CN104715425A - 一种城市轨道交通车站配电变压器容量计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种城市轨道交通车站配电变压器容量计算方法，其技术特点是：通过对已运营地铁车站中各个设备的历史数据进行统计获得负荷曲线；对负荷曲线进行归一化处理得到单位功率标准负荷曲线；调用单位功率标准负荷曲线并乘以设计设备功率后形成新建车站各设备功率负荷曲线；通过换算为视在功率后除以拟选择的变压器容量获得多种容量负载率曲线；进行是否符合规范及负载率最佳的判断，得到既符合规范又负载率最佳的变压器容量。本发明能够大幅度降低配电变压器的计算容量，显著提高计算结果与实际运行的负载率匹配性，有效提高配电变压器实际运行时的效率，从而减少配电系统一次性投资和后期运营成本。

Description

一种城市轨道交通车站配电变压器容量计算方法
技术领域
本发明属于变压器容量计算技术领域，尤其是一种城市轨道交通车站配电变压器容量计算方法。
背景技术
目前，通常采用需要系数法计算城市轨道交通车站配电变压器容量，该方法计算简便、应用广泛，是确定变电所用电负荷的主要计算方法。但是，由于需要系数是参照工业与民用建筑标准来选择的，未考虑城市轨道交通车站设备运行的特殊性，尤其无法考虑各种设备在不同时间段运行可以共享变压器容量的情况，导致计算结果与实际运行相差较大。据调查，在全国已运营的地铁中配电变压器计算结果负载率应为50～60％之间的车站，实际长期平均负载率维持在10～30％之间。这不仅增加了配电系统一次性投资，使运营成本居高不下，而且还造成城市轨道交通供电系统乃至城市电网的资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、效率高且节约投资成本和运营成本的城市轨道交通车站配电变压器容量计算方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种城市轨道交通车站配电变压器容量计算方法，包括以下步骤：
步骤1、通过对已运营地铁车站中各个设备的历史数据进行统计，获得已运营地铁车站设备典型负荷曲线；
步骤2、对已运营地铁车站设备典型负荷曲线进行归一化处理，从而形成设备的单位功率标准负荷曲线；
步骤3、调用各设备的单位功率标准负荷曲线，并乘以设计设备功率后形成新建车站各设备功率负荷曲线；
步骤4、根据形成新建车站各设备功率负荷曲线，通过换算为视在功率后除以拟选择的变压器容量，从而获得多种容量负载率曲线；
步骤5、对多种容量负载率曲线进行是否符合规范及负载率最佳的判断，如果不满足条件，返回步骤4继续计算，直至得到既符合规范又负载率最佳的变压器容量。
而且，所述步骤1的统计方法采用的是聚类算法。
而且，所述步骤2的归一化处理的方法为：已运营地铁车站设备典型负荷曲线数据除以各设备额定功率，得到设备的单位功率标准负荷曲线。
本发明的优点和积极效果是：
本发明通过对国内城市轨道交通实际运营的情况进行跟踪，对长期的历史负荷数据进行聚类算法统计计算后，获得各种设备典型负荷曲线并形成单位功率标准负荷曲线，并通过调用标准负荷曲线计算出最佳运行效率变压器容量；本发明能够大幅度降低配电变压器的计算容量，显著提高计算结果与实际运行的负载率匹配性，有效提高配电变压器实际运行时的效率，从而减少配电系统一次性投资和后期运营成本。
附图说明
图1是本发明的计算流程图；
图2是车站设备典型负荷曲线图；
图3是车站设备单位功率标准负荷曲线图；
图4是新建车站设备功率负荷曲线图；
图5是负载率曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
一种城市轨道交通车站配电变压器容量计算方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1、通过对已运营地铁车站中各个设备的历史数据进行统计，获得已运营地铁车站设备典型负荷曲线。
在本步骤中，对已运营地铁车站中各个设备的历史数据采用聚类算法进行统计计算。在本实施例中，地铁车站中各个设备包括：150kW的空调设备、20kW的AFC设备、30kW的FAS设备、50kW的通信设备、10kW的站厅应急照明设备、25kW的区间应急照明设备、150kW的通风设备、30kW的屏蔽门、10kW的信号设备、10kW的站台应急照明设备、30kW的BAS设备、20kW的A端站厅照明设备、50kW的B端站厅照明设备、60kW的A出入口自动扶梯、50kW的B出入口自动扶梯、20kW的A端站台照明设备、20kW的B端站台照明设备，如图2所示，经聚类算法统计计算后，得到已运营地铁车站设备典型负荷曲线。
步骤2、对已运营地铁车站设备典型负荷曲线进行归一化处理，从而形成设备的单位功率标准负荷曲线。
在本步骤中，对已运营地铁车站设备典型负荷曲线进行归一化处理的方法为：已运营地铁车站设备典型负荷曲线数据除以各设备额定功率，得到设备的单位功率标准负荷曲线，如图3所示。
步骤3、调用各设备的单位功率标准负荷曲线，并乘以设计设备功率后形成新建车站各设备功率负荷曲线，如图4所示。
步骤4、根据形成新建车站各设备功率负荷曲线，通过换算为视在功率后除以拟选择的变压器容量，从而获得多种容量负载率曲线。
如图5所示，本步骤获得的负载率曲线包括315kVA负载率曲线、400kVA负载率曲线、500kVA负载率曲线。
步骤5、对多种容量负载率曲线进行是否符合规范及负载率最佳的判断，如果不满足条件，返回步骤4继续计算，直至得到既符合规范又负载率最佳的变压器容量。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种城市轨道交通车站配电变压器容量计算方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、通过对已运营地铁车站中各个设备的历史数据进行统计，获得已运营地铁车站设备典型负荷曲线；
步骤2、对已运营地铁车站设备典型负荷曲线进行归一化处理，从而形成设备的单位功率标准负荷曲线；
步骤3、调用各设备的单位功率标准负荷曲线，并乘以设计设备功率后形成新建车站各设备功率负荷曲线；
步骤4、根据形成新建车站各设备功率负荷曲线，通过换算为视在功率后除以拟选择的变压器容量，从而获得多种容量负载率曲线；
步骤5、对多种容量负载率曲线进行是否符合规范及负载率最佳的判断，如果不满足条件，返回步骤4继续计算，直至得到既符合规范又负载率最佳的变压器容量。
2.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通车站配电变压器容量计算方法，其特征在于：所述步骤1的统计方法采用的是聚类算法。
3.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通车站配电变压器容量计算方法，其特征在于：所述步骤2的归一化处理的方法为：已运营地铁车站设备典型负荷曲线数据除以各设备额定功率，得到设备的单位功率标准负荷曲线。
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