一種電力變壓器經濟剩余壽命評估方法與系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及變壓器經濟運行、壽命評估技術領域，特別是涉及一種電力變壓器經 濟剩余壽命評估方法與系統。
【背景技術】
[0002] 電力變壓器作為電網中的關鍵部件之一，其安全可靠地運行直接影響到供電可靠 性和企業的經濟效益。從用電企業角度出發，為了減少變壓器運行中所帶來的成本，就必須 對變壓器的狀態和壽命做出評估。
[0003] 通常，電力變壓器的壽命分為物理壽命、可靠性壽命和經濟壽命。物理壽命是指變 壓器從投入使用到無法繼續使用而必須報廢的整個時間過程。變壓器的可靠性壽命是指在 設定的可靠性范圍內，即一定的故障概率范圍內，設備可正常持續運行的時間的估計，是一 種統計概率模型。經濟壽命是從經濟學角度決定變壓器退役時間。
[0004] 目前基于變壓器全經濟壽命周期有較多的研究，主要是以變壓器整個壽命周期內 平均運行成本最低作為退役依據，首先設定變壓器的壽命，然后計算年均成本，最低的年均 成本對應的壽命即為變壓器全經濟壽命周期，變壓器經濟全壽命周期計算模型的結果是使 得已支出成本和未來的成本預算綜合達到最小。
[0005] 上述模型并未考慮計算參數發生較大變化時的處理方法，但事實上，隨著年份的 增長或企業決策的改變，變壓器運行成本計算參數的取值范圍很可能發生大幅度的變化， 如電價，若不根據實際情況來對上述模型進行修正，計算所得的變壓器壽命并不能夠達到 經濟上最優。
[0006] 由于變壓器運行成本的計算參數大多具有不確定性，現有技術在計算中主要使用 MC算法(Monte Carlo，蒙特卡洛），其主要思想是:假設所有參數在其取值區間內服從均勻 分布，在每個參數的取值區間內隨機選取數值，計算函數的結果，將此步驟進行N次后，將所 有的函數結果進行加和平均，當N足夠大時，可以認為所得平均值即為函數的期望值。在程 序實現方面，MC算法在收斂速度上較慢，因而基于MC算法的程序計算速度會受到不利影響。
【發明內容】
[0007] 本發明實施例中提供了一種變壓器經濟剩余壽命的評估方法與系統，以避免變壓 器過早更換所帶來成本的浪費，同時也防止使用年份過長所帶來較大的安全隱患。
[0008] 為了解決上述技術問題，本發明實施例公開了如下技術方案：
[0009] 本發明提供了一種電力變壓器經濟剩余壽命評估方法，包括：
[0010] 根據電力變壓器的一次投資成本、損耗成本、環境成本、運行維護成本、故障成本 和報廢成本，構建電力變壓器經濟剩余壽命成本CRLdTi)的計算模型；
[0011] 根據電力變壓器經濟剩余壽命成本，構建電力變壓器經濟剩余壽命年均損耗cERLC 的計算模型；
[0012] 設定電力變壓器經濟剩余壽命的取值范圍；
[0013] 根據所述取值范圍，利用擬蒙特卡洛算法計算所述取值范圍內的每一個經濟剩余 壽命年均損耗；
[0014] 查詢并確定所述取值范圍內所有經濟剩余壽命年均損耗中的最小年均損耗；
[0015] 根據所述最小年均損耗所對應的經濟剩余壽命，確定電力變壓器的經濟剩余壽命 Terl；
[0016]
[0017]
[0018]
[0019] To是企業改變策略時電力變壓器已運行年數，1^是企業改變策略后到電力變壓器 報廢時之間的年數，α是一次投資成本，C2l是第i年損耗成本，C 3l是第i年環境成本，C4l表示 第i年的運行維護成本，C5i為第i年故障成本，C 6i為在第i年報廢的成本。
[0020] 優選地，所述擬蒙特卡洛算法包括：
[0021 ]分別構造所述電力變壓器的各成本的積分函數；
[0022] 構造所述各成本中參數的一維低偏差序列；
[0023] 在所述電力變壓器經濟剩余壽命的取值范圍內，選取一所述企業改變策略后到電 力變壓器報廢時之間的年數；
[0024] 針對選取的所述企業改變策略后到電力變壓器報廢時之間的年數，多次從所述各 參數的一維低偏差序列中進行隨機取數作為所述各成本中的參數值計算電力變壓器的損 耗；
[0025]將計算的所有所述電力變壓器的損耗計算結果進行加和平均，得出電力變壓器損 耗平均值，即經濟剩余壽命年均損耗；
[0026]輸出企業改變策略后到電力變壓器報廢時之間的年數及所述電力變壓器的經濟 剩余壽命年均損耗。
[0027]優選地，所述企業改變策略后到電力變壓器報廢時之間的年數及所述電力變壓器 的經濟剩余壽命年均損耗之前，還包括：
[0028] 針對同一所述企業改變策略后到電力變壓器報廢時之間的年數，計算相鄰兩次所 述電力變壓器損耗平均值之間的相差百分比；
[0029] 判斷所述相差百分比與設定閾值的大小；
[0030] 如果所述相差百分比連續兩次低于所述設定閾值時，則輸出電力變壓器的經濟剩 余壽命年均損耗；
[0031] 如果所述相差百分比不連續兩次低于所述設定閾值時，則針對選取的所述企業改 變策略后到電力變壓器報廢時之間的年數，重新隨機選取參數值，并重復按照所述逐層計 算的方法進行計算。
[0032]優選地，所述設定閾值為5%。
[0033] -種電力變壓器經濟剩余壽命評估系統，包括數據計算模塊，所述數據計算模塊 包括序列生成單元、模擬計算單元、迭代次數判別單元和中間結果處理單元，其中，
[0034] 所述序列生成單元用于生成一維低偏差序列；
[0035] 所述模擬計算單元用于生成隨機取數和每次迭代過程的計算，并將迭代次數的判 別量發送到所述迭代次數判別單元；
[0036] 所述迭代次數判別單元用于判定是否進行下一次迭代，并將所有迭代計算結果發 送到所述模擬計算單元；
[0037]所述中間結果處理單元用于計算電力變壓器經濟剩余壽命，并進行電力變壓器最 小年均損耗的判定，確定電力變壓器經濟剩余壽命。
[0038]優選地，所述系統還包括數據輸入模塊、數據儲存模塊和人機互動模塊，其中， [0039]所述數據輸入模塊向所述人機互動模塊發送所需參數輸入及參數定義信號，并將 獲取的參數進行分類后發送給所述數據儲存模塊；
[0040] 所述人機互動模塊用于輸入所述所需參數，顯示輸入的結果和計算的結果；
[0041] 所述數據儲存模塊用于存儲所述所需參數，并將所述所需參數發送到所述數據計 算模塊。
[0042] 由以上技術方案可見，本發明實施例提供的一種電力變壓器經濟剩余壽命評估方 法，所述方法包括:根據電力變壓器的一次投資成本、損耗成本、環境成本、運行維護成本、 故障成本和報廢成本的各成本，構建電力變壓器經濟剩余壽命成本的計算模型;根據電力 變壓器經濟剩余壽命成本，構建電力變壓器經濟剩余壽命年均損耗的計算模型；設定電力 變壓器經濟剩余壽命的取值范圍；根據所述取值范圍，利用擬蒙特卡洛算法計算所述取值 范圍內的每一個經濟剩余壽命年均損耗;查詢并確定所述取值范圍內所有經濟剩余壽命年 均損耗中的最小年均損耗;根據所述最小年均損耗所對應的經濟剩余壽命，確定電力變壓 器的經濟剩余壽命。
[0043] -種電力變壓器經濟剩余壽命評估系統，包括數據計算模塊，所述數據計算模塊 包括序列生成單元、模擬計算單元、迭代次數判別單元和中間結果處理單元，其中，所述序 列生成單元用于生成一維低偏差序列，所述模擬計算單元用于生成隨機取數和每次迭代過 程的計算，并將迭代次數的判別量發送到所述迭代次數判別單元，所述迭代次數判別單元 用于判定是否進行下一次迭代，并將所有迭代計算結果發送到所述中間結果處理單元，所 述中間結果處理單元用于計算電力變壓器經濟剩余壽命，并進行電力變壓器最小年均損耗 的判定，確定電力變壓器經濟剩余壽命。
[0044] 在計算方法上，本發明以參數變化(如電價）的時間為分界點，將變壓器的壽命分 為"已運行壽命"（已知量)和"經濟剩余壽命"（待求量），將目標函數從原有方法的"使變壓 器全壽命周期內年均成本最低"改為本發明的"使變壓器經濟剩余壽命內年均成本最低"。 "變壓器經濟剩余壽命"概念的提出，充分考慮到了變壓器運行成本計算中參數發生變化 時，對變壓器經濟剩余壽命的評估帶來的影響。本發明提出"經濟剩余壽命"的概念，以變壓 器經濟剩余壽命內年均成本最小為目