智能配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法的研究

彭巖

【摘要】眾所周知，隨著我國(guó)科技社會(huì)的不斷迅速有效的發(fā)展，我國(guó)的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也逐漸走向智能時(shí)代。由于配電網(wǎng)與用戶的供電情況有著至關(guān)重要的作用，因此，配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化有著至關(guān)重要的意義。在智能配電領(lǐng)域里，由于具有經(jīng)濟(jì)高效、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此，智能配電的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)對(duì)于智能配電系統(tǒng)的有效運(yùn)行有著重要的意義，本文旨在研究我國(guó)智能配電網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)方法，根據(jù)智能配電網(wǎng)和傳統(tǒng)配電網(wǎng)的不同以及智能配電網(wǎng)中的新技術(shù)新設(shè)備，提出適用于智能配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法。

【關(guān)鍵詞】智能配電；網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)；相關(guān)研究

一、智能配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備

1.1智能配電網(wǎng)絡(luò)的軟件技術(shù)

眾所周知，發(fā)展快速仿真與模擬技術(shù)（Fast Simulation and Modeling， FSM）的目的就是要使電網(wǎng)擁有預(yù)測(cè)故障或擾動(dòng)的能力。眾所周知，隨著我國(guó)科技社會(huì)的不斷迅速有效的發(fā)展，我國(guó)的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也逐漸走向智能時(shí)代。由于配電網(wǎng)與用戶的供電情況有著至關(guān)重要的作用，因此，配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化有著至關(guān)重要的意義。在智能配電領(lǐng)域里，由于具有經(jīng)濟(jì)高效、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此，智能配電的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)對(duì)于智能配電系統(tǒng)的有效運(yùn)行有著重要的意義，本文旨在研究我國(guó)智能配電網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)方法，根據(jù)智能配電網(wǎng)和傳統(tǒng)配電網(wǎng)的不同以及智能配電網(wǎng)中的新技術(shù)新設(shè)備，提出適用于智能配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法。由于FSM對(duì)于配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、規(guī)劃與管理情況起著至關(guān)重要的聯(lián)系，對(duì)于實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)也有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)于電網(wǎng)中存在的隱患和故障有著預(yù)測(cè)性，便于自愈系統(tǒng)和運(yùn)行人員及時(shí)制定出預(yù)防控制的措施，這樣便達(dá)到了改善電網(wǎng)穩(wěn)定性、提高運(yùn)行安全性和可靠性以及運(yùn)行效率的目的。

1.2智能配電網(wǎng)中的智能化設(shè)備

智能配電網(wǎng)中的智能化開關(guān)設(shè)備的組成包含傳統(tǒng)開館設(shè)備與智能組建模塊。有著以下幾個(gè)方面的不同特征：即測(cè)量實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、狀態(tài)實(shí)現(xiàn)可視化、控制實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、功能實(shí)現(xiàn)一體化以及信息實(shí)現(xiàn)互動(dòng)化。在智能配電網(wǎng)模塊中，智能化組件屬于智能化電子裝置，這些裝置能夠?qū)ο嚓P(guān)設(shè)備和裝置進(jìn)行一定的測(cè)量、檢測(cè)和控制。對(duì)于執(zhí)行相關(guān)計(jì)量和保護(hù)任務(wù)也有著至關(guān)重要的作用?？刂苹芈分须娮釉拈L(zhǎng)壽命以及較高的可靠性是保證智能化的開關(guān)設(shè)備高可靠性的關(guān)鍵因素。

智能配電終端是一種可以對(duì)電流、電壓以及線路故障進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備，并且通過(guò)智能配電網(wǎng)的通信系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)及時(shí)的傳回到遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并接收系統(tǒng)的控制指令，從而輕松有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)所在線路的實(shí)際運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

二、智能配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的理論基礎(chǔ)

2.1配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)

眾所周知，配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)不僅對(duì)于配電系統(tǒng)中的控制和運(yùn)行等相關(guān)操作有著至關(guān)重要的作用，還在一定程度上是配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)在提高配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)上，可以提高供電質(zhì)量和加強(qiáng)安全性。通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)除了可以降低網(wǎng)絡(luò)損耗和改善供電電壓質(zhì)量之外，還能夠平衡系統(tǒng)負(fù)荷，使負(fù)荷在各條饋線以及變壓器之間能均勻合理地分配，避免線路或者變壓器出現(xiàn)過(guò)載的情況，改善配電系統(tǒng)的運(yùn)行條件，提高配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行安全性。

2.2網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法

配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)中，根據(jù)重構(gòu)主要目標(biāo)的不同，會(huì)設(shè)置不同的目標(biāo)函數(shù)。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的基本方法有以下幾種：最優(yōu)化規(guī)劃方法；啟發(fā)式方法；隨機(jī)優(yōu)化方法；人工智能方法。除了以上提到的方法外，專家學(xué)者們還提出了很多其他有效的重構(gòu)方法，主要是在這些方法的基礎(chǔ)上通過(guò)改進(jìn)得到的一些算法。

三、智能配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法的研究

3.1傳統(tǒng)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)中存在的問題

眾所周知，隨著我國(guó)科技社會(huì)的不斷迅速有效的發(fā)展，我國(guó)的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也逐漸走向智能時(shí)代。由于配電網(wǎng)與用戶的供電情況有著至關(guān)重要的作用，因此，配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化有著至關(guān)重要的意義。在智能配電領(lǐng)域里，由于具有經(jīng)濟(jì)高效、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此，智能配電的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)對(duì)于智能配電系統(tǒng)的有效運(yùn)行有著重要的意義，本文旨在研究我國(guó)智能配電網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)方法，根據(jù)智能配電網(wǎng)和傳統(tǒng)配電網(wǎng)的不同以及智能配電網(wǎng)中的新技術(shù)新設(shè)備，提出適用于智能配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法。由于科技發(fā)展水平和我國(guó)對(duì)配電網(wǎng)投資不足等各方面原因，傳統(tǒng)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)中存在一些問題，主要有以下幾點(diǎn)：

（1）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)：由于配電網(wǎng)需要開環(huán)運(yùn)行的特點(diǎn)以及對(duì)配電網(wǎng)投資的不足，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)網(wǎng)架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)幾乎都是輻射式結(jié)構(gòu)。

（2）通信技術(shù)：傳統(tǒng)配電網(wǎng)中電網(wǎng)和用戶之間缺乏相關(guān)對(duì)電通信設(shè)備，不同廠家的設(shè)備之間由于通信規(guī)約不同而無(wú)法通信，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)很不完善。

（3）開關(guān)功能：傳統(tǒng)電網(wǎng)開關(guān)缺乏智能化部分，只具有遙控功能，缺乏相關(guān)的重合閘功能，無(wú)法有效的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（4）計(jì)算機(jī)技術(shù)：傳統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行快速地仿真與模擬和實(shí)時(shí)的對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改變之后繼電保護(hù)現(xiàn)在問題亟待解決。

3.2智能配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模型與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取

電力系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)損耗，配電網(wǎng)占了較大的部分，在能源緊缺處處提倡節(jié)約能源的今天，網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和建設(shè)過(guò)程不斷地修正和完善的一組網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的最基本數(shù)據(jù)，根據(jù)該數(shù)據(jù)可以建立配電網(wǎng)絡(luò)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以從運(yùn)行于監(jiān)控平臺(tái)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取該數(shù)據(jù)。斷路器的開合狀態(tài)可以直接讀取。同時(shí)，在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)由故障預(yù)測(cè)分析軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障隱患。

3.3模型的求解方法

最優(yōu)流模式法以功率損耗最小為目標(biāo)函數(shù)，首先讀入網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)和開關(guān)開信息數(shù)據(jù)形成初始網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，然后閉合配電網(wǎng)絡(luò)中所有的聯(lián)絡(luò)開關(guān)形成環(huán)網(wǎng)，把支路阻抗中的電抗部分去掉利用KVL和KCL求得系統(tǒng)的最優(yōu)流模式，把電流最小的支路上的開關(guān)打開，重復(fù)以上步驟直到配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)恢復(fù)成為福射狀，此時(shí)就得出了新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.4重構(gòu)方案的實(shí)施

確定網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的方案之后，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)就進(jìn)入實(shí)施階段，把新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入智能調(diào)度系統(tǒng)。只有當(dāng)輸入新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，智能調(diào)度系統(tǒng)對(duì)于新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度的對(duì)比和分析，對(duì)于智能操作票的系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的操作，操作系統(tǒng)需要通過(guò)相關(guān)人員進(jìn)行審核。相關(guān)人員需要先檢查控制中心和每個(gè)斷路器之間的通信通道是否暢通，然后檢查每個(gè)要操控的斷路器的操動(dòng)功能是否正?？捎谩Ｔ跈z查完畢之后，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)嚴(yán)格按照操作系統(tǒng)對(duì)斷路器發(fā)送相關(guān)指令。斷路器的操作指令與上下指令有著至關(guān)重要的聯(lián)系，新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在所有斷路器的操作完成之后，要根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)對(duì)配電網(wǎng)再一次進(jìn)行全方位的分析預(yù)測(cè)，以確保一切正常。

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