基于最佳配置负载率的配电变压器容量优化与配置.pdf

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1、第28卷2012年第19期lO月农业工程学报vr01．28No．19TraIlsactionsoftheChineseSocietyofAFicultIlmlEngineering0ct．2012145基于最佳配置负载率的配电变压器容量优化与配置殷德聪，许跃进※，吴昊，杨建(中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083)摘要：为实现配电变压器容量的最佳配置以及配电网的经济运行，配电变压器的容量选择研究具有重要意义。该文借鉴选择导线时经济电流密度的思想，提出了基于最佳配置负载率的配电变压器容量优化配置方法。利用该方法对变压器容量的优化配置进行建模，并以年综合费用最小为目标，模型中不仅考

2、虑投资、运行维护费和损耗费用，还计入了变压器停运造成的经济损失。经优化计算，得出选择1台、2台及3台配电变压器时的最佳配置负载率推荐值。利用此推荐值选择配电变压器容量简便可行、可为电网建设中配电变压器容量的选择提供技术支持。关键词：负荷，网路，优化，配电变压器，最佳配置负载率，容量配置，年费用，停电损失doi：10．3969(j．issn．1002—6819．2012．19．019中图分类号：s24文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一19—0145—05殷德聪，许跃进，吴昊，等．基于最佳配置负载率的配电变压器容量优化与配置[J]．农业工程学报，2012，28(19)：

3、145—149．YinDecong，XuY-ueiin，WuHao，eta1．Distribution订ansfomlercapacityoptimizationanda110cationbasedonoptimumallocatedloadrate[J】．吼lsactionsofmeChineseSocie哆ofAgdculturalEngine耐ng(TraIlsactionsoftheCSAE)，2012，28(19)：145—149．(inChinesewithEnglishabs仃act)0引言配电变压器是电网中最后一级变压器，它是转换电压、分配电能的关键部件，在整个电力系统中

4、，其数量多、总容量大、损耗大，其损耗在电网损耗中所占比例最大。配电变压器容量选大了，不仅造成容量浪费，初投资增加，空载损耗也会增大；相反，配电变压器容量选小了，会使变压器经常处于过载状态，缩短变压器寿命，负载损耗也会增大。所以合理选择配电变压器容量，对配电网的经济运行有着重要的现实意义。目前，配电变压器容量的选择很多，归纳起来主要有负荷系数法[1之】、电能损耗最小法[3。6】和总拥有费用法(殇细Z伽摊f馏Cb娃)⋯oJ等。负荷系数法根据规划期内的负荷，选择容量略大于计算负荷的标称变压器容量，该方法虽然简单，但未能实现兼顾投资、损耗等因素的经济效益最大化，已不能满足节能降耗、配电网经济运行

5、的要求。电能损耗最小法只考虑了变压器的节能性，未考虑变压器投资收稿日期：2012．05一02修订日期：2012一09．2I作者简介：殷德聪(1987一)，男，天津市人，主要从事电力系统规划设计与改造研究。北京中国农业大学信息与电气工程学院，100083。Email：c卸』econg@163．com※通信作者：许跃进(1958一)，男，河北保定人，教授，主要从事电力系统运行、控制与规划研究。北京中国农业大学信息与电气工程学院，lo0083。Email：xyi@cau．edu．吼及运行维护的经济性，具有一定的片面性。总拥有费用法综合考虑了变压器的投资、运行维护和损耗等费用，但其计算过程复杂，

6、不便于工程实际中使用。此外，很多学者提出了诸多改进的方法用于变压器的容量选取与节能控制。文献[11]考虑负荷盼同时性和无功补偿对负荷的影响，应用有功负荷曲线和无功补偿选择配电变压器容量：文献[12．15】以变压器运行损耗最小为目标，从节能减耗角度研究变压器的经济运行；文献[16—18】科学构建变电站经济容量模型，通过最优化理论计算变电站的最佳配置容量。以上方法虽取得了一定的进步和效果，但都未考虑变压器停运造成的停电损失。随着中国经济的快速发展，各行业对电力需求的依赖越来越强，停电造成的经济损失也越来越大。因此，本文在综合考虑变压器经济性和节能性的同时，将停电损失计入变压器的综合费用模型中

7、ll9

8、，在此基础上，研究配电变压器的容量选择与配置方法。1最佳配置负载率的提出众所周知，选择电力线路导线时，选用大截面，投资大，损耗小；反之，选用小截面，投资小，损耗大。因此，导线截面的选择要在兼顾减少投资和降低运行费的前提下进行方案比较与优化计算，这似乎是个较复杂的计算过程。然而，实际中采用的选择导线截面的电流密度方法，不仅科学、合理，符合经济性要求，而且简便、实用。这里的关键在农业工程学报于导线截面选择时“经济电流密度”参数的