本發(fā)明涉及電網(wǎng)故障檢測(cè)，尤其涉及一種短期急救負(fù)載能力評(píng)估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著新型電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展以及大量動(dòng)態(tài)負(fù)荷(如電動(dòng)汽車(chē)等)接入配電網(wǎng)，其帶來(lái)的強(qiáng)不確定性和波動(dòng)性勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致電力變壓器承受更加極端、變化劇烈的負(fù)載條件。油浸式電力變壓器處于過(guò)負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，繞組溫度和油溫將急劇升高，同時(shí)降低油紙絕緣強(qiáng)度，進(jìn)一步加速變壓器的老化程度，甚至?xí)苯訉?dǎo)致變壓器的故障，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成威脅。

2、對(duì)于i?ec、dl/t?572-2021等各類導(dǎo)則中給出的短期急救負(fù)載能力評(píng)估方法，都僅考慮了熱點(diǎn)溫度、頂層油溫和最大負(fù)載系數(shù)的限制，來(lái)評(píng)估變壓器在不同運(yùn)行條件下的最大可運(yùn)行時(shí)間，但是對(duì)于已服役較長(zhǎng)時(shí)間的變壓器而言，在短期急救負(fù)載下因?yàn)闊狳c(diǎn)溫度、頂層油溫等熱指標(biāo)過(guò)高而發(fā)生故障的概率會(huì)更大，若在變壓器短期急救負(fù)載的安全運(yùn)行時(shí)間評(píng)估時(shí)，不考慮變壓器的使用時(shí)間等因素的影響，將會(huì)獲得不可靠的評(píng)估結(jié)果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致變壓器發(fā)生永久性故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種短期急救負(fù)載能力評(píng)估方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器短期急救負(fù)載能力的評(píng)估，提高了評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2、本發(fā)明實(shí)施例的第一方面提供了一種短期急救負(fù)載能力評(píng)估方法，所述方法包括：

3、采集在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)待評(píng)估變壓器的周?chē)h(huán)境溫度和服役時(shí)間；

4、根據(jù)周?chē)h(huán)境溫度，計(jì)算待評(píng)估變壓器在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頂層油溫和熱點(diǎn)溫度；

5、利用各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的熱點(diǎn)溫度計(jì)算得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的等效運(yùn)行時(shí)間，將等效運(yùn)行時(shí)間輸入變壓器累積故障率計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的累積故障概率；

6、將各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頂層油溫、熱點(diǎn)溫度、累積故障概率輸入構(gòu)建好的短期急救負(fù)載能力評(píng)估模型進(jìn)行計(jì)算，得到最大可運(yùn)行時(shí)間。

7、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)所述周?chē)h(huán)境溫度，計(jì)算所述待評(píng)估變壓器在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頂層油溫和熱點(diǎn)溫度，包括：

8、根據(jù)所述周?chē)h(huán)境溫度計(jì)算出所述待評(píng)估變壓器在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頂層油溫和熱點(diǎn)溫度，其中，所述頂層油溫和所述熱點(diǎn)溫度的計(jì)算公式為：

9、

10、式中，t為時(shí)間變量，r為變壓器額定負(fù)載損耗與空載損耗的比值，θa為周?chē)h(huán)境溫度，δθor、δθhr分別表示額定負(fù)載下頂層油溫對(duì)環(huán)境溫度的溫升、熱點(diǎn)溫度對(duì)頂層油的溫升，δθhs表示給定負(fù)載下熱點(diǎn)溫度對(duì)頂層油溫的溫升，為δθhs1與δθhs2之間的差值，τw、τo分別為繞組時(shí)間常數(shù)、油時(shí)間常數(shù)，k11、k21、k22均為熱常數(shù)，k表示變壓器負(fù)載系數(shù)，θoil為頂層油溫，θhs為熱點(diǎn)溫度。

11、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，利用各個(gè)所述時(shí)間點(diǎn)的所述熱點(diǎn)溫度計(jì)算得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的等效運(yùn)行時(shí)間，包括：

12、利用各個(gè)所述時(shí)間點(diǎn)的所述熱點(diǎn)溫度計(jì)算得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的等效運(yùn)行時(shí)間，其中，所述等效運(yùn)行時(shí)間的計(jì)算公式為：

13、

14、式中，θhs為熱點(diǎn)溫度，θ0為參考溫度，θhs(δt)為在運(yùn)行時(shí)間區(qū)間內(nèi)的熱點(diǎn)溫度。

15、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將所述等效運(yùn)行時(shí)間輸入構(gòu)建好的變壓器累積故障率計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的累積故障概率，包括：

16、將所述等效運(yùn)行時(shí)間輸入構(gòu)建好的變壓器累積故障率計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的累積故障概率，其中，所述累積故障概率的表達(dá)式為：

17、

18、式中，pta表示累積故障概率，θ0為參考溫度，teq為絕緣壽命損失累加，μhi為健康指數(shù)，m為待擬合參數(shù)，b、c為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。

19、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頂層油溫、熱點(diǎn)溫度、累積故障概率輸入構(gòu)建好的短期急救負(fù)載能力評(píng)估模型進(jìn)行計(jì)算，得到最大可運(yùn)行時(shí)間，包括：

20、將所述各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頂層油溫、熱點(diǎn)溫度、累積故障概率輸入所述短期急救負(fù)載能力評(píng)估模型中，若在一個(gè)所述時(shí)間點(diǎn)時(shí)所述頂層油溫、所述熱點(diǎn)溫度或所述累積故障概率大于預(yù)設(shè)閾值，則得到所述最大可運(yùn)行時(shí)間，其中，所述短期急救負(fù)載能力評(píng)估模型為：

21、

22、本發(fā)明實(shí)施例的第二方面提供了一種短期急救負(fù)載能力評(píng)估系統(tǒng)，系統(tǒng)包括采集模塊、計(jì)算模塊和評(píng)估模塊，

23、其中，其中，采集模塊用于采集在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)待評(píng)估變壓器的周?chē)h(huán)境溫度和服役時(shí)間，根據(jù)周?chē)h(huán)境溫度，計(jì)算待評(píng)估變壓器在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頂層油溫和熱點(diǎn)溫度；

24、計(jì)算模塊用于利用各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的熱點(diǎn)溫度計(jì)算得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的等效運(yùn)行時(shí)間，將等效運(yùn)行時(shí)間輸入變壓器累積故障率計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的累積故障概率；

25、評(píng)估模塊用于將各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頂層油溫、熱點(diǎn)溫度、累積故障概率輸入構(gòu)建好的短期急救負(fù)載能力評(píng)估模型進(jìn)行計(jì)算，得到最大可運(yùn)行時(shí)間。

26、在第二方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)周?chē)h(huán)境溫度，計(jì)算待評(píng)估變壓器在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頂層油溫和熱點(diǎn)溫度，包括：

27、根據(jù)周?chē)h(huán)境溫度計(jì)算出待評(píng)估變壓器在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頂層油溫和熱點(diǎn)溫度，其中，頂層油溫和熱點(diǎn)溫度的計(jì)算公式為：

28、

29、式中，t為時(shí)間變量，r為變壓器額定負(fù)載損耗與空載損耗的比值，θa為周?chē)h(huán)境溫度，δθor、δθhr分別表示額定負(fù)載下頂層油溫對(duì)環(huán)境溫度的溫升、熱點(diǎn)溫度對(duì)頂層油的溫升，δθhs表示給定負(fù)載下熱點(diǎn)溫度對(duì)頂層油溫的溫升，為δθhs1與δθhs2之間的差值，τw、τo分別為繞組時(shí)間常數(shù)、油時(shí)間常數(shù)，k11、k21、k22均為熱常數(shù)，k表示變壓器負(fù)載系數(shù)，θoil為頂層油溫，θhs為熱點(diǎn)溫度。

30、在第二方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，利用各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的熱點(diǎn)溫度計(jì)算得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的等效運(yùn)行時(shí)間，包括：

31、利用各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的熱點(diǎn)溫度計(jì)算得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的等效運(yùn)行時(shí)間，其中，等效運(yùn)行時(shí)間的計(jì)算公式為：

32、

33、式中，θhs為熱點(diǎn)溫度，θ0為參考溫度，θhs(δt)為在運(yùn)行時(shí)間區(qū)間內(nèi)的熱點(diǎn)溫度。

34、本發(fā)明實(shí)施例的第三方面提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：

35、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序；

36、處理器，用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面的短期急救負(fù)載能力評(píng)估方法。

37、本發(fā)明實(shí)施例的第四方面提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面的短期急救負(fù)載能力評(píng)估方法的步驟。

38、本發(fā)明實(shí)施例提供的短期急救負(fù)載能力評(píng)估方法，通過(guò)采集在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)待評(píng)估變壓器的周?chē)h(huán)境溫度和服役時(shí)間；根據(jù)周?chē)h(huán)境溫度，計(jì)算待評(píng)估變壓器在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頂層油溫和熱點(diǎn)溫度；利用各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的熱點(diǎn)溫度計(jì)算得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的等效運(yùn)行時(shí)間，將等效運(yùn)行時(shí)間輸入變壓器累積故障率計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的累積故障概率；將各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的頂層油溫、熱點(diǎn)溫度、累積故障概率輸入構(gòu)建好的短期急救負(fù)載能力評(píng)估模型進(jìn)行計(jì)算，得到最大可運(yùn)行時(shí)間。通過(guò)上述方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器短期急救負(fù)載能力的評(píng)估，提高了評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。