一種含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估方法
【專利摘要】一種含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估方法。其包括確定仿真所需各隨機(jī)變量的三角分布參數(shù)，同時(shí)確定仿真的最大次數(shù)N；利用三角分布函數(shù)對(duì)上述各三角分布參數(shù)的概率進(jìn)行計(jì)算，得到三角分布參數(shù)的隨機(jī)變量；利用三角分布參數(shù)的隨機(jī)變量構(gòu)建變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型；利用蒙特卡洛仿真法對(duì)上述變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差R<0.1或仿真次數(shù)達(dá)到最大次數(shù)N時(shí)停止蒙特卡洛仿真過程，記錄過程中每次仿真得到的全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果；對(duì)全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，得到變壓器全壽命周期成本的概率分布結(jié)果等步驟。本發(fā)明方法的評(píng)估結(jié)果能夠?yàn)樽儔浩鞯倪x型及資產(chǎn)管理提供有效的決策依據(jù)。
【專利說明】
一種含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電力設(shè)備性能評(píng)估技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器 全壽命周期成本概率評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力變壓器的安全運(yùn)行是保障電網(wǎng)可靠運(yùn)行的重要防線之一。變壓器的設(shè)計(jì)選型 對(duì)其運(yùn)行壽命長短及經(jīng)濟(jì)與否都將會(huì)產(chǎn)生重要影響。選型正確，不但能節(jié)省一次投資，還能 大大降低運(yùn)行費(fèi)用;選型不合理，就會(huì)帶來資金的浪費(fèi)甚至引起安全事故。目前國家電網(wǎng)公 司正在積極推進(jìn)變壓器的全壽命周期成本(Life Cycle Cost，LCC)管理工作。變壓器的全 壽命周期成本既包括由變壓器設(shè)備的選型、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和營銷等費(fèi)用所構(gòu)成的制造成 本，又包括由運(yùn)行、維護(hù)、能耗、保險(xiǎn)、風(fēng)險(xiǎn)、檢修和報(bào)廢等費(fèi)用所構(gòu)成的運(yùn)行成本。同時(shí)，還 應(yīng)考慮變壓器運(yùn)行成本的時(shí)間價(jià)值、通貨膨脹和銀行貸款利息等因素。
[0003] 變壓器初始選型階段不僅要考慮其初始購置成本，還應(yīng)充分計(jì)及變壓器運(yùn)行維 護(hù)、退役等成本，所以需要從全壽命周期成本的角度對(duì)變壓器進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。從電力企業(yè)的 角度出發(fā)，必然期望變壓器在擁有高可靠性的同時(shí)盡量降低其全壽命周期成本，但在實(shí)際 管理過程中，這兩個(gè)相互交織的矛盾目標(biāo)卻難以實(shí)現(xiàn)。變壓器高可靠性運(yùn)行的要求必然帶 來變壓器設(shè)備的高投入，相應(yīng)的維護(hù)與報(bào)廢成本也隨之水漲船高。一般而言，在缺乏新技術(shù) 替代的情況下，變壓器LCC的最低點(diǎn)就是其價(jià)值的最高點(diǎn)，由此說明增加變壓器設(shè)備的價(jià)值 不僅僅是簡單地通過新技術(shù)、新工藝來提高變壓器的產(chǎn)品質(zhì)量，而是需要在可靠性指標(biāo)滿 足的前提條件下，將變壓器的全壽命周期成本降到最低。因此，如何在變壓器可靠性和全壽 命周期成本之間尋找有效的平衡解決方案，是當(dāng)前電力企業(yè)資產(chǎn)管理工作亟需解決的關(guān)鍵 問題之一。
[0004] 盡管當(dāng)前已對(duì)變電器可靠性指標(biāo)評(píng)估問題已進(jìn)行了深入研究，涉及變壓器全壽命 周期的確定性行為理論，變電站變壓器全壽命周期費(fèi)用管理問題，涵蓋了初始投資成本、運(yùn) 行成本、維護(hù)成本、停電損失成本及處置成本等多成本費(fèi)用環(huán)節(jié)，從不同角度對(duì)變壓器的可 靠性與經(jīng)濟(jì)性評(píng)估起到了積極的促進(jìn)作用，然而尚有兩點(diǎn)問題亟待深入：
[0005] 1)電力企業(yè)需全面計(jì)及變壓器的可靠性因素，協(xié)調(diào)變壓器LCC與可靠性之間的矛 盾，提出計(jì)及風(fēng)險(xiǎn)的變壓器全壽命周期成本評(píng)估模型，為變壓器的初始選型提供決策依據(jù)。
[0006] 2)當(dāng)前變壓器的全壽命周期成本優(yōu)化問題大多基于確定性的建模方法，而無法充 分計(jì)及變壓器各種運(yùn)行工況下各類未知及難以預(yù)測(cè)的不確定性因素，因此亟需一種概率化 的變壓器全壽命周期分析方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周 期成本概率評(píng)估方法。
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期成本概率評(píng) 估方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：
[0009] 步驟1)確定仿真所需各隨機(jī)變量的三角分布參數(shù)，同時(shí)確定仿真的最大次數(shù)N;
[0010] 步驟2)利用三角分布函數(shù)對(duì)上述各三角分布參數(shù)的概率進(jìn)行計(jì)算，得到三角分布 參數(shù)的隨機(jī)變量；
[0011] 步驟3)利用上述三角分布參數(shù)的隨機(jī)變量構(gòu)建變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估 豐旲型；
[0012] 步驟4)利用蒙特卡洛仿真法對(duì)上述變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型進(jìn)行計(jì) 算，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差R<〇.l或仿真次數(shù)達(dá)到最大次數(shù)N時(shí)停止蒙特卡洛仿真過程，記錄過程中每次 仿真得到的全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果；
[0013] 步驟5)對(duì)上述全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，得到變壓器全壽命周期成本的 概率分布結(jié)果。
[0014] 在步驟2)中，所述的利用三角分布函數(shù)對(duì)各三角分布參數(shù)的概率進(jìn)行計(jì)算，得到 三角分布參數(shù)的隨機(jī)變量的公式如下：
[0015]
⑴
[0016]其中，r為均勾分布的隨機(jī)三角分布參數(shù);a是三角分布參數(shù)最小值;m是三角分布 參數(shù)最大可能值;b是三角分布參數(shù)最大值;X為三角分布參數(shù)的隨機(jī)變量。
[0017] 在步驟3)中，所述的利用三角分布參數(shù)的隨機(jī)變量構(gòu)建變壓器全壽命周期成本概 率評(píng)估模型的方法如下：
[0018] 步驟3.1)計(jì)算變壓器全壽命周期成本：
[0019] 變壓器全壽命周期成本定義為五項(xiàng)成本之和，即投資成本、運(yùn)行成本、維護(hù)成本、 停電損失費(fèi)及殘值：
[0020] 3.1.1)變壓器投資成本 [0021 ]變壓器投資成本定義為CI;
[0022] CI = CIe+CIi (2)
[0023] 其中CIE為變壓器的購置成本;ChS包括變壓器的安裝費(fèi)、調(diào)試費(fèi)、場(chǎng)地費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi) 及培訓(xùn)費(fèi)在內(nèi)的費(fèi)用總和；
[0024] 3.1.2)變壓器運(yùn)行成本
[0025] 變壓器每年的運(yùn)行成本C0如下式所示；
[0026] CO=(Po+02Pk) · η * 8760 · EL (3)
[0027] 其中，Po為變壓器每小時(shí)的等值空載損耗功率，kW;Pk為變壓器每小時(shí)等值功率損 耗，kw; β為變壓器等值負(fù)載系數(shù);EL為單位千瓦時(shí)的購電成本，元/kWh; η為年負(fù)荷損失率， 其計(jì)算公式如下式所示；
[0028] η=Κ · Tmax/8760+(l-K) · (Tmax/8760)2 (4)
[0029] 其中K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K = 3; Tmax為最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)；
[0030] 3.1.3)變壓器維護(hù)成本
[0031 ]變壓器維護(hù)成本的計(jì)算公式如下式所示；
[0032] CM = C0p+C0m (5)
[0033]其中，C0P為變壓器的檢修成本;C0M為變壓器的日常預(yù)防維護(hù)成本；
[0034] 3.1.4)停電損失費(fèi)
[0035] 變壓器故障、檢修停運(yùn)造成的年停電損失費(fèi)可用下式表示；
[0036] CF = bx ,S'y x ^ x cos ^ x Γ+ΛΓ xi x MTTR (6)
[0037] 其中，b為單位成本的效益，元/kWh;SN為變壓器的額定容量，kVA，sf為變壓器的 平均功率因素;T為變壓器的故障停電時(shí)間，小時(shí);RC為變壓器每小時(shí)平均恢復(fù)成本，單位萬 元/小時(shí);λ為變壓器每年的平均故障次數(shù);MTTR為變壓器平均供電恢復(fù)時(shí)間，小時(shí)；
[0038] 3.1.5)殘值
[0039]變壓器的殘值用下式描述；
[0040] CD = CDt-CDr (7)
[00411 其中，CD代表變壓器的殘值;CDT代表變壓器的報(bào)廢成本，包括處理的人力、交通與 環(huán)境保護(hù)成本等;CDr為變壓器的剩余成本或價(jià)值;通常殘值部分與變壓器的購買成本成一 定比例；
[0042] 步驟3.2)將上述各項(xiàng)成本或費(fèi)用進(jìn)行現(xiàn)值換算
[0043] 將不同時(shí)刻的資金換算為當(dāng)前時(shí)刻的等效金額，轉(zhuǎn)化為變壓器的現(xiàn)值，計(jì)算公式 如下；
[0044]
(8)
[0045] 其中，PV代表當(dāng)前LCC成本的現(xiàn)值;Cn為第η年的成本;nf代表成本積累的首年;m代 表成本積累的最后一年;k代表通貨膨脹率;d代表貼現(xiàn)率;t n代表成本發(fā)生的第η年;tPV代表 LCC成本現(xiàn)值的計(jì)算年;t。代表成本數(shù)據(jù)輸入的年份；
[0046] 步驟3.3)利用上述現(xiàn)值換算后的成本構(gòu)成變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型；
[0047] 定義變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型為：
[0048] LCC = CI+CO+CM+CF+CD (9)。
[0049] 在步驟5)中，所述的對(duì)上述全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，得到變壓器全壽 命周期成本的概率分布結(jié)果的方法是:對(duì)上述全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果進(jìn)行概率密度擬 合，得到變壓器全壽命周期成本的概率分布結(jié)果。
[0050] 本發(fā)明提供的含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估方法的效果:本發(fā) 明綜合考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)性因素，基于全壽命周期成本的基本原理，提出了含風(fēng) 險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型及其計(jì)算方法，并通過實(shí)例驗(yàn)證了本發(fā)明 方法的正確性和工程實(shí)用性，評(píng)估結(jié)果能夠?yàn)樽儔浩鞯倪x型及資產(chǎn)管理提供有效的決策依 據(jù)。
【附圖說明】
[0051] 圖1為全壽命周期成本概率分布結(jié)果圖，單位:萬元
[0052] 圖2為全壽命周期成本累計(jì)概率密度分布圖；單位:萬元
[0053]圖3為調(diào)整貼現(xiàn)率后的全壽命周期成本概率密度分布圖；單位:萬元
【具體實(shí)施方式】
[0054] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期 成本概率評(píng)估方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0055] 本發(fā)明提供的含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估方法包括按順序 進(jìn)行的下列步驟：
[0056]步驟1)確定仿真所需各隨機(jī)變量的三角分布參數(shù)，表1示出部分三角分布參數(shù)，同 時(shí)確定仿真的最大次數(shù)N;
[0057]表1、仿真所需各隨機(jī)變量的三角分布參數(shù) [nnsRl
[0059] 步驟2)利用三角分布函數(shù)對(duì)上述各三角分布參數(shù)的概率進(jìn)行計(jì)算，得到三角分布 參數(shù)的隨機(jī)變量；
[0060] 步驟3)利用上述三角分布參數(shù)的隨機(jī)變量構(gòu)建變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估 豐旲型；
[0061] 步驟4)利用蒙特卡洛仿真法對(duì)上述變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型進(jìn)行計(jì) 算，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差R<〇.l或仿真次數(shù)到達(dá)最大次數(shù)N時(shí)停止蒙特卡洛仿真過程，記錄過程中每次 仿真得到的全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果；
[0062] 步驟5)對(duì)上述全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，得到變壓器全壽命周期成本的 概率分布結(jié)果。
[0063]在步驟2)中，為充分考慮變壓器全壽命周期成本計(jì)算過程中各項(xiàng)三角分布參數(shù)的 不確定性，引入三角分布函數(shù)對(duì)各三角分布參數(shù)的概率進(jìn)行計(jì)算，得到三角分布參數(shù)的隨 機(jī)變量，公式如下：
[0064] ⑴
[0005]其中，r為均勾分布的隨機(jī)三角分布參數(shù);a是三角分布參數(shù)最小值;m是三角分布 參數(shù)最大可能值;b是三角分布參數(shù)最大值;X為三角分布參數(shù)的隨機(jī)變量。
[0066] 在步驟3)中，所述的利用三角分布參數(shù)的隨機(jī)變量構(gòu)建變壓器全壽命周期成本概 率評(píng)估模型的方法如下：
[0067] 步驟3.1)計(jì)算變壓器全壽命周期成本：
[0068] 為注重成本效益，在變壓器選型時(shí)不僅要考慮初始投資成成本，還要考慮將來的 運(yùn)行和維護(hù)成本;變壓器全壽命周期成本是指變壓器運(yùn)行全壽命周期內(nèi)總成本支出；變壓 器全壽命周期成本可定義為五項(xiàng)成本之和，即投資成本、運(yùn)行成本、維護(hù)成本、停電損失費(fèi) 及殘值：
[0069] 3.1.1)變壓器投資成本
[0070] 變壓器投資成本包括變壓器的購置成本、安裝費(fèi)、調(diào)試費(fèi)、場(chǎng)地費(fèi)等，發(fā)生在變壓 器全壽命周期初期(正式投入運(yùn)行之前），屬于一次性投入;變壓器投資成本定義為CI;
[0071] CI = CIe+CIi (2)
[0072] 其中CIE為變壓器的購置成本;ChS包括變壓器的安裝費(fèi)、調(diào)試費(fèi)、場(chǎng)地費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi) 及培訓(xùn)費(fèi)在內(nèi)的費(fèi)用總和；
[0073] 3.1.2)變壓器運(yùn)行成本
[0074] 變壓器運(yùn)行成本主要包括變壓器運(yùn)行期間的損耗成本;本發(fā)明定義的變壓器每年 的運(yùn)行成本C0如下式所示；
[0075] CO=(Po+02Pk) · η * 8760 · EL (3)
[0076] 其中，P〇為變壓器每小時(shí)的等值空載損耗功率，kW;Pk為變壓器每小時(shí)等值功率損 耗，kW; β為變壓器等值負(fù)載系數(shù);EL為單位千瓦時(shí)的購電成本，元/kWh; η為年負(fù)荷損失率， 其計(jì)算公式如下式所示；
[0077] η=Κ · Tmax/8760+(l-K) · (Tmax/8760)2 (4)
[0078] 其中K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K = 3; Tmax為最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)；
[0079] 3.1.3)變壓器維護(hù)成本
[0080] 變壓器維護(hù)成本的計(jì)算公式如下式所示；
[0081] CM = C0p+C0m (5)
[0082] 其中，C0P為變壓器的檢修成本;C0M為變壓器的日常預(yù)防維護(hù)成本；由于變壓器會(huì) 出現(xiàn)老化和故障等原因，因此變壓器維護(hù)成本可看成是一個(gè)基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的線性增長模 型；
[0083] 3.1.4)停電損失費(fèi)
[0084] 停電損失費(fèi)主要指由于變壓器故障、檢修停運(yùn)等對(duì)下游用戶造成的停電損失；它 貫穿于變壓器整個(gè)壽命周期內(nèi)，每年都可能發(fā)生;應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和算法，即可得到變壓 器的風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo);變壓器故障、檢修停運(yùn)造成的年停電損失費(fèi)可用下式表示；
[0085] CF = b 乂 乂cos(p乂 T + RC 乂 λχΜΤ?? (6)
[0086] 其中，b為單位成本的效益，元/kWh; SN為變壓器的額定容量，kVA; 為變壓器的 平均功率因素;T為變壓器的故障停電時(shí)間，小時(shí);RC為變壓器每小時(shí)平均恢復(fù)成本，單位萬 元/小時(shí);λ為變壓器每年的平均故障次數(shù);MTTR為變壓器平均供電恢復(fù)時(shí)間，小時(shí)；
[0087] 3.1.5)殘值
[0088]變壓器的殘值用下式描述；
[0089] CD = CDt-CDr (7)
[0090] 其中，CD代表變壓器的殘值;CDT代表變壓器的報(bào)廢成本，包括處理的人力、交通與 環(huán)境保護(hù)成本等;CDr為變壓器的剩余成本或價(jià)值;通常殘值部分與變壓器的購買成本成一 定比例；
[0091] 步驟3.2)將上述各項(xiàng)成本或費(fèi)用進(jìn)行現(xiàn)值換算
[0092] 資金的價(jià)值與時(shí)間有密切關(guān)系；當(dāng)前一筆資金，即使不考慮通貨膨脹的因素，也比 將來數(shù)量相同的資金更有價(jià)值;為此，應(yīng)該把不同時(shí)刻的金額折算為同一時(shí)刻的金額，然后 在相同的時(shí)間基礎(chǔ)上進(jìn)行比較;本發(fā)明把不同時(shí)刻的資金換算為當(dāng)前時(shí)刻的等效金額，轉(zhuǎn) 化為變壓器的現(xiàn)值，計(jì)算公式如下；
[0093]
(8)
[0094] 其中，PV代表當(dāng)前LCC成本的現(xiàn)值;Cn為第η年的成本;nf代表成本積累的首年;m代 表成本積累的最后一年;k代表通貨膨脹率;d代表貼現(xiàn)率;t n代表成本發(fā)生的第η年;tPV代表 LCC成本現(xiàn)值的計(jì)算年;t。代表成本數(shù)據(jù)輸入的年份；
[0095] 步驟3.3)利用上述現(xiàn)值換算后的成本構(gòu)成變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型；
[0096] 變壓器全壽命周期成本包含變壓器從設(shè)計(jì)到退役的整個(gè)期間需要的費(fèi)用總和，其 費(fèi)用并不只是發(fā)生在投資初期，而是按時(shí)序發(fā)生在整個(gè)壽命周期內(nèi)；結(jié)合前述考慮風(fēng)險(xiǎn)的 變壓器全壽命周期成本的組成，定義變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型為：
[0097] LCC = CI+CO+CM+CF+CD (9)
[0098] 在步驟5)中，所述的對(duì)上述全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，得到變壓器全壽 命周期成本的概率分布結(jié)果的方法是:對(duì)上述全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果進(jìn)行概率密度擬 合，得到變壓器全壽命周期成本的概率分布結(jié)果。
[0099] 本發(fā)明人利用一臺(tái)500kV變電站內(nèi)的750MVA的主變壓器對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行驗(yàn)證， 該變壓器的參數(shù)為515/230 ± 2 X 2.5 % /36kV，等值空載損耗P0 = 223.33kW，短路損耗Pk = 1183.33kW。利用三角函數(shù)仿真時(shí)采用表1給出的三角分布參數(shù)作為仿真所需的各隨機(jī)變量 的約束。圖1、圖2分別給出了經(jīng)過N= 10000次蒙特卡洛計(jì)算得到的全壽命周期成本概率密 度函數(shù)和累計(jì)概率密度分布，可以看到變壓器最大概率對(duì)應(yīng)的全壽命周期成本為9489萬 元，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差為0.0891。
[0100] 改變貼現(xiàn)率d的三角分布參數(shù):下邊界0.08，標(biāo)準(zhǔn)0.085，上邊界0.095，可得到如圖 3所示的全壽命周期成本概率分布結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)貼現(xiàn)率和全壽命周期成本的數(shù)值成負(fù)相 關(guān)關(guān)系，由此可以得到對(duì)應(yīng)參數(shù)分布對(duì)全壽命周期成本的影響，此時(shí)，變壓器最大概率對(duì)應(yīng) 的全壽命周期成本為8676萬元，標(biāo)準(zhǔn)差為0.0786。
[0101]通過分析不同三角分布參數(shù)變化對(duì)全壽命周期成本分布的影響，可以得到影響變 壓器全壽命周期成本的關(guān)鍵因素，因此可通過制定相應(yīng)措施來保證變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性， 并能夠?yàn)樽儔浩鞯倪x型及資產(chǎn)管理提供有效的決策依據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估方法，其特征在于:所述的含 風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟： 步驟1)確定仿真所需各隨機(jī)變量的Ξ角分布參數(shù)，同時(shí)確定仿真的最大次數(shù)N; 步驟2)利用Ξ角分布函數(shù)對(duì)上述各Ξ角分布參數(shù)的概率進(jìn)行計(jì)算，得到Ξ角分布參數(shù) 的隨機(jī)變量； 步驟3)利用上述Ξ角分布參數(shù)的隨機(jī)變量構(gòu)建變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型； 步驟4)利用蒙特卡洛仿真法對(duì)上述變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型進(jìn)行計(jì)算，當(dāng) 標(biāo)準(zhǔn)差R<0.1或仿真次數(shù)達(dá)到最大次數(shù)N時(shí)停止蒙特卡洛仿真過程，記錄過程中每次仿真得 到的全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果； 步驟5)對(duì)上述全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，得到變壓器全壽命周期成本的概率 分布結(jié)果。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估方法，其特 征在于:在步驟2)中，所述的利用Ξ角分布函數(shù)對(duì)各Ξ角分布參數(shù)的概率進(jìn)行計(jì)算，得到Ξ 角分布參數(shù)的隨機(jī)變量的公式如下：(1) 其中，r為均勻分布的隨機(jī)Ξ角分布參數(shù);a是Ξ角分布參數(shù)最小值;m是Ξ角分布參數(shù) 最大可能值;b是Ξ角分布參數(shù)最大值;X為Ξ角分布參數(shù)的隨機(jī)變量。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估方法，其特 征在于:在步驟3)中，所述的利用Ξ角分布參數(shù)的隨機(jī)變量構(gòu)建變壓器全壽命周期成本概 率評(píng)估模型的方法如下： 步驟3.1)計(jì)算變壓器全壽命周期成本： 變壓器全壽命周期成本定義為五項(xiàng)成本之和，即投資成本、運(yùn)行成本、維護(hù)成本、停電 損失費(fèi)及殘值： 3.1.1) 變壓器投資成本 變壓器投資成本定義為CI; CI = CIe+CIi (2) 其中CIe為變壓器的購置成本;CIi為包括變壓器的安裝費(fèi)、調(diào)試費(fèi)、場(chǎng)地費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)及培 訓(xùn)費(fèi)在內(nèi)的費(fèi)用總和； 3.1.2) 變壓器運(yùn)行成本 變壓器每年的運(yùn)行成本C0如下式所示； C0= (P〇+護(hù)Pk) · η · 8760 · EL (3) 其中，Ρο為變壓器每小時(shí)的等值空載損耗功率，kW;Pk為變壓器每小時(shí)等值功率損耗， kW;i3為變壓器等值負(fù)載系數(shù);為單位千瓦時(shí)的購電成本，元/kWh;ri為年負(fù)荷損失率，其計(jì) 算公式如下式所示； η = Κ · Tmax/8760+α-Κ) · (Tmax/8760)2 (4) 其中Κ為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K = 3;Tmax為最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)； 3.1.3) 變壓器維護(hù)成本 變壓器維護(hù)成本的計(jì)算公式如下式所示； CM=C0p+C0m (5) 其中，〇)p為變壓器的檢修成本;COM為變壓器的日常預(yù)防維護(hù)成本； 3.1.4) 停電損失費(fèi) 變壓器故障、檢修停運(yùn)造成的年停電損失費(fèi)可用下式表示； 它'石· = hxSN>：'0xcQS(pxT+民CxAxMTTR (6) 其中，b為單位成本的效益，元/kWh;SN為變壓器的額定容量，kVA;cosP為變壓器的平均 功率因素;T為變壓器的故障停電時(shí)間，小時(shí);RC為變壓器每小時(shí)平均恢復(fù)成本，單位萬元/ 小時(shí);λ為變壓器每年的平均故障次數(shù);MTTR為變壓器平均供電恢復(fù)時(shí)間，小時(shí)； 3.1.5) 殘值 變壓器的殘值用下式描述； CD = CDt-CDr (7) 其中，CD代表變壓器的殘值;0)τ代表變壓器的報(bào)廢成本，包括處理的人力、交通與環(huán)境 保護(hù)成本等;CDr為變壓器的剩余成本或價(jià)值;通常殘值部分與變壓器的購買成本成一定比 例； 步驟3.2)將上述各項(xiàng)成本或費(fèi)用進(jìn)行現(xiàn)值換算 將不同時(shí)刻的資金換算為當(dāng)前時(shí)刻的等效金額，轉(zhuǎn)化為變壓器的現(xiàn)值，計(jì)算公式如下；(8) 其中，PV代表當(dāng)前LCC成本的現(xiàn)值;Cn為第η年的成本;nf代表成本積累的首年;m代表成 本積累的最后一年;k代表通貨膨脹率;d代表貼現(xiàn)率;tn代表成本發(fā)生的第η年;tpv代表LCC 成本現(xiàn)值的計(jì)算年;t。代表成本數(shù)據(jù)輸入的年份； 步驟3.3)利用上述現(xiàn)值換算后的成本構(gòu)成變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型； 定義變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估模型為： LCC = CI+CO+CM+CF+CD (9)〇4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含風(fēng)險(xiǎn)類指標(biāo)的變壓器全壽命周期成本概率評(píng)估方法，其特 征在于:在步驟5)中，所述的對(duì)上述全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，得到變壓器全壽命 周期成本的概率分布結(jié)果的方法是:對(duì)上述全壽命周期成本計(jì)算結(jié)果進(jìn)行概率密度擬合， 得到變壓器全壽命周期成本的概率分布結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK105975752SQ201610278239
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】李盛偉, 梁剛, 韓曉罡, 王楠, 范須露, 王夢(mèng)
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)天津市電力公司, 國家電網(wǎng)公司