本技術(shù)涉及電能計量與采集，更具體地，涉及一種基于外特性計算變壓器容量的方法。

背景技術(shù)：

1、在當前的電力系統(tǒng)中，對于變壓器容量的判斷是一項至關(guān)重要的工作?，F(xiàn)有的判斷方法存在著諸多明顯的缺陷和不足。首先，需要將變壓器停運來獲取計算所需的數(shù)據(jù)，這會對在運臺區(qū)的供電質(zhì)量產(chǎn)生嚴重影響。在現(xiàn)代社會對供電穩(wěn)定性和可靠性要求越來越高的情況下，這種因檢測而導致的停電是極為不利的，嚴重違背了建設現(xiàn)代卓越供電服務體系的要求。其次，由于變壓器數(shù)量龐大，采用現(xiàn)有的需要人工校核的方法，會耗費大量的人力和時間。工作人員需要逐個對變壓器進行操作和數(shù)據(jù)處理，這不僅效率低下，而且在面對如此龐大數(shù)量的變壓器時，幾乎不可能做到全面排查。這種情況在實際應用中帶來了很多問題，比如可能導致部分變壓器容量的不準確判斷，進而影響到整個電力系統(tǒng)的運行和規(guī)劃。此外，現(xiàn)有的方法還可能因為人為因素導致誤差的產(chǎn)生，進一步降低了判斷的準確性和可靠性。

2、現(xiàn)有技術(shù)如專利號為“cn108303606b”的中國專利公開了一種配電變壓器容量在線評估方法，該方法采用相關(guān)系數(shù)法實現(xiàn)配電變壓器聯(lián)結(jié)組別的自動識別；進而計算dyn11配電變壓器短路阻抗和yyn0配電變壓器零序阻抗，并與標準參考值進行比較；最終得出配電變壓器評估容量。本發(fā)明根據(jù)配電變壓器運行電壓數(shù)據(jù)，應用相關(guān)系數(shù)法，實現(xiàn)配電變壓器聯(lián)結(jié)組別自我標識；本發(fā)明在無法獲取配電變壓器一次側(cè)電氣量的情況下，通過dyn11配電變壓器容量在線評估方法可準確評估配電變壓器額定容量；本發(fā)明考慮yyn0配電變壓器中性點會產(chǎn)生偏移的情況下，通過yyn0配電變壓器容量在線評估方法能準確評估配電變壓器額定容量。

3、上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是，方法高度依賴配電變壓器二次側(cè)的運行數(shù)據(jù)，如果這些數(shù)據(jù)存在誤差、缺失或者不準確，可能會影響評估結(jié)果的準確性。因此方法在實際運用中可能需要安裝額外的監(jiān)測設備來獲取二次側(cè)運行數(shù)據(jù)，增加了成本和系統(tǒng)的復雜性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于外特性計算變壓器容量的方法。

2、本發(fā)明技術(shù)方案如下：

3、一方面，本發(fā)明提出一種基于外特性計算變壓器容量的方法，包括以下步驟：

4、步驟s1：選取鄰近用戶或臺區(qū)的變壓器作為參考變壓器，獲取待判變壓器和參考變壓器的測量數(shù)據(jù)，包括電壓、電流數(shù)據(jù)；

5、步驟s2：根據(jù)待判變壓器和參考變壓器類型及測量數(shù)據(jù)，推導待判變壓器和參考變壓器高壓側(cè)數(shù)據(jù)；

6、步驟s3：根據(jù)變壓器容量和阻抗的對應關(guān)系及外特性原理，構(gòu)建評估函數(shù)；

7、步驟s4：根據(jù)評估函數(shù)取極值情況下阻抗值，判斷變壓器的容量。

8、作為優(yōu)選實施方式，所述根據(jù)待判變壓器和參考變壓器類型及測量數(shù)據(jù)，推導待判變壓器和參考變壓器高壓側(cè)數(shù)據(jù)，具體步驟如下：

9、針對計量裝置安裝在變壓器低壓側(cè)的專用變壓器，基于變壓器等值電路，將采集到的變壓器低壓側(cè)測量值轉(zhuǎn)化為變壓器高壓側(cè)電壓；

10、具體包括如下步驟：

11、變壓器低壓側(cè)低壓側(cè)電壓設為ea、eb、ec，基于變壓器等效電路得到高供低計專變用戶的三相等效電路；

12、設ea′、eb′、ec′為阻抗導致的偏移修正后的電壓幅值，β1、β2、β3為阻抗導致的修正后的電壓夾角，θa、θb、θc為相位偏移，則有：

13、

14、β1＝α1+θa-θb

15、β2＝α2+θb-θc

16、β3＝α3+θc-θa

17、式中：ua、ub、uc為計量點三相電壓；ia、ib、ic為計量點三相電流；α1、α2、α3為計量點三相電壓夾角；為計量點三相電流夾角；rt、xt為變壓器阻抗，通過變壓器型號及容量得到；

18、設高壓側(cè)線電壓為el1、el2、el3，根據(jù)三角形余弦定理，則有：

19、el12＝ea′2+eb′2-2ea′eb′cosβ1

20、el22＝eb′2+ec′2-2eb′ec′cosβ2

21、el32＝ec′2+ea′2-2ec′ea′cosβ3

22、通常高壓線路三相平衡設置，則有ea、eb、ec間的夾角為120°，同樣根據(jù)余弦定理，則有：

23、el12＝ea2+eb2+eaeb

24、el22＝eb2+ec2+ebec

25、el32＝ec2+ea2+ecea

26、通過以上步驟基于變壓器低壓側(cè)測量值獲取高壓側(cè)電壓值；

27、針對計量裝置安裝在變壓器高壓側(cè)的專用變壓器，基于采集到的變壓器高壓側(cè)a相線電壓、c相線電壓和線電壓夾角，根據(jù)余弦定理計算b相線電壓；具體公式為：

28、el32＝el12+el22-2el1el2?cosδ3

29、式中，δ3為a相和c相的線電壓夾角。

30、作為優(yōu)選實施方式，所述根據(jù)變壓器容量和阻抗的對應關(guān)系及外特性原理，構(gòu)建評估函數(shù)，評估函數(shù)具體公式如下：

31、設變換后的待判變壓器高壓側(cè)三相電壓為e1、e2、e3；參考變壓器高壓側(cè)三相電壓為eref1、eref2、eref3；評估函數(shù)為：

32、fp(rt,xt)＝[e1-kreref1]2+[e2-kreref2]2+[e3-kreref3]2(p＝1…24)

33、其中，kr為待判變壓器與參考變壓器的高壓側(cè)電壓之比的參考系數(shù)；由于變壓器存在dyn11和yyn0兩種接線組別，e1、e2、e3、eref1、eref2、eref3為相電壓或線電壓，根據(jù)接線組別類型確定；根據(jù)接線相別存在6種情況：abc、bca、cab、acb、bac、cba，確定e1、e2、e3、eref1、eref2、eref3的24種取值，p＝1、2、3、…、24，分別對應24種取值。

34、作為優(yōu)選實施方式，所述根據(jù)評估函數(shù)取極值情況下阻抗值，判斷變壓器的容量，具體計算公式如下：

35、f(rt,xt)＝min[f1(rt,xt),f2(rt,xt)…,f24(rt,xt)]

36、已知f(rt,xt)，當rt，xt滿足某個組合時，f(rt,xt)最??；這個對應關(guān)系內(nèi)的容量大小即為所求變壓器容量。

37、另一方面，本發(fā)明還提供一種基于外特性計算變壓器容量的系統(tǒng)，包括：

38、數(shù)據(jù)采集模塊：選取鄰近用戶或臺區(qū)的變壓器作為參考變壓器，獲取待判變壓器和參考變壓器的測量數(shù)據(jù)，包括電壓、電流數(shù)據(jù)；

39、電壓推導模塊：根據(jù)待判變壓器和參考變壓器類型及測量數(shù)據(jù)，推導待判變壓器和參考變壓器高壓側(cè)數(shù)據(jù)；

40、阻抗組合評估模塊：根據(jù)變壓器容量和阻抗的對應關(guān)系及外特性原理，構(gòu)建評估函數(shù)；

41、容量確定模塊：根據(jù)評估函數(shù)取極值情況下阻抗值，判斷變壓器的容量。

42、作為優(yōu)選實施方式，所述電壓推導模塊根據(jù)待判變壓器和參考變壓器類型及測量數(shù)據(jù)，推導待判變壓器和參考變壓器高壓側(cè)數(shù)據(jù)，具體步驟如下：

43、針對計量裝置安裝在變壓器低壓側(cè)的專用變壓器，基于變壓器等值電路，將采集到的變壓器低壓側(cè)測量值轉(zhuǎn)化為變壓器高壓側(cè)電壓；

44、具體包括如下步驟：

45、變壓器低壓側(cè)低壓側(cè)電壓設為ea、eb、ec，基于變壓器等效電路得到高供低計專變用戶的三相等效電路；

46、設ea′、eb′、ec′為阻抗導致的偏移修正后的電壓幅值，β1、β2、β3為阻抗導致的修正后的電壓夾角，θa、θb、θc為相位偏移，則有：

47、

48、β1＝α1+θa-θb

49、β2＝α2+θb-θc

50、β3＝α3+θc-θa

51、式中：ua、ub、uc為計量點三相電壓；ia、ib、ic為計量點三相電流；α1、α2、α3為計量點三相電壓夾角；為計量點三相電流夾角；rt、xt為變壓器阻抗，通過變壓器型號及容量得到；

52、設高壓側(cè)線電壓為el1、el2、el3，根據(jù)三角形余弦定理，則有：

53、el12＝ea′2+eb′2-2ea′eb′cosβ1

54、el22＝eb′2+ec′2-2eb′ec′cosβ2

55、el32＝ec′2+ea′2-2ec′ea′cosβ3

56、通常高壓線路三相平衡設置，則有ea、eb、ec間的夾角為120°，同樣根據(jù)余弦定理，則有：

57、el12＝ea2+eb2+eaeb

58、el22＝eb2+ec2+ebec

59、el32＝ec2+ea2+ecea

60、通過以上步驟基于變壓器低壓側(cè)測量值獲取高壓側(cè)電壓值；

61、針對計量裝置安裝在變壓器高壓側(cè)的專用變壓器，基于采集到的變壓器高壓側(cè)a相線電壓、c相線電壓和線電壓夾角，根據(jù)余弦定理計算b相線電壓；具體公式為：

62、el32＝el12+el22-2el1el2cosδ3

63、式中，δ3為a相和c相的線電壓夾角。

64、作為優(yōu)選實施方式，所述阻抗組合評估模塊根據(jù)變壓器容量和阻抗的對應關(guān)系及外特性原理，構(gòu)建評估函數(shù)，評估函數(shù)具體公式如下：

65、設變換后的待判變壓器高壓側(cè)三相電壓為e1、e2、e3；參考變壓器高壓側(cè)三相電壓為eref1、eref2、eref3；評估函數(shù)為：

66、fp(rt,xt)＝[e1-kreref1]2+[e2-kreref2]2+[e3-kreref3]2(p＝1…24)

67、其中，kr為待判變壓器與參考變壓器的高壓側(cè)電壓之比的參考系數(shù)；由于變壓器存在dyn11和yyn0兩種接線組別，e1、e2、e3、eref1、eref2、eref3為相電壓或線電壓，根據(jù)接線組別類型確定；根據(jù)接線相別存在6種情況：abc、bca、cab、acb、bac、cba，確定e1、e2、e3、eref1、eref2、eref3的24種取值，p＝1、2、3、…、24，分別對應24種取值。

68、作為優(yōu)選實施方式，所述容量確定模塊根據(jù)評估函數(shù)取極值情況下阻抗值，判斷變壓器的容量，具體計算公式如下：

69、f(rt,xt)＝min[f1(rt,xt),f2(rt,xt)…,f24(rt,xt)]

70、已知f(rt,xt)，當rt，xt滿足某個組合時，f(rt,xt)最?。贿@個對應關(guān)系內(nèi)的容量大小即為所求變壓器容量。

71、再一方面，本發(fā)明還提供一種電子設備，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如本發(fā)明任一實施例所述的一種基于外特性計算變壓器容量的方法。

72、再一方面，本發(fā)明還提供一種計算機可讀介質(zhì)，用于存儲一個或者多個程序，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)如本發(fā)明任一實施例所述的一種基于外特性計算變壓器容量的方法。

73、本發(fā)明具有如下有益效果：

74、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的工作量大、效率低等缺點，提出了一種全新的解決方案。在不增加額外硬件和設備的前提下，通過充分利用計量裝置采集而來的量測數(shù)據(jù)，并結(jié)合數(shù)據(jù)分析的方法，實現(xiàn)了對變壓器容量的準確判斷。這種方法無需停運變壓器，避免了對供電質(zhì)量的影響。同時，利用數(shù)據(jù)分析的方式替代了繁瑣的人工校核，大大提高了工作效率，能夠在較短時間內(nèi)處理大量的變壓器數(shù)據(jù)。而且，這種簡單便利的計算方式具有很強的工程實用性，不僅可以部署在用電信息采集系統(tǒng)中，還能有效解決檔案出錯的問題。通過這種改進，不僅提高了變壓器容量判斷的準確性和效率，還為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和優(yōu)化規(guī)劃提供了有力支持。