考慮運(yùn)行和網(wǎng)架風(fēng)險(xiǎn)的配電網(wǎng)運(yùn)行方式制定及優(yōu)化

袁秀梅 趙煜國(guó)

【摘 要】電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和運(yùn)行安全關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，更進(jìn)一步的來(lái)講，其關(guān)系到電力資源用戶的用電是否能夠及時(shí)穩(wěn)定的供應(yīng)。在配電網(wǎng)的運(yùn)行中，不同的運(yùn)行模式和應(yīng)用環(huán)境都存在不同的風(fēng)險(xiǎn)類型；在具體的工作中，也有許多標(biāo)準(zhǔn)化的注意事項(xiàng)。電網(wǎng)運(yùn)行與管理的工作人員必須結(jié)合配電網(wǎng)的應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)其具體工作過(guò)程中運(yùn)行方式的合理化和科學(xué)性，并針對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的不足之處進(jìn)行優(yōu)化和完善，從而減低可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響，提高其運(yùn)行質(zhì)量和效率。

【關(guān)鍵詞】運(yùn)行和網(wǎng)架風(fēng)險(xiǎn)；配電網(wǎng)運(yùn)行；運(yùn)行方式；優(yōu)化措施

在常規(guī)的情況下，電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式的內(nèi)涵包括了其在運(yùn)行中的檢修工作、電力負(fù)荷的曲線變化以及外部環(huán)境的情況。另外，還包括了一些在特殊情況（最大和最小負(fù)荷）下，電網(wǎng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行方式，只有維持電網(wǎng)整體處在良好的運(yùn)行狀態(tài)下，才能更好地滿足用戶的實(shí)際應(yīng)用需求。

一、配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行討論

在我國(guó)，配電網(wǎng)運(yùn)行中長(zhǎng)期采用的方式是“設(shè)計(jì)閉環(huán)，運(yùn)行開(kāi)環(huán)”的方式。具有關(guān)研究結(jié)果表明，電網(wǎng)在開(kāi)環(huán)的運(yùn)行模式下，應(yīng)當(dāng)關(guān)注的核心問(wèn)題是運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，這也是本文研究其運(yùn)行方式的主要目的。因?yàn)椋挥性趯?shí)際運(yùn)行方式的角度上對(duì)目前建設(shè)和應(yīng)用規(guī)模都很大的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保障，才能真正的做到促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性和科學(xué)性。而從優(yōu)化方法的角度上來(lái)說(shuō)，結(jié)合不同的配電網(wǎng)運(yùn)行要求，對(duì)其實(shí)施優(yōu)化的方法也是多種多樣的，只有本文重點(diǎn)以網(wǎng)架風(fēng)險(xiǎn)為主要考慮要點(diǎn)，從這個(gè)角度出發(fā)開(kāi)展優(yōu)化和完善工作。這種優(yōu)化方法的優(yōu)勢(shì)在于，能夠兼顧滿足配電網(wǎng)絡(luò)本身的優(yōu)化要求，且也能夠做到兼顧網(wǎng)架的具體風(fēng)險(xiǎn)。

二、基于網(wǎng)架風(fēng)險(xiǎn)的電網(wǎng)運(yùn)行方案確定準(zhǔn)則

在考慮網(wǎng)架風(fēng)險(xiǎn)的背景下，要想科學(xué)地確定好電網(wǎng)的運(yùn)行方式，應(yīng)當(dāng)從風(fēng)險(xiǎn)的角度入手進(jìn)行分析，并本著控制風(fēng)險(xiǎn)的目的，確定具體的運(yùn)行方案。其中風(fēng)險(xiǎn)的類型有電網(wǎng)運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)以及網(wǎng)架施工環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)兩個(gè)方面。具體的電網(wǎng)運(yùn)行方案，可按照以下的準(zhǔn)則來(lái)確定。

（一）安全準(zhǔn)則

這里所指的安全準(zhǔn)則，實(shí)際上是一種專業(yè)的安全要求內(nèi)容，命名為N-1安全準(zhǔn)則。其中的數(shù)字1，其含義在于當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行狀態(tài)下，有1條線路發(fā)生問(wèn)題?；蛘邚淖冸娬镜慕嵌葋?lái)講，配電變壓器組中，有1臺(tái)出現(xiàn)了故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)維持以下的運(yùn)行狀態(tài)[1]。第一，處發(fā)生故障的小范圍區(qū)域之外，其他區(qū)段不出現(xiàn)斷電的情況。且不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)電壓走低以及負(fù)荷量超出的現(xiàn)象。第二，如發(fā)生故障的時(shí)間節(jié)點(diǎn)在計(jì)劃?rùn)z修模式的時(shí)間范圍內(nèi)，屬于二次發(fā)生的故障情況，則可以采取人為干預(yù)的方式做停電處理，以便嚴(yán)格細(xì)致地開(kāi)展檢修工作，待所有問(wèn)題都排查解決后，方可恢復(fù)供電。

（二）接線準(zhǔn)則

電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行穩(wěn)定性和電力供應(yīng)負(fù)載量的科學(xué)性，都取決于在大規(guī)模的電網(wǎng)建設(shè)中，相應(yīng)的布線工作能否保證其科學(xué)性。另外，接線模式還會(huì)受到具體的電流荷載能力的影響。不同的接線方式，其電流荷載量也有所差別。需根據(jù)不同的荷載要求選擇合理的接線方式及進(jìn)行接線。例如，若供應(yīng)方式為2供1被，則應(yīng)當(dāng)保證最大的電流負(fù)荷量不得超過(guò)安全載流量的總值，且當(dāng)備用線路運(yùn)行的過(guò)程中，不得出現(xiàn)其有電流負(fù)荷的現(xiàn)象。而如果整體的接線模式為單環(huán)網(wǎng)接線。則此模式下的最高電路負(fù)荷量應(yīng)當(dāng)?shù)陀诎踩Ｊ较潞奢d流量的50%。除此之外，接線方式還包括了單環(huán)網(wǎng)絡(luò)、獨(dú)立單環(huán)、雙環(huán)網(wǎng)絡(luò)等，在具體接線時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意按照其相應(yīng)的電流荷載量的安全范圍進(jìn)行接線操作。

（三）基于應(yīng)用需求的準(zhǔn)則

首先，供電可靠性發(fā)的要求，電力系統(tǒng)的運(yùn)行和應(yīng)用，具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，因?yàn)榱颂岣哂脩魧?shí)際應(yīng)用中的可靠性，需要從饋線的角度，提高其組內(nèi)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的配置科學(xué)性來(lái)提高運(yùn)行可靠性。例如，在進(jìn)行用戶選擇時(shí)，優(yōu)先考慮重點(diǎn)用戶，保證其供電穩(wěn)定性和效率[2]。另外，從風(fēng)險(xiǎn)的角度考慮，配電網(wǎng)電路的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)要想降低，則應(yīng)當(dāng)將荷載過(guò)量的問(wèn)題予以重視，避免這種現(xiàn)象發(fā)生。最后，從經(jīng)濟(jì)成本的角度出發(fā)，為了最大限度的利用好電網(wǎng)系統(tǒng)和電力資源，則應(yīng)當(dāng)將變壓器與實(shí)際線路的功率值有效降低，實(shí)現(xiàn)能耗的節(jié)約。

三、優(yōu)化措施分析

（一）確定目標(biāo)函數(shù)

配電網(wǎng)的運(yùn)行方式，從專業(yè)模型的角度分析，其屬于多目標(biāo)的狀態(tài)下實(shí)施的優(yōu)化。也就是說(shuō)，其優(yōu)化方案制定時(shí)，需從經(jīng)濟(jì)成本、技術(shù)實(shí)施、風(fēng)險(xiǎn)控制等多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，將以上幾個(gè)方面獨(dú)立建立成為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定目標(biāo)函數(shù)。在選取的定目標(biāo)函數(shù)的環(huán)節(jié)中，需要從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行。第一，確定線路節(jié)點(diǎn)區(qū)域的電壓值與正常值比較的偏離情況。第二，確定線路電量負(fù)載是否均衡。第三，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的損傷情況。第四，運(yùn)行中的具體風(fēng)險(xiǎn)。第五，網(wǎng)架操作的風(fēng)險(xiǎn)。

（二）對(duì)局限電網(wǎng)運(yùn)行的要素進(jìn)行優(yōu)化

這里所指的優(yōu)化對(duì)象，主要從平衡方面、電壓方面、線路方面、變壓器容量方面、補(bǔ)償容量方面、以配電網(wǎng)絡(luò)本身的結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行優(yōu)化，具體的優(yōu)化過(guò)程，需要應(yīng)用專業(yè)的函數(shù)計(jì)算方法對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行科學(xué)的確定和計(jì)算。在這里要強(qiáng)調(diào)的是，在具體的計(jì)算和優(yōu)化環(huán)節(jié)中，以上幾方面要素的計(jì)算和優(yōu)化，也必須在相互協(xié)調(diào)運(yùn)行的狀態(tài)下進(jìn)行[3]。

（三）基于模型的數(shù)據(jù)求解

通過(guò)目標(biāo)函數(shù)的確定和計(jì)算整理，綜合的函數(shù)模型的計(jì)算，需要在各個(gè)子計(jì)算環(huán)節(jié)的取值分別得到優(yōu)化的前提下進(jìn)行。具體的計(jì)算要點(diǎn)包括，第一，計(jì)算開(kāi)環(huán)運(yùn)行模式下，的潮流值（目標(biāo)函數(shù)值）[4]。第二，閉合開(kāi)關(guān)，搜索所有已形成的環(huán)網(wǎng)路徑。第三，隨機(jī)抽取一條路徑進(jìn)行搜索，并進(jìn)行函數(shù)值的分析。第四，在隨機(jī)算去一套路徑進(jìn)行搜索，按照此流程和方法將網(wǎng)絡(luò)中所有的線路搜索完畢，最終得到優(yōu)化后的運(yùn)行模式。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行系統(tǒng)在現(xiàn)階段無(wú)論從規(guī)模上還是運(yùn)行系統(tǒng)的復(fù)雜性上，都相對(duì)較高，且運(yùn)行中一旦出現(xiàn)故障和風(fēng)險(xiǎn)，則會(huì)影響整個(gè)電路的正常運(yùn)行狀態(tài)。另外，通過(guò)本文的分析可知，在考慮運(yùn)行和網(wǎng)架風(fēng)險(xiǎn)的背景下，配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行和優(yōu)化需要經(jīng)過(guò)專業(yè)的函數(shù)計(jì)算來(lái)完成。這就要求工作人員在實(shí)踐能力和理論水平上同步具備。

【參考文獻(xiàn)】

[1]林子釗，潘凱巖，周名煜，等.考慮實(shí)時(shí)和潛在因素的城市配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2017，41（4）：48-55.

[2]周江昕，余浩斌，吳萬(wàn)祿.考慮負(fù)荷特性的新市鎮(zhèn)配電網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化研究[J].電力與能源，2017（1）：16-20.

[3]王凌纖，汪沨，陳春，等.考慮運(yùn)行方式的分布式電源多目標(biāo)優(yōu)化配置[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2016，28（3）：18-23.

[4]施偉亞.居民住宅小區(qū)的配電網(wǎng)用戶接入方案分析[J].科學(xué)家，2016，4（6）：130-131.