Page 95 - 电力与能源2024年第五期

徐 聪：基于 LEI 模型的 110 kV 变压器检修策略研究 627

C PM = C base_fixed(1 + t/160) + C base_variable ⋅ δ i （12） 为 0.9。
式 中 C base_fixed—— 变 压 器 预 检 修 的 固 定 费 用 ； 此外，预检修变压器的使用寿命应大于未预
C base_variable——变压器预检修的可变费用。 检修变压器的使用寿命，即：
C CM 可表示为 t WithM
R LEI = ≥ R LEI （21）
C CM = C basc_cm × n （13） t WithoutM required
L
k ( η) β k 式中 R LEI required ——变压器最小寿命效率指数。
n = n 0 - ∑ δ i( L - t i) = - ∑ δ i( L - t i)
i = 1 i = 1 变压器的投入运行时间越长，检修效果越差，
（14） 则变压器的预检修程度应满足：
L
L ( η) β é ê ê t 3 ù ú ú
∫ （15） ] ê ) ú
n 0 = λ 0(t) dt = 0 < δ i <[ λ real(t) - λ base(t) ê1 - ú ú ú （22）
0 ê ê ( T design
ë û
式中 C base_cm——变压器进行事后检修的单次费
式中 λ real （t）——变压器实际故障率；λ base （t）——
用；n——变压器预检修后发生故障期望；t i——变
变压器理论故障率。
压器第 i 次检修时间；n 0——变压器没有预检修时
此外，变压器预检修后，设备故障率的减小量
发生故障期望；L——变压器的使用寿命。
会比前一次预检修的低，即：
中断成本指的是预检修、事后检修导致的变
0 < δ i < λ 0 ( t i )- λ 0 ( t i - 1 ) （23）
压器停机，进而导致电力系统停止供电造成的损
失。中断成本主要由用电客户承担，可表示为 2 基于布谷鸟算法的优化策略
（16）
布谷鸟算法可用于优化求解全周期生命成
C B = kΔPS e vt pm + nS e νΔP t cm
式中 k——预检修次数；S e，v——变压器容量与
本，可分为以下几个步骤。
t
负 荷 率 ； pm—— 预 检 修 时 间 ；t cm—— 事 后 检 修 时
第一步，获取各类变压器参数，确定布谷鸟算
——变压器事后检修的损失费用。
法的迭代参数设置。
间； ΔP t cm
广义折旧成本包括变压器前期购置计划费
第二步，初始化鸟巢，每一个鸟巢的参数代表
用、购置费用、安装费用等，可表示为 变压器检修次数、检修时间、运行时间、检修程度
C D =( C i - C dp + C c) T design - L （17） 等。根据式（18）计算平均成本，找到当前迭代次
T design
数的最优鸟巢位置和最低成本。
式中 C i——变压器的初始成本；C dp——变压器
第三步：根据获得的最优位置更新鸟巢位置，
的折旧价值，可设置为购置费用的 5%；C c——新
并重新计算每一个鸟巢对应的最低成本。将新位
变压器置换废弃变压器的交接费用；T design——变
置与上一步的位置进行比较，好的位置留下，差的
压器的设计寿命。
因此，变压器投入运行后，每年的平均成本可 位置替换掉。
表示为 第四步：更新外来蛋鸟巢，同样将好的位置留
C annual =( C O + C M + C B + C D )/L （18） 下，差的位置替换掉。
1.3 目标函数及约束条件 第五步：不断迭代第三步与第四步，直到满足
以变压器的使用成本最小为目标，则目标函 收敛条件。输出最优位置与最低年平均成本。

数可表示为
3 结果分析
min{( C O + C M + C B + C D )/L } （19）
变压器在运行时，还需要满足可靠性的要求， 为了验证本文的算法，利用 Matlab/Simulink
可表示为 搭建了仿真算例，其参数如表 1 所示。
（20） 模拟得到的变压器年均费用如图 1 所示，可
R equipment ≥ R required
式中 R equipment——变压器最低可靠性，通常设定 见随着迭代次数的增加，布谷鸟算法寻到了最优