試析面向智能電網的配電變壓器重過載影響因素

張劍

[摘 要] 隨著我國經濟的快速發展，也逐漸加快了智能電網的建設步伐，電力事業也在不斷發展壯大。由于社會用電需求的不斷增長，對配電網變壓器的運行提出了更為嚴格的要求。配電變壓器重過載會導致變壓器燒毀，且電網應急能力水平不高，進而嚴重影響到了居民的正常用電。基于此，主要從用電客戶、行業類別、平均氣溫等方面統計、分析了配電變壓器重過載的主要影響因素，從而有效減少事故的發生，保障供電質量。

[關 鍵 詞] 智能電網；配電變壓器；重過載

[中圖分類號] TM41 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）06-0150-01

由于用電負荷受到氣溫高低、用電人口等變化因素的影響，在某些特殊時期會出現大幅度的波動，造成配電負載率影響整個電網的平穩運行。當前，在實際電網運行過程中，對配變負載的問題處于事后處理階段，具有較大的滯后性，難以有效保障供電安全。由此，本文主要分析影響配電變壓器重過載的因素。

一、配電變壓器重過載影響因素的分析思路

本文通過結合采集數據系統，分別在外部信息上、目標輸入值上輸入影響配電變壓器重過載的因素：用電客戶屬性、節假期信息、配變日負荷等，并進行統計分析。在本次研究中，選擇與之相對應的特征變量有：（1）配電變壓器因素。其中包括保護方式、生產日期、配變變動容量、主備性質以及冷卻方式等。（2）天氣因素。如節假期、日平均氣溫、月平均氣溫、季度氣溫等。（3）客戶因素。如負荷性質、用戶屬性、運行容量、負荷強度、耗能產業等。

二、數學建模

在構建數學模型中，要把互信息自變量的重要性作為研究的角度，互信息數據來自由樣本數據得出的統計結果。例如，隨機取出兩盒變量X、Y，當這兩個變量出現互信息量大時，表明兩盒變量的相關性較強，以I（X∶Y）表示互信息，H表示熵，有I（X∶Y）=H（X）+H（Y）-H（XY）。使用對策理論分析變量的重要性，最后引入全概率公式，用于計算配電變壓器重過載各個特征量的分布情況[1]。

三、實證分析

（一）案例分析

本次研究將某地區電網公司作為實例，對其一年內配變日負荷狀況進行統計，由此對重過載因素進行分析。實驗工具為R語言，配變總數為5932臺。輸入特征變量取天氣因素、用戶因素以及配變屬性因素[2]。

（二）特征提取

使用對策理論和互信息理論，分析在重過載發生時各個特征變量的重要性。由此可得，影響配電變壓器重過載的因素中，表現較為明顯的特征變量有用電類別、月平均氣溫、日平均氣溫以及用電行業上。

（三）特征量對配電變壓器重過載影響的分析

首先，從用戶類別看，配電變壓器重過載率用電最高的為農村用電，其次為農業生產用電、通信行業用電、城鎮居民用電以及教學用電。農村居民用電的配電變壓器重過載率較高的原因可能為農村的智能電網建設水平不高，配電變壓器的設備老化現象嚴重，電容量較小，再加上農村居民多使用功率較大的電器，在很大程度上增加了用電量，導致配電變壓器出現重過載的問題。

其次，從行業類別看，我國有高達20種類的國民經濟行業，此次研究所選擇的區域其行業重點為制造業和采礦業，其次為服務業、批發零售以及農林牧漁。通過對各個行業配電變壓器重過載比率進行分析，對電網規劃的重點行業，要綜合考慮其配電變壓器容量的增加，從而在根本上降低配電變壓器重過載的發生率。縱觀行業類別其特征量的反應情況，也體現了本區域的經濟狀況和經濟結構，因此，在建設智能電網的過程中，可以考慮將行業類別的結果作為衡量內部行業的經濟指標[3]。

再次，從日平均氣溫看，影響配電變壓器重過載的因素為單臺配變重過載。統計結果表明：各類配電變壓器重過載的發生率，在每日溫度由低變化為高的過程中，有較大的差異。分析其產生的原因可能為配電變壓器由于處在不同的溫度環境下，造成其工作量存在一定差異。

最后，從月平均氣溫看，受溫度關系以及重過載天數的影響，導致該區域出現配電變壓器重過載現象。原因為在溫度較為適宜的月份，為人們出行高峰時間段，會大大增加用電量，進而導致配電變壓器重過載。

四、總結

影響智能電網安全平穩運行的關鍵性因素就是配電變壓器重過載的問題，本文通過采集數據系統，引入對策理論和信息，然后在此基礎上構建數學模型，提取相應的特征量，并分析配電變壓器重過載的關系以及特變量的關系。由此，分析得到配電變壓器重過載的主要影響因素有用電客戶、行業類別、日平均氣溫以及月平均氣溫等。在建設智能電網的過程中，要綜合考慮這些因素，適當調整相關的配電變壓器的容量，從而保障安全用電，有效保障用電質量，推動電力行業的持續發展。

參考文獻：

[1]王冬冬，劉吉剛.高過載配電變壓器在農村電網中的應用[J].黑龍江科技信息，2015（31）：130.

[2]黃震宇.農網高過載能力配電變壓器配置分析[J].農村電氣化，2016（12）：26-27.

[3]周恒逸，毛柳明，齊飛，等.新型農網高過載能力配變應用及經濟運行性能[J].湖南電力，2015（1）：15-17.