王函

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及企業(yè)經(jīng)濟效益意識的不斷提高，降低損耗、節(jié)約電能口益成為整個社會尤其是供用電企業(yè)關(guān)注的課題。目前在整個供配電系統(tǒng)中普通存在著配電端變壓器數(shù)量多、損耗大、自動化程度低、運行維護工作量大等問題，因此，采用技術(shù)手段實現(xiàn)變壓器經(jīng)濟運行控制，對降低損耗、節(jié)約電能具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文從變壓器經(jīng)濟運行的重要意義入手，著重闡述變壓器經(jīng)濟運行控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；經(jīng)濟；運行；損耗

前言：變壓器經(jīng)濟運行是在確保變壓器安全運行及保證電量的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，通過變壓器運行方式的合理選取、負荷曲線的優(yōu)化調(diào)整、全網(wǎng)變壓器運行位置的優(yōu)化組合以及變壓器運行條件的改善等措施，最大限度地降低變壓器的電能損耗。基于各終端的功能分析可以看出，各個終端功能有相同之處但又不可替代，但所有裝置在硬件和軟件上都沒有考慮到配變經(jīng)濟運行的控制，即無配變經(jīng)濟運行的擴展功能。

1 變壓器經(jīng)濟運行的重要意義

降低變壓器電能損耗的主要途徑首先是對高能耗變壓器進行更新與改造、開發(fā)節(jié)能變壓器以降低變壓器自身的總損耗，再者就是實行變壓器的經(jīng)濟運行以提高變壓器的運行效率。前幾年，經(jīng)過全國上下的農(nóng)村電網(wǎng)改造工程，供、用電部門已經(jīng)基本上更換了陳舊的高能耗變壓器。但目前我國大部分供、用電單位的變壓器仍在自然狀態(tài)下運行，沒有采用經(jīng)濟運行方式。導致這一現(xiàn)象的原因不僅在于不正確的傳統(tǒng)觀念影響，也在于不合理的變壓器容量電價制度的制約。根據(jù)一些實例和多方面的科學分析，如全面開展變壓器經(jīng)濟運行，至少可以節(jié)約總用電量的1%以上。全面推行變壓器經(jīng)濟運行，不用投資或只用少量投資，全國每年就可以節(jié)電100多億kWh的電量。因此，開展變壓器經(jīng)濟運行具有極其重要現(xiàn)實意義[1]。

近幾年，我國高能耗行業(yè)發(fā)展過于迅速，能源問題尤其是電力供應(yīng)出現(xiàn)了短缺局面，不同程度的拉閘限電在全國二十多個省市卷土重來。為解決電力緊張的問題，除了國家加大電源建設(shè)的速度外，搞好電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行也是及其重要的一項工作。開展變壓器經(jīng)濟運行是實現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的重要環(huán)節(jié)，是節(jié)約電能的一個重要手段。因此開展變壓器經(jīng)濟運行的研究非常必要。

2 變壓器經(jīng)濟運行控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1主程序流程

程序開始，首先讀取變壓器兩側(cè)及低壓側(cè)母聯(lián)的開關(guān)量，從而判斷出變壓器當前的運行方式。然后讀取變壓器低壓側(cè)的模擬電氣量，將所有數(shù)據(jù)存入一數(shù)據(jù)庫，再將上述數(shù)據(jù)用于變壓器的經(jīng)濟運行優(yōu)化程序，根據(jù)計算結(jié)果判斷是否需要改變變壓器運行方式，如果需要改變變壓器的運行方式，再進行安全約束條件的判定。如果滿足安全約束條件，則進行投切變壓器的操作，顯示并記錄控制策略。上述任一條件不滿足，則返回繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)。

變電站內(nèi)變壓器所帶的負荷隨著用戶而改變，實時控制系統(tǒng)計算程序所確定的變壓器的經(jīng)濟運行方式可能隨變壓器所帶負荷的變化而頻繁改變。但從電力系統(tǒng)安全運行的角度考慮，要避免短時間內(nèi)變壓器的負荷波動，導致頻繁地投切變壓器，影響變電站的安全運行[2]?？刂葡到y(tǒng)在設(shè)計過程中采取了一系列安全措施，首先系統(tǒng)要對連續(xù)三次采集的數(shù)據(jù)進行計算，當判斷為相同的經(jīng)濟運行方式后才去啟動投切程序，在投切程序里，還要進行以下三個條件的判定：

（1）要滿足變壓器現(xiàn)場安全運行規(guī)定的每天投切次數(shù)；

（2）上次變壓器投切后要滿足一定的運行時間；

（3）進行短期負荷預(yù)測，要求當前實際負荷與負荷預(yù)測值相吻合，估計目前的負荷要持續(xù)相當一段的經(jīng)濟運行時間。

當同時滿足上述三個條件后，控制系統(tǒng)最后動作出口，去投切變壓器。

2.2編程語言及軟件運行環(huán)境

軟件的開發(fā)采用了C++ Builders與Access相結(jié)合，C++ Builder作為整個系統(tǒng)軟件的連接體，起協(xié)調(diào)聯(lián)系作用；Access作為計算分析所需數(shù)據(jù)的載體。C++Builder是一個通用的數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具。作為32位Windows環(huán)境下的快速開發(fā)工具（RAD）， C++ Builder基于最流行的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言C++，采用領(lǐng)先的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，并結(jié)合使用了圖形用戶界面的先進特性和設(shè)計思想，使得C++ Builder成為目前在32位Windows環(huán)境下最具有吸引力的開發(fā)工具之一[3]。該語言簡潔明快，功能強大，開發(fā)組件多，深受編程者歡迎。它提供了一個面向?qū)ο蟆⒖梢暬O(shè)計的快速應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境，這種環(huán)境讓編程者能以編寫最少的程序碼來建立高執(zhí)行效率的Windows應(yīng)用程序。Access是Microsoft公司推出的Office組件之一，是目前最流行的、功能強大的桌面數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。使用Access無需程序代碼，僅通過直觀的可視化操作即可完成大部分數(shù)據(jù)的管理工作。

在本控制系統(tǒng)的應(yīng)用中，Access操作簡單，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況靈活地設(shè)置變壓器技術(shù)參數(shù)和軟件運行控制參數(shù)，而且使用C++Builder可以靈活方便的對數(shù)據(jù)進行分析和操作。

2.3界面設(shè)計

隨著電力系統(tǒng)的日益發(fā)展，計算機圖形顯示在電力系統(tǒng)及其自動化方面得到了廣泛的應(yīng)用。用圖形來顯示被控對象在運行過程中的狀態(tài)，清晰明了，形象直觀，比指示燈、數(shù)字儀表等所包含的信息量大得多，因而使運行人員能更直觀地了解變電站設(shè)備的運行狀況，對設(shè)備故障或者異常快速作出判斷，提高了工作效率[4]。

本程序的界面設(shè)計具有清晰易懂、簡單明了的特點。界面設(shè)計為按菜單顯示，各種不同的功能放置在不同的菜單里，運行人員可以根據(jù)需要在主窗口上直接切換菜單來查看各種需要監(jiān)測的功能。當程序開始運行時首先顯示主窗體，然后對整個系統(tǒng)的各種參數(shù)進行設(shè)置，即可自動進入變壓器的經(jīng)濟運行監(jiān)控狀態(tài)，同時還可查看各種圖形、報表和數(shù)據(jù)記錄等等。

本控制軟件有以下功能特點：

實時數(shù)據(jù)處理：按系統(tǒng)控制要求實時采集要求的有關(guān)模擬量和開關(guān)量，建立一個實時數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提高系統(tǒng)控制的實時性。

控制功能：能跟隨變壓器負荷的實時變化，以操作提示或?qū)崟r控制的方式監(jiān)視變壓器的運行。其中操作提示可警告運行人員對變壓器進行倒閘操作，實時控制可準確可靠的自動投切變壓器。兩種控制方式可由運行人員任意選擇[5]。

畫面顯示功能：能實時顯示變電站主接線開關(guān)狀態(tài)、主變實時有功、無功、視在功率曲線及各種運行方式下的功耗曲線，而且可以查看歷史負荷曲線。

報表打印處理：能將變電站任意時刻的運行數(shù)據(jù)、變壓器技術(shù)參數(shù)等以報表的形式打印出來，以便變電站運行記錄的保存分析。

具有操作事件記錄庫：把運行過程中值班人員的操作記錄到操作事件數(shù)據(jù)庫中，便于運行人員查看。

擴展性能好?？梢愿鶕?jù)變電站的負荷發(fā)展需要，調(diào)換或者新增變壓器。另外，也對三繞組變壓器的經(jīng)濟運行留有接口，使軟件功能更強。

結(jié)語：能源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是社會發(fā)展和經(jīng)濟繁榮的動力。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，能源資源的有限和能源資源的逐日消耗越來越被人們所關(guān)注。節(jié)約能源具有更深遠的歷史意義。

參考文獻：

[1]茹蔚康，陳雨，張萍，馬韜韜，張紅燕. 配電變壓器經(jīng)濟運行控制系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)[J]. 機電工程，2012，05：584-587.

[2]楊婷婷. 配電變壓器有載自動調(diào)容技術(shù)的研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學，2016.

[3]肖珂. 配電網(wǎng)變壓器經(jīng)濟運行方式優(yōu)化及控制算法分析[D].遼寧工業(yè)大學，2016.

[4]王超，丁向榮. 配電變壓器經(jīng)濟運行方式與控制實現(xiàn)的研究[J]. 煤礦機械，2013，10：202-204.

[5]宋曉華，江和順，劉賀鳴，劉凱，陳虎. 配電變壓器經(jīng)濟運行自動控制投切策略研究[J]. 應(yīng)用能源技術(shù)，2013，02：29-32.endprint