油浸式变压器是电力系统中应用最为广泛的变压器类型。一方面,它的稳定可靠运行,是电网持续供电的前提。为了进一步提高电网的可靠性指标,从监测设备自身的运行状态出发建立变压器故障率模型,是实现这一目标的有效途径。另一方面,区域负荷的增长、停运事故的发生、应急负荷的出现和停电检修的执行等现象,要求油浸式变压器具有一定的增容(过负荷)运行能力。在保障安全、可靠、经济的基础上,探求设备客观存在的隐性荷载性能,为调度人员提供增容运行的决策信息,是业内学者们亟待解决的问题。
本文针对油浸式变压器的故障率建模和可载性分析,开展了以下工作：
首先,为了建立一种综合反映不可修复(老化)故障和可修复故障的油浸式变压器故障率模型,提出了通过搭建设备健康指数与设备期望寿命的关系,将健康指数作为参量引入到老化失效模型中,实现了从老化发展和状态评估的角度表征故障率的新模型——Arrhenius-Weibull-HI模型。算例中所获得的拟合结果证明了新模型具备表征实际故障率的能力。
其次,归纳了输变电设备增容运行的主要应用场景,提出了从热点温度约束、故障率约束和经济损益约束三方面探求可载性的极限,制定了单台设备增容决策的生成规则。算例分析以计划停电检修带来的增容需求为场景,为调度人员得出了合适的增容负载率与运行时间的决策建议。
最后,为了将设备的可载性能力、过负荷后的故障率评估结果、安全的过负荷建议决策提供给调度人员,并结合风险管理的理念与电网调度的方法,以风险较低和经济较优为多目标制定调度策略,笔者所在的科研团队开发了“基于输变电设备可载性分析的智能电网风险调度决策系统”。本文中介绍了系统的功能,然后对笔者负责实现的“可载性分析模块”展开了详实的开发介绍。
