一种智能型配电系统用变压器负载调节方法与流程

本发明涉及配电网运行控制，尤其涉及一种智能型配电系统用变压器负载调节方法。

背景技术：

1、目前，配电系统用变压器的负载调节主要依赖单一电气参量（如电压或电流）作为调控依据，调节策略相对孤立。例如，传统方法通常仅依据变压器低压侧电压偏差驱动有载分接开关动作，或仅根据无功功率缺额投切补偿电容器，未能将变压器的绕组温度、绝缘老化状态等自身运行健康参数与配电系统的负载波动特性进行有效融合，导致调节决策缺乏对设备状态和系统工况的综合考量，调节效果受限。

2、例如，当配电系统出现短时负载冲击时，传统调节方法往往因缺乏对负载变化速率的趋势预判而滞后响应；当三相负载严重不平衡时，现有技术通常仅通过总体无功补偿进行粗放调节，无法针对各相缺额实施精细化分相补偿。此外，有载分接开关的档位调节与无功补偿装置的投切动作之间缺乏时序协同，容易出现电压调节与无功补偿相互干扰的情况，影响调节的稳定性和效率。

3、因此，现有配电变压器负载调节技术在参数利用的全面性、负载状态评估的多维度性、调节指令生成的精准性以及两类调节手段的协同性方面均存在明显不足，难以满足智能配电系统对变压器负载调节高效性、及时性和精细化的实际需求。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提出一种智能型配电系统用变压器负载调节方法，旨在解决现有技术中缺乏对变压器运行状态与配电系统负载特征的有效融合与协同控制，导致负载调节决策不全面、调节动作滞后且精细化程度不足，难以兼顾设备健康状态与系统三相平衡需求的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明提供一种智能型配电系统用变压器负载调节方法，

3、所述一种智能型配电系统用变压器负载调节方法包括：

4、s1. 采集配电变压器的运行参数和配电系统的负载参数；

5、s2. 对所述运行参数和所述负载参数进行参数融合，得到所述配电变压器的综合状态参数集和所述配电系统的负载特征参数集；

6、s3. 根据所述综合状态参数集和所述负载特征参数集，对所述配电变压器的当前负载状态进行多维度综合评估，生成负载状态评估结果；

7、s4. 基于所述综合状态参数集中的实时负载率与所述负载特征参数集中的总负载变化速率，对所述负载状态评估结果进行双参数趋势预测，生成调压需求判定结果，并基于所述调压需求判定结果生成所述配电变压器的运行状态调节指令；

8、s5. 通过所述负载特征参数集中的各相负载不平衡度，对所述负载状态评估结果进行分相无功缺额量化分析，生成各相对应的无功补偿调节指令；

9、s6. 根据预设的执行时序，执行所述运行状态调节指令和所述无功补偿调节指令，以分别控制所述配电变压器的有载分接开关和无功补偿装置执行相应的调节动作。

10、优选地，采集配电变压器的运行参数和配电系统的负载参数 ，包括：

11、通过设置在配电变压器上的电压传感器、电流传感器和温度传感器，采集所述配电变压器的三相电压、三相电流以及绕组温度和油温；

12、并对所述三相电压、所述三相电流以及所述绕组温度和所述油温进行模数转换，生成变压器数字信号集；

13、通过设置在配电线路上的负载监测终端，采集所述配电系统各馈线回路的负载电流和负载电压，并对所述负载电流和所述负载电压进行模数转换，生成负载数字信号集；

14、对所述变压器数字信号集和所述负载数字信号集进行数据规整，生成所述运行参数和所述负载参数。

15、优选地，对所述运行参数和所述负载参数进行参数融合，得到所述配电变压器的综合状态参数集和所述配电系统的负载特征参数集，包括：

16、从所述运行参数中提取所述配电变压器的高压侧线电压、低压侧线电压、高压侧线电流、低压侧线电流的有效值及绕组温度状态值，作为所述配电变压器的状态特征分量；

17、从所述负载参数中提取所述配电系统各馈线回路的相电流有效值和相电压有效值，作为所述配电系统的负载特征分量；

18、对所述状态特征分量和所述负载特征分量进行时间戳对齐，并对对齐后的各分量进行归一化处理，得到状态归一化特征和负载归一化特征；

19、通过预设的电气关联权重，将所述状态归一化特征和所述负载归一化特征进行加权组合，生成所述综合状态参数集；

20、将所述负载归一化特征中的各馈线相电流有效值和相电压有效值按照馈线编号进行分组整合，生成所述负载特征参数集。

21、优选地，通过预设的电气关联权重，将所述状态归一化特征和所述负载归一化特征进行加权组合，生成所述综合状态参数集，包括：

22、所述电气关联权重从预设的权重配置表中读取，所述电气关联权重包含了与所述状态特征分量对应的第一权重系数，以及与所述负载特征分量对应的第二权重系数；

23、将所述状态特征分量与所述第一权重系数进行乘积运算，得到加权状态分量；

24、将所述负载特征分量与所述第二权重系数进行乘积运算，得到加权负载分量；

25、基于所述配电变压器的电气结构层级，将所述加权状态分量和所述加权负载分量进行累加组合，生成所述综合状态参数集。

26、优选地，根据所述综合状态参数集和所述负载特征参数集，对所述配电变压器的当前负载状态进行多维度综合评估，生成负载状态评估结果，包括：

27、对所述综合状态参数集进行特征提取，获得所述配电变压器的实时负载率、绕组温度状态值和绝缘老化特征值；

28、对所述负载特征参数集进行特征提取，获得所述配电系统的总负载功率波动特征值和各相负载电流分布特征值；

29、将所述实时负载率与预设的标准负载率区间进行比对，生成所述配电变压器的负载率偏离度指标；

30、通过所述绕组温度状态值和所述绝缘老化特征值，对所述配电变压器的热状态与绝缘状态进行协同分析，生成所述配电变压器的健康状态系数；

31、通过所述总负载功率波动特征值和所述各相负载电流分布特征值，对所述配电系统的负载波动特性与三相负载分布特性进行关联分析，生成所述配电系统的负载适配度指标；

32、将所述负载率偏离度指标、所述健康状态系数和所述负载适配度指标进行综合加权判定，生成所述负载状态评估结果；

33、对所述各相负载电流分布特征值进行数值换算，得到a相负载率、b相负载率和c相负载率，并纳入所述负载状态评估结果。

34、优选地，基于所述综合状态参数集中的实时负载率与所述负载特征参数集中的总负载变化速率，对所述负载状态评估结果进行双参数趋势预测，生成调压需求判定结果，包括：

35、提取所述综合状态参数集中当前采样时刻的实时负载率，并从所述负载特征参数集中提取当前采样时刻的总负载变化速率；

36、将所述实时负载率与预设的负载率阈值进行比对，得到负载率偏差值；

37、获取历史时段内多个历史采样时刻对应的多个历史实时负载率和多个历史总负载变化速率，并将所述多个历史实时负载率和所述多个历史总负载变化速率分别按时间顺序排列，生成历史负载率序列和历史变化速率序列；

38、将所述实时负载率与所述历史负载率序列中的最后一个历史实时负载率进行差分处理，得到负载率变化梯度，并将所述总负载变化速率与所述历史变化速率序列中的最后一个历史总负载变化速率进行差分处理，得到变化速率变化梯度；

39、根据所述负载率偏差值、所述负载率变化梯度和所述变化速率变化梯度，对所述负载状态评估结果进行趋势修正，得到修正后的负载趋势预测值；

40、将所述修正后的负载趋势预测值与预设的多级调压需求区间进行匹配，生成所述调压需求判定结果。

41、优选地，基于所述调压需求判定结果生成所述配电变压器的运行状态调节指令，包括：

42、从所述调压需求判定结果中提取调压方向标识和调压幅度需求值；

43、获取所述配电变压器的有载分接开关的当前档位号，并根据所述当前档位号确定当前档位对应的当前电压调节步长；

44、对所述调压方向标识和所述调压幅度需求值进行调压步数解析，确定所述有载分接开关需要执行的档位变化步数；

45、对所述当前档位号和所述档位变化步数进行档位偏移合成，确定所述有载分接开关的目标档位号；

46、根据所述目标档位号，生成所述运行状态调节指令。

47、优选地，通过所述负载特征参数集中的各相负载不平衡度，对所述负载状态评估结果进行分相无功缺额量化分析，生成各相对应的无功补偿调节指令，包括：

48、对所述负载特征参数集中的各相负载电流分布特征值进行不平衡度换算，得到a相负载不平衡度、b相负载不平衡度和c相负载不平衡度；

49、从所述负载状态评估结果中提取所述配电变压器的a相负载率、b相负载率和c相负载率；

50、将所述a相负载不平衡度与所述a相负载率进行关联分析，将所述b相负载不平衡度与所述b相负载率进行关联分析，将所述c相负载不平衡度与所述c相负载率进行关联分析，得到a相无功缺额表征值、b相无功缺额表征值和c相无功缺额表征值；

51、将所述a相无功缺额表征值、所述b相无功缺额表征值和所述c相无功缺额表征值与预设的缺额等级区间进行匹配，得到a相补偿等级、b相补偿等级和c相补偿等级；

52、根据所述a相补偿等级、所述b相补偿等级和所述c相补偿等级，生成各相对应的无功补偿调节指令。

53、优选地，根据预设的执行时序，执行所述运行状态调节指令和所述无功补偿调节指令，以分别控制所述配电变压器的有载分接开关和无功补偿装置执行相应的调节动作，包括：

54、从所述运行状态调节指令中提取目标档位号，并从所述无功补偿调节指令中提取各相对应的目标补偿容量标识；

55、获取所述预设的执行时序，所述执行时序包含所述有载分接开关的第一动作时间点和所述无功补偿装置的第二动作时间点；

56、在所述第一动作时间点到达时，将所述目标档位号发送至所述有载分接开关的驱动控制器，以驱动所述有载分接开关执行从当前档位切换至所述目标档位号的档位切换动作；

57、在所述第二动作时间点到达时，将各相对应的所述目标补偿容量标识分别发送至对应的无功补偿支路的投切控制器，以驱动各所述无功补偿支路按照所述目标补偿容量标识执行对应的电容器或电抗器的投切动作；

58、所述第一动作时间点和所述第二动作时间点之间具有预设的时间间隔，以在所述有载分接开关完成所述档位切换动作后，再执行各所述无功补偿支路的所述投切动作。

59、本发明的有益效果在于：

60、1.本发明通过深度融合配电变压器的运行参数与配电系统的负载参数，构建了涵盖变压器本体状态与系统负载特性的综合状态参数集和负载特征参数集，为负载调节提供了全面且精准的数据基础。同时，采用负载率偏离度、健康状态系数和负载适配度指标构成的多维度综合评估策略，能够多角度准确判定变压器负载状态，显著提升了评估的全面性和准确性。

61、2.本发明利用实时负载率与总负载变化速率进行双参数趋势预测，并引入历史时序差分修正机制，使调压需求判定具备前瞻性和自适应性，有效增强了调节决策的及时性与可靠性。针对三相负载不平衡，通过对各相不平衡度与相负载率进行关联量化分析，实现了分相无功缺额的精确匹配与差异化补偿，极大提升了无功补偿的精细化水平和三相负载均衡能力。

62、3.本发明通过预设执行时序，在时间上对有载分接开关档位切换与无功补偿投切动作进行科学错位与有序安排，确保了两种调节手段的协同性，有效避免了调节过程中的相互干扰，全面提升了智能配电系统变压器负载调节的整体效能与运行稳定性。