, both to reduce the transformer loss and reduce the number of transformer switching, to achieve the economic operation of the transformer. Taking two transformers as an example, the advantages and disadvantages of this method are verified by analyzing and comparing the loss and switching times of different switching strategies.

Keywords:Transformer, Optimal Combination, Critical Load, Time Division Method

1国网北京门头沟供电公司，北京

2东北电力大学，吉林 吉林

1. 引言

2. 临界点划分法

$\Delta {P}_{ZA}={P}_{OZA}+{\left(\frac{S}{{S}_{N}}\right)}^{2}{P}_{KZA}$ (1)

$\Delta {P}_{ZAB}={P}_{OZAB}+{\left(\frac{S}{2{S}_{N}}\right)}^{2}{P}_{KZAB}$ (2)

${S}_{LZ}^{A~AB}=2{S}_{N}\sqrt{\frac{{P}_{OZB}}{3{P}_{KZA}-{P}_{KZB}}}$ (3)

${S}_{LZ}^{A~B}<{S}_{N}$ 情况下可以直接根据变压器经济运行的临界负载功率将其分为两种方式，即当 $S<{S}_{LZ}^{A~B}$ 时，由变压器A单独供电；当 $S>{S}_{LZ}^{A~B}$ 时，由变压器A和B一起供电。

Figure 1. The relationship between transformer loss and load

3. 时段划分法

1、若 $\left\{a\left(i+1\right)-a\left(i\right)\right\}>\left({a}_{\mathrm{max}}-{a}_{\mathrm{min}}\right)/24$ ，则规定A的值为1，表示此段时间内负荷处于上升状态。

2、若 $|a\left(i+1\right)-a\left(i\right)|<\left({a}_{\mathrm{max}}-{a}_{\mathrm{min}}\right)/24$ ，则规定A的值为0，表示此段时间内负荷处于不变状态。

3、若 $\left\{a\left(i+1\right)-a\left(i\right)\right\}<\left\{-\left({a}_{\mathrm{max}}-{a}_{\mathrm{min}}\right)/24\right\}$ ，则规定A为值为−1，表示此段时间内负荷处于下降状态。

1、若 $|b\left(i\right)|>0$$|b\left(i+1\right)|=0$ ，则规定 $b\left(i+1\right)$ 的值和 $b\left(i\right)$ 的值相等。

2、若 $|b\left(i\right)-b\left(i-1\right)|+|b\left(i+1\right)-b\left(i\right)|=4$ ，则规定 $b\left(i\right)$ 的值和 $b\left(i-1\right)$$b\left(i+1\right)$ 的值相等。

Figure 3. The initial division of the load situation

Figure 4. The final division of the load

4. 改进的变压器经济运行投切策略分析

4.1. 改进的变压器经济运行理论分析

1、通过对变压器经济运行方式的分析，利用临界点划分法计算公式求出不同运行方式的临界负荷值。

2、进行负荷预测，得到预测日24时段的负荷值，并通过时段划分法对曲线进行简化处理，得到只有一个波峰的矩形曲线。

3、为了改善临界点划分法带来的频繁投切问题，改进的变压器经济运行投切策略将时段划分法与之相结合，这样不只减少了变压器的投切次数，同时也降低了变压器的损耗。具体规则为按照时段划分法处理过的负荷曲线，分析负载值与临界点划分法得出的临界负载值的大小关系，决定变压器的投切时机。在负荷处于上升状态时，实际运行负荷值如果超过变压器并、分列运行的临界负荷值，此时可以投入备用变压器，并且此段时间内不可以退出。在负荷处于下降状态时，实际运行负荷值如果低于变压器并、分列运行的临界负荷值，此时可以退出备用变压器，并且此段时间内不允许再次投入。在负荷保持不变阶段，需要根据实际负荷的发展趋势做出改变。

4.2. 算例分析

${S}_{\delta LP}^{A~B}=\sqrt{\frac{{P}_{OA}-{P}_{OB}}{\frac{{P}_{KB}}{{S}_{NB}^{2}}-\frac{{P}_{KA}}{{S}_{NA}^{2}}}}=398.4157\left( k W \right)$

${S}_{\delta LP}^{A~AB}=\sqrt{\frac{{P}_{OB}}{\frac{{P}_{KA}}{{S}_{NA}^{2}}-{D}_{A}^{2}\frac{{P}_{KA}}{{S}_{NA}^{2}}-{D}_{B}^{2}\frac{{P}_{KB}}{{S}_{NB}^{2}}}}=752.5344\left( k W \right)$

${S}_{\delta LP}^{B~AB}=\sqrt{\frac{{P}_{OA}}{\frac{{P}_{KB}}{{S}_{NB}^{2}}-{D}_{A}^{2}\frac{{P}_{KA}}{{S}_{NA}^{2}}-{D}_{B}^{2}\frac{{P}_{KB}}{{S}_{NB}^{2}}}}=616.6922\left( k W \right)$

Table 2. Transformer parameters

Table 3. The critical point division method is obtained by the transformer operation mode

Table 4. Improved method of transformer operation

Figure 5. Calculation of load forecasting curve

Figure 6. Preliminary results of case study load division

Figure 7. Calculate the load division again

Figure 8. Calculate the final result of the load

Table 5. Comparison of switching times in different ways

Table 6. Comparison of before and after optimization

5. 结论

Improved Control Strategy of Optimization Operation of Transformer Bank[J]. 电力与能源进展, 2018, 06(01): 74-83. http://dx.doi.org/10.12677/AEPE.2018.61008

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