配電網(wǎng)智能調(diào)度模式及其關(guān)鍵技術(shù)探討

韓延龍+陳國強+袁野

摘 要：電力行業(yè)的快速發(fā)展，使得配電網(wǎng)建設(shè)日益完善，并且逐漸有更多新型技術(shù)被應(yīng)用其中，已經(jīng)實現(xiàn)了現(xiàn)代化與智能化建設(shè)，對進(jìn)一步滿足社會生產(chǎn)生活需求具有重要意義。為保證配電網(wǎng)運行安全性與可靠性，必須要基于現(xiàn)狀對調(diào)度模式進(jìn)行更新，確保配電網(wǎng)運行時可以避免外界因素的影響，在實現(xiàn)高效運行前提下，兼顧節(jié)能減排要求。文章基于配電網(wǎng)運行要求，對智能調(diào)度模式和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡單分析。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；智能調(diào)度；模式分析

配電網(wǎng)智能化建設(shè)，對于傳統(tǒng)配電網(wǎng)運行效果來看，具有更強的自愈能力、安全性能以及電能質(zhì)量，并且可以實現(xiàn)與用戶之間的互動，滿足配電網(wǎng)與用戶信息化和可視化管理要求。但是在配電網(wǎng)智能化建設(shè)和運行中，因為電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運營模式的差異性，傳統(tǒng)的調(diào)度模式已經(jīng)無法滿足實際運行需求，還需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上做深入的研究，積極應(yīng)用各項新型技術(shù)，以滿足實際電網(wǎng)建設(shè)和市場運營要求，對配電網(wǎng)智能調(diào)度模式進(jìn)行優(yōu)化。

1 配電網(wǎng)智能調(diào)度模式分析

1.1 調(diào)度目標(biāo)

在傳統(tǒng)供電模式下逐漸有更多新型技術(shù)被應(yīng)用，提高了配電網(wǎng)智能化水平，現(xiàn)在已經(jīng)調(diào)度工作已經(jīng)對電源、負(fù)荷以及網(wǎng)絡(luò)三個方面進(jìn)行了高效融合，提高了相互之間的協(xié)調(diào)性。配電網(wǎng)調(diào)度基本要求是為負(fù)荷提供充足電力需求，基于調(diào)度周期負(fù)荷水平以及檢修要求，確?？梢詽M足實際生產(chǎn)生活對電力負(fù)荷的需求。同時，為提高供電質(zhì)量，應(yīng)保證配電網(wǎng)可以將運行全程維持在額定電壓附近，不會出現(xiàn)即超出電壓上下限問題，能夠?qū)⒐β室驍?shù)控制在規(guī)定范圍內(nèi)。并且，還要兼顧電網(wǎng)運行成本要求，在不影響電量與質(zhì)量前提下，降低電網(wǎng)調(diào)度成本，綜合分析各時間段電力負(fù)荷運行需求，最大程度上來降低設(shè)備動作次數(shù)。并且配電網(wǎng)運行會受到其他因素干擾，這樣就需要對調(diào)度周期內(nèi)不同時段供電安全裕度進(jìn)行計算。如圖1所示，建立配電網(wǎng)、電源與負(fù)荷三類對象的智能調(diào)度模式，在空間尺度上，對儲能裝置、DG、微電網(wǎng)以及可控負(fù)荷等調(diào)度對象進(jìn)行分析，確定科學(xué)合理的分布形式，最終形成局部平衡-分區(qū)協(xié)調(diào)-整體吸納調(diào)度運行方案。

1.2 調(diào)度模式

對配電網(wǎng)智能調(diào)度模式進(jìn)行優(yōu)化分析，需要確定多類型分布式電源、配電網(wǎng)全面態(tài)勢感知以及多元用戶負(fù)荷為手段，應(yīng)用配電網(wǎng)運行分析技術(shù)、綜合能量預(yù)測技術(shù)等來實現(xiàn)配電網(wǎng)運行狀態(tài)的評估預(yù)測，以此來獲得可靠的配電網(wǎng)運行軌跡信息。然后基于所得信息來生成調(diào)度策略，經(jīng)過仿真來對電網(wǎng)各項指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確計算，以滿足調(diào)度目標(biāo)為基礎(chǔ)，將各項命令下發(fā)給執(zhí)行機構(gòu)并落實協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，實現(xiàn)調(diào)度策略庫的優(yōu)化更新[1]。對于經(jīng)過多次調(diào)整仍然無法實現(xiàn)調(diào)度目標(biāo)的情況，則需要采取人工策略進(jìn)行處理。

2 配電網(wǎng)智能調(diào)度模式建設(shè)方向

2.1 主動優(yōu)化調(diào)度

配電網(wǎng)智能調(diào)度模式的應(yīng)用，應(yīng)以實現(xiàn)目標(biāo)優(yōu)化來主動進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，將配電網(wǎng)內(nèi)薄弱環(huán)節(jié)作為對象進(jìn)行分析，確定目前配電網(wǎng)網(wǎng)架運行狀態(tài)，作為調(diào)度方向。主動優(yōu)化可以分為兩種形式，即將配電網(wǎng)內(nèi)薄弱環(huán)節(jié)作為對象進(jìn)行優(yōu)化，針對配電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)指標(biāo)和調(diào)度優(yōu)化對象來建立映射關(guān)系，形成主動優(yōu)化策略[2]。另一種則是根據(jù)配電網(wǎng)當(dāng)前運行狀態(tài)，來未來運行狀態(tài)進(jìn)行估測，然后結(jié)合結(jié)果來確定主動優(yōu)化方向和目標(biāo)，完成配電網(wǎng)調(diào)度，提高配電網(wǎng)運行安全性，滿足用戶負(fù)荷需求的同時，提高運行質(zhì)量。

2.2 分析配電網(wǎng)狀態(tài)

將配電網(wǎng)自動化管理系統(tǒng)、用電信息系統(tǒng)、電動汽車充換電監(jiān)控系統(tǒng)、負(fù)荷控制管理系統(tǒng)等作為對象，收集相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有效融合與分析，對配地網(wǎng)電源、負(fù)荷以及網(wǎng)絡(luò)運行態(tài)勢進(jìn)行估測，并確定系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備運行狀態(tài)、饋線斷面以及配電網(wǎng)系統(tǒng)運行狀態(tài)的分析判斷，為調(diào)度工作的開展提供依據(jù)，保證調(diào)度方案設(shè)計和執(zhí)行的合理性。

2.3 被動優(yōu)化調(diào)度

對于不同時間尺度，在對調(diào)度業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化時，被動觸發(fā)配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度。不同時間尺度所對應(yīng)的優(yōu)化目標(biāo)和調(diào)度業(yè)務(wù)存在明顯差異，為提高調(diào)度效果，必須要基于不同時間尺度配電網(wǎng)電源、負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)可調(diào)節(jié)裕度進(jìn)行綜合分析，根據(jù)調(diào)度策略庫內(nèi)容，來確定調(diào)度優(yōu)化策略，保證可以實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)[3]。

2.4 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度

將配電網(wǎng)絡(luò)接線模式作為對象進(jìn)行分析，確定傳統(tǒng)接線模式的特點。即基于各負(fù)荷類型、供電場合狀態(tài)下網(wǎng)絡(luò)所存運行缺陷進(jìn)行研究，確定可以滿足實際需求的調(diào)度優(yōu)化目標(biāo)。最后通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化決策模塊對目標(biāo)進(jìn)行全面分析，并將其細(xì)化分為中長期、短期以及超短期控制目標(biāo)，采取相應(yīng)調(diào)度方法來實現(xiàn)有效控制。

2.5 電源優(yōu)化調(diào)度

電源優(yōu)化調(diào)度的實現(xiàn)，需要以配電網(wǎng)運行信息作為以及，通過態(tài)勢感知獲得后，對分布式電源發(fā)電和可調(diào)裕度進(jìn)行分析，編制可操作性強的控制方案，提高分布式電源控制效果。對配電網(wǎng)電源進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化，根本性目的是提高能源的高效利用，降低電源接入電網(wǎng)階段可能會對配電網(wǎng)造成的影響，確保配電網(wǎng)運行可以維持安全、穩(wěn)定狀態(tài)。

2.6 負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度

將網(wǎng)絡(luò)各類型負(fù)荷作為對象，對其分布特性進(jìn)行研究，包括電動汽車、可控負(fù)荷、常規(guī)負(fù)荷等，同時結(jié)合峰谷電價和各時段網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷大小進(jìn)行綜合分析，根據(jù)各節(jié)點負(fù)荷來針對整個配電網(wǎng)來建立經(jīng)濟運行模型，確保區(qū)域配電網(wǎng)能量產(chǎn)用平衡性，在保證供電質(zhì)量的同時，減少能量損耗。

3 配電網(wǎng)智能調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)

3.1 配電網(wǎng)運行評估技術(shù)

對于不同階段調(diào)度方案設(shè)計是否合理，均會會整個配電網(wǎng)運行效率產(chǎn)生影響，對智能調(diào)度模式進(jìn)行分析，要求可以根據(jù)不同時段負(fù)荷、電源、網(wǎng)絡(luò)等方面需求，提取各階段信息進(jìn)行融合分析，確定信息化、互動化與自動化目標(biāo)，提高調(diào)度效果。因此，需要準(zhǔn)確評估配對網(wǎng)調(diào)度要求，即配電網(wǎng)運行安全性、經(jīng)濟性、可靠性以及友好性，建立相應(yīng)評估指標(biāo)，且各類指標(biāo)間相互關(guān)聯(lián)，作為確定整個配電網(wǎng)運行調(diào)度研究的依據(jù)。針對各類指標(biāo)和配電網(wǎng)運行狀態(tài)參數(shù)來確定泛函關(guān)系，基于多層次、多屬性、多目標(biāo)來建立運行評估指標(biāo)模型，選擇確定配電網(wǎng)評估和后評估手段。

3.2 信息集成與自動建模

各項運行數(shù)據(jù)的合理利用為配電網(wǎng)智能調(diào)度的關(guān)鍵，包括配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、空間信息、系統(tǒng)運行信息、預(yù)測數(shù)據(jù)以及各種音視頻信息等，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行充分利用，對智能化調(diào)度效果有著根本性的影響。而想要實現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要應(yīng)用到信息集成技術(shù)，通過有效收集生產(chǎn)管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)等產(chǎn)生的各類信息數(shù)據(jù)，作為下一步調(diào)度管理的依據(jù)。在不同時間尺度會產(chǎn)生眾多智能調(diào)度階段，并且會涉及到非時變量、離散型時變量以及連續(xù)型時變量等，整個工程分析難度更高，為提高智能調(diào)度效果，必須要在信息集成前提下，完成自動建模，形成針對全網(wǎng)整個過程的信息模型，為配電網(wǎng)智能調(diào)度提供保障。

3.3 不同需求互動協(xié)調(diào)

即針對配電網(wǎng)絡(luò)、電源、負(fù)荷三類需求的互動協(xié)調(diào)技術(shù)，面對不可控、間歇式電源以及儲能裝置，對已經(jīng)發(fā)生變化的配地網(wǎng)能量平衡模式進(jìn)行控制，提高調(diào)度效果。傳統(tǒng)配電網(wǎng)調(diào)度為提高終端用能效率，通過用戶共同參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)全過程，并通過并網(wǎng)運行微電網(wǎng)控制方式，進(jìn)一步實現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)，并且還可以實現(xiàn)智能電網(wǎng)削峰填谷處理，提高電網(wǎng)調(diào)度綜合效果。

4 結(jié)束語

配電網(wǎng)智能調(diào)度模式的研究，對提高配電網(wǎng)運行安全性和可靠性具有重要意義，應(yīng)基于智能調(diào)度要求，以滿足各項調(diào)度目標(biāo)為目的，積極采取各項新型技術(shù)，做好技術(shù)控制，在滿足供電需求的同時，達(dá)到節(jié)能降耗效果。

參考文獻(xiàn)

[1]魯文，杜紅衛(wèi)，丁恰，等.智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)[J].電力系統(tǒng)自動化，2017（03）：1-6+88.

[2]顧劍豪，范駿杰.關(guān)于配電網(wǎng)智能調(diào)度模式及關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].電子測試，2016（18）：125-126.

[3]許宗燕，張東明.智能配電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)及其控制系統(tǒng)探析[J].中國電業(yè)（技術(shù)版），2016（06）：24-26.

[4]彭遠(yuǎn)雄.配電網(wǎng)智能調(diào)度運行面臨的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].智能城市，2016（01）：70-71.