[发明专利]故障风险及全寿命周期成本影响的配电变压器优选方法

摘要

一种故障风险及全寿命周期成本影响的配电变压器优选方法，该方法量化了配电变压器在不同过载情况下的故障风险，明确了全寿命周期模型中各成本构成，通过在模型中加入故障风险，得到计及故障风险的全寿命周期成本，并结合决策树方法对因配变过载引起的容量选择风险进行评估决策，以确定最优配电变压器选型方案。本发明提出的配电变压器优选方法，综合比较了配变全寿命周期中各项成本，实现配变容量选取的节能性、经济性统一，同时考虑了配变过载情况下的故障风险，使得修正后的全寿命周期模型更符合实际情况，为配变优选提供了更可靠的成本数据支持。

主权项

一种故障风险及全寿命周期成本影响的配电变压器优选方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：分析配电变压器实际运行负荷与损耗情况，确定不同可行的配变类型选择方案x_i；步骤2：统计分析台区历史负荷数据，预测待选择配电变压器全寿命周期内可能出现的不同最大负荷及其概率；步骤3：量化各方案配电变压器在不同最大负荷X下的故障风险，计为：$Risk\left(R\right|X)={\∫}_{t_0}^{t_1}{\∫}_{{\mathrm{\θ}}_{H_0}}^{{\mathrm{\θ}}_{H_1}}{P}_r\left({\mathrm{\θ}}_H|X\right)\×\mathrm{\λ}\left(t\right|{\mathrm{\θ}}_H)\×R\left({\mathrm{\θ}}_H\right){\mathrm{d\θ}}_{H}dt$式中，θ_H为在最大负荷X下，配电变压器的热点温度；P_r(θ_H|X)为考虑观测变量X后，θ_H的概率密度函数；λ(t|θ_H)为配变热点温度达到θ_H时，发生故障的概率密度函数；R(θ_H)为配变故障风险成本，若故障发生其值为故障成本C_FC，故障不发生其值为零；步骤4：将待选方案中配电变压器全寿命周期成本划分为五个部分，分别是：投资成本C_IC、运行成本C_OC、检修维护成本C_MC、故障成本C_FC和退役处置成本C_DC，得到全寿命周期成本模型为：C_LCC＝C_IC+C_OC+C_MC+C_FC+C_DC由于故障成本在不同过载情况下存在不确定性，故用故障风险Risk(R|X)代替故障成本C_FC对模型进行修正，得到计及故障风险的全寿命周期成本C_LCC为：C_LCC＝C_IC+C_OC+C_MC+Risk(R|X)+C_DC分析各部分成本特点，确定成本计算公式，完成各方案在不同过载情况下计及故障风险的全寿命周期成本的计算；步骤5：将修正后的计及故障风险的全寿命周期成本C_LCC作为各方案在自然状态下的损益值，计算各方案的损益期望E(x_i)，具体为$E\left(x_i\right)=\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{\left(C_{LCC}\right)}_{ij}{P}_{X_j}$式中，E(x_i)为方案x_i的损益期望值；P_Xj为步骤2中所得不同最大负荷X_j出现的概率；(C_LCC)_ij为方案x_i在最大负荷为X_j时的损益值；步骤6：运用剪枝决策进行待选方案的筛选，确定最优配变选型方案，对比各方案损益期望值，将舍弃的方案分枝去掉，最终只保留一条损益期望值最低的方案分枝；若剪枝后留下的方案期望损益值相等或相近，则根据离差最小原则，对成本相等或相近的几种方案再次进行决策。