基于監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的變壓器能效分析系統(tǒng)

劉劍寧 馮媛媛

(國網(wǎng)山東省電力公司東營供電公司,山東東營 257000)

基于監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的變壓器能效分析系統(tǒng)

劉劍寧 馮媛媛

(國網(wǎng)山東省電力公司東營供電公司,山東東營 257000)

借助變壓器運行參數(shù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)庫平臺的建立,對配電變壓器能效進行綜合數(shù)據(jù)分析和評估,評判變壓器的實際運行效率情況,及時發(fā)現(xiàn)變壓器運行異常,為變壓器的維修策略優(yōu)化、老化狀況判斷甚至電網(wǎng)的重新規(guī)劃提供依據(jù)。

監(jiān)測數(shù)據(jù)庫 配電變壓器 能效分析

配電變壓器作為配電網(wǎng)運行的核心設備之一，在配電網(wǎng)正常運行方面起著關鍵作用，如何保障其安全、可靠、經(jīng)濟運行是電力系統(tǒng)設備維護與管理者不斷探索和深入研究的焦點問題[1]。近年來，主變壓器維修策略優(yōu)化研究成為新的熱點課題，以可靠性為中心的維修便是其中重要的方法。這種方法是建立在設備的設計特點、運行功能、運行模型和后果分析的基礎上，以最大限度提高設備的可靠性。然后得知相關運行數(shù)據(jù)，判斷零部件與子系統(tǒng)處于何種臨界狀態(tài)，哪些需要改進和修復，對維修要求進行重新評估，最終制訂出科學合理的維修方案。它最大特點是基于故障后果的嚴重程度考慮，盡可能減輕或避免故障后果，改變了以往根據(jù)故障的技術特性對故障本身進行預防的傳統(tǒng)觀念。

實時/歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一種基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它在體系構架設計和數(shù)據(jù)壓縮技術等方面有其優(yōu)勢甚至是獨創(chuàng)之處。實時/歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的建設和應用，旨在更好地應用和共享SCADA/EMS、變電站綜合自動化、在線監(jiān)測、負荷控制等系統(tǒng)中的實時/歷史數(shù)據(jù)，建立起統(tǒng)一的實時數(shù)據(jù)資源管理平臺，為電網(wǎng)運行管理、技術管理、經(jīng)營管理等崗位的人員提供有力的分析手段，有效提高技術決策、經(jīng)營決策的效率和效果。

對主變壓器負荷情況這一重要指標，由于其具有動態(tài)性和統(tǒng)計特性，靠人為判斷顯得較為困難和缺乏依據(jù)，因此利用實時/歷史數(shù)據(jù)庫資源實現(xiàn)主變壓器負荷量化評價具有重要的現(xiàn)實意義。

圖1 變壓器能效列表頁

圖2 關鍵字排序分析

1 主變壓器能效分析數(shù)據(jù)模型

建立配電變壓器實際容量利用小時數(shù)概念。其定義為[2]：

圖3 表達式編輯頁面

圖4 數(shù)據(jù)趨勢圖

其中，TM為配電變壓器容量利用小時數(shù)，單位為h。TM定義為：某一臺配電變壓器在某一時間段內(nèi)交換電能量與該變壓器最大容量之比。其中S(t)變壓器實時交換的視在功率，Smax為變壓器最大容量。TM具有顯著的能效意義，反映了變壓器在某一個時間段內(nèi)的使用效率，數(shù)據(jù)越大說明該變壓器使用能效越高，也越值得去關注，而過量使用則應實時報警，并可作為電網(wǎng)規(guī)劃、電源改造和優(yōu)化檢修策略的分析依據(jù)。

2 具體實現(xiàn)

以東營智能園區(qū)為例，利用Datalink建立變電所配電變壓器的運行能效列表，包括主變壓器容量、投運時間、受電量數(shù)據(jù)。能效分析頁實現(xiàn)按能效、受電量、變壓器容量等數(shù)據(jù)的升序、降序排列功能，并提供變壓器平均能效數(shù)據(jù);開放表達式頁面實現(xiàn)對表達式的增加、刪除、修改功能;實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動查詢、計算等功能;提供配電變壓器有功、無功、視在功率、功率因數(shù)趨勢圖的鏈接。

建立配電變壓器有功、無功、視在功率、功率因數(shù)趨勢圖。

3 詳細功能及使用說明

3.1 選擇時間段進行配電變壓器能效計算

變壓器能效列表頁如圖1所示。

點擊“配電變壓器能效列表初始頁”界面上方“開始時間”、“結束時間”控件進行時間選擇;點擊“查詢”，系統(tǒng)自動計算變壓器受電量及能效;刷新列表獲得計算結 果。

3.2 選擇關鍵字進行排序分析

選中“變壓器能效分析初始頁”第4行;點擊菜單欄“數(shù)據(jù)”，選擇“排序”;彈出“排序警告”窗口，選擇“擴展選定區(qū)域”，點擊“排序(S)…”;彈出“排序”窗口，按需要選定“主要關鍵字”、“次要關鍵字”、“第三關鍵字”以及各自的排序規(guī)則，選擇“有標題行(R)”，點擊“確定”按鈕進行排序;獲得排序結果，即可對數(shù)據(jù)進行分析。如圖2所示。

3.3 表達式的修改

點擊“主變壓器能效列表初始頁”中進入“表達式”頁表，雙擊選中要修改的表達式;對相應的測點名稱進行修改;保存修改結果。如圖3所示。

3.4 主變壓器有功、無功、視在功率、功率因數(shù)趨勢圖

點擊“變壓器能效列表初始頁”中的變電所名稱來打開該變電所趨勢圖;在頁面中瀏覽變電所主變壓器有功、無功、視在功率、功率因數(shù)趨勢圖。如圖4所示。

4 分析

經(jīng)驗證，基于實時/歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的變壓器負荷計算分析結果與實際一致。從負荷利用率可以看出部分配電變壓器負荷利 用率已超過75%，屬于最佳經(jīng)濟運行區(qū)域。

通過基于實時/歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主變壓器能效分析，充實了檢修策略中對變壓器重要性的評估方法。依據(jù)主變能效分析，獲取了影響變壓器這一設備重要性的信息量，如各變電所主變壓器在配電網(wǎng)中的地位、電壓等級、負荷情況、經(jīng)濟價值、產(chǎn)品可靠性等，然后確定各個信息量的權重系數(shù)，最后用數(shù)學方法計算出設備重要性分值，來決定設備的檢修策略。

本系統(tǒng)有利于提高對重要設備的關注程度，從而以科學的方法和手段對配電網(wǎng)中各個變壓器檢修的先后次序進行編排，合理分配資源，提高檢修的科學性和合理性，最終實現(xiàn)提高檢修效益的目的。

當然，目前我們所實現(xiàn)的基于實時/歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的配電變壓器能效分析，還沒有涉及到依據(jù)該分析結果給出精確化的解決方案，其他的內(nèi)容需要在今后的工作中逐步深化。

[1]姜益民.配電變壓器能效探析[J].上海電力,2006年第6期：617-620.

[2]周勝.配電變壓器損耗評價方法及應用[J].電氣時代,1999年第11期：13-14.

劉劍寧,本科學歷,國網(wǎng)山東省電力公司東營供電公司,營銷部主任,經(jīng)濟師。