電力系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化軟件控制過(guò)程仿真分析

摘 要電力系統(tǒng)軟件不僅是降低電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中能源消耗的重要手段，也是實(shí)驗(yàn)電力系統(tǒng)有效監(jiān)測(cè)，可持續(xù)化運(yùn)行、發(fā)展的關(guān)鍵。本文對(duì)電力系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化軟件的仿真技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析，為當(dāng)前電力行業(yè)系統(tǒng)軟件節(jié)能工作提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng) 節(jié)能優(yōu)化軟件 仿真系統(tǒng)

隨著人們生產(chǎn)、生活對(duì)電力的需求量日益增加，電力行業(yè)對(duì)于電力運(yùn)行過(guò)程的監(jiān)視、控制、分析的難度也越來(lái)越大。電力系統(tǒng)仿真分析技術(shù)的出現(xiàn)提高了人們對(duì)電力運(yùn)行的控制能力，保障了電力運(yùn)行的安全性。但是，電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行也會(huì)帶來(lái)較大的能源消耗，節(jié)能優(yōu)化軟件的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用由此成為當(dāng)前電力系統(tǒng)行業(yè)的研究熱點(diǎn)。

1 電力系統(tǒng)節(jié)能軟件的設(shè)計(jì)

1.1 電力系統(tǒng)節(jié)能軟件模型的建立

電力系統(tǒng)能源損耗軟件模型是開(kāi)展電力監(jiān)測(cè)工作的基礎(chǔ)，而在模型的建立之初應(yīng)在設(shè)計(jì)上融入節(jié)能的理念，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中通常會(huì)產(chǎn)生較大的能源消耗，規(guī)避非必要能源消耗成為電力系統(tǒng)節(jié)能的主要目的。實(shí)際用電情況變化率較高是造成非必要能源消耗的主要因素，但是該因素卻是傳統(tǒng)軟件調(diào)度方法無(wú)法規(guī)避的。因此，在實(shí)際運(yùn)用中通常規(guī)避傳統(tǒng)的軟件調(diào)度方法，利用先進(jìn)的公式、軟件提高對(duì)實(shí)際用電情況的控制能力。計(jì)算能源消耗有利于工作人員了解能源消耗情況，方便其建立軟件模型。通常利用Rf=Ek·Xf·h與Gf=Rf·v兩項(xiàng)公式對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行與不運(yùn)行兩種狀態(tài)的能源消耗情況進(jìn)行計(jì)算。其中，第一個(gè)公式是運(yùn)行狀態(tài)能源消耗的計(jì)算公式，Ek是運(yùn)行過(guò)程中的電容量，Xf是電壓，h是電流變換頻率，V則是系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間。通過(guò)對(duì)公式中的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行記錄，可形成一個(gè)相應(yīng)的元件電阻集合。當(dāng)電壓為XK時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行需要消耗的能源的計(jì)算公式為：

在該公式中，Vj是電力系統(tǒng)第j次運(yùn)行時(shí)的持續(xù)時(shí)間，Xj則表示第j次運(yùn)行時(shí)的電壓，Hj則表示元件電流的變換頻率。此外，在運(yùn)行過(guò)程中還存在與電力系統(tǒng)運(yùn)行無(wú)關(guān)的參數(shù)，根據(jù)無(wú)關(guān)參數(shù)可計(jì)算出非必要能源消耗，即電力系統(tǒng)在不運(yùn)行時(shí)消耗的能源。公式如下Ru=Xd·Ku+|Xd|（K1+Kd）。在公式中，Xd表示系統(tǒng)不運(yùn)行時(shí)的電壓，Ku則表示電流。通常上述公式能為電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的能源消耗情況提供良好的建?；A(chǔ)，控制能源消耗。

1.2 電路轉(zhuǎn)換軟件的設(shè)計(jì)

電路轉(zhuǎn)換過(guò)程中通常會(huì)帶來(lái)較大的能源損耗，因此電路轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的能源消耗控制也是電力系統(tǒng)節(jié)能工作中的重點(diǎn)內(nèi)容。二進(jìn)制能將電路轉(zhuǎn)化過(guò)程用函數(shù)的形式表現(xiàn)出來(lái)，因此，二進(jìn)制在電路轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算中較為常用，可將電路能源轉(zhuǎn)化的過(guò)程直觀地表現(xiàn)出來(lái)。在特定的時(shí)間內(nèi)，利用 公式可直觀的看出電流系數(shù)由0轉(zhuǎn)變?yōu)?的能源消耗的變化過(guò)程，可對(duì)電路轉(zhuǎn)換過(guò)程的能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。工作人員可根據(jù)記錄的參數(shù)計(jì)算出電力系統(tǒng)運(yùn)行的最大效率，從而算出轉(zhuǎn)化過(guò)程中所消耗的能源。電力系統(tǒng)能源損耗軟件模型的建立與電路轉(zhuǎn)換軟件的設(shè)計(jì)是電力系統(tǒng)節(jié)能軟件設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要的步驟，同時(shí)也是節(jié)能軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性工作。

2 節(jié)能軟件仿真分析

2.1 參數(shù)測(cè)試函數(shù)分析

節(jié)能軟件是由數(shù)據(jù)、函數(shù)組合而成的系統(tǒng)，對(duì)于函數(shù)與數(shù)據(jù)的精確性要求相對(duì)較高。因此，在完成節(jié)能軟件模型建立與電路轉(zhuǎn)換軟件的設(shè)計(jì)之后，工作人員需要對(duì)測(cè)試函數(shù)進(jìn)行科學(xué)的分析，保證其在運(yùn)行時(shí)能夠發(fā)揮其實(shí)時(shí)監(jiān)控、降低能耗的效果。對(duì)函數(shù)進(jìn)行仿真測(cè)試分析是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化控制的關(guān)鍵步驟。當(dāng)前節(jié)能軟件參數(shù)分析通常使用Sphere Model函數(shù)進(jìn)行分析，該函數(shù)測(cè)試只有一個(gè)最優(yōu)值，具有較高的穩(wěn)定性。

2.2 函數(shù)測(cè)試結(jié)果分析

函數(shù)測(cè)試結(jié)果與節(jié)能軟件運(yùn)行的穩(wěn)定性息息相關(guān)，因此函數(shù)測(cè)試結(jié)果通常需要進(jìn)行多次不同算法的比較、分析。如表1中所示。

上述測(cè)試結(jié)果需要對(duì)3種例子各自進(jìn)行100次運(yùn)算，并從100次運(yùn)算的結(jié)果中選取不同算法的最優(yōu)解的平均值，從而提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。在電力系統(tǒng)函數(shù)結(jié)果測(cè)試中，多重適應(yīng)的例子算法的測(cè)試準(zhǔn)確度相對(duì)較高，而自適應(yīng)權(quán)重的粒子群算法的精準(zhǔn)度則相對(duì)較差。因此，根據(jù)實(shí)際電力系統(tǒng)的運(yùn)行需求、節(jié)能要求，工作人員需要擇優(yōu)選擇合適的運(yùn)算方式。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在完成函數(shù)仿真測(cè)試之后，工作人員還需對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)，確定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為電力軟件系統(tǒng)的運(yùn)行提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。實(shí)驗(yàn)通常需要在Visual C++6.0的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行，m表示元件數(shù)目，則表示運(yùn)行過(guò)程中的電流變化率，f表示必要能源消耗，g則為非必要能源消耗。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將上述參數(shù)代入相應(yīng)的運(yùn)算公式，則可計(jì)算出電力系統(tǒng)運(yùn)行中消耗能源與非必要消耗能源。

4 結(jié)語(yǔ)

在電力系統(tǒng)節(jié)能軟件設(shè)計(jì)中，相關(guān)軟件設(shè)計(jì)人員結(jié)合多核嵌入式、動(dòng)態(tài)平衡及電路轉(zhuǎn)換等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而提高軟件的運(yùn)行效率。為應(yīng)對(duì)當(dāng)今乃至今后的技術(shù)挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷提高自身的信息技術(shù)能力與自身的創(chuàng)造力。此外，電力企業(yè)則應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)電力系統(tǒng)，提高自身對(duì)電力運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、控制能力，降低系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的能源消耗，提高自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

張久杰（1984-），男，山西省汾陽(yáng)市人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為國(guó)網(wǎng)山西省電力公司呂梁供電公司電力工程工程師。

作者單位

國(guó)網(wǎng)山西省電力公司呂梁供電公司 山西省呂梁市 033000