智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)與應(yīng)用

（1 河北建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050000；2．北京北咨能源環(huán)境工程技術(shù)有限公司，北京 100124；3．北京市工程咨詢公司，北京 100124）

0 引言

輸配電工作是電力系統(tǒng)中的重要內(nèi)容，由于其建設(shè)周期比較長，專業(yè)性強(qiáng)，施工人員比較多，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一系列問題。輸配電工程作為大型工程建設(shè)項(xiàng)目，工程施工涉及的資金數(shù)額巨大，同時(shí)由于其特殊工作性質(zhì)，在施工過程中很難察覺危險(xiǎn)。這些問題很可能威脅到施工人員的人身安全。所以，要有效地解決輸電工程中存在的各類問題。

1 智能配電網(wǎng)調(diào)度的基礎(chǔ)

1.1 態(tài)勢感知

在配電網(wǎng)態(tài)勢感知方面，主要包含了采集、多源信息融合和配電網(wǎng)的態(tài)勢預(yù)測3 部分。其中需要采集被感知對(duì)象中的重要元素，通過應(yīng)用配電網(wǎng)的傳感器和測量裝置、監(jiān)控系統(tǒng)完成。在傳統(tǒng)配電網(wǎng)中的重要元素比較少，所以在配電網(wǎng)新元素的采集方面要不斷擴(kuò)大方位，其中主要包含和發(fā)電用能有關(guān)的氣相環(huán)境等因素。最終感知結(jié)構(gòu)包含了多個(gè)方面的內(nèi)容，進(jìn)而構(gòu)成數(shù)據(jù)類型和表征信息。通過采集到的信息充分融合交換后，有效地解決了單一測量配置不充足的情況，最大化地估計(jì)出配電網(wǎng)的狀態(tài)。

1.2 運(yùn)行狀態(tài)

在分析配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，要根據(jù)目前配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測出配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，其中要充分考慮到電網(wǎng)電源、負(fù)荷、運(yùn)行方式等。針對(duì)智能配電網(wǎng)的運(yùn)行趨勢如圖1所示，全面分析對(duì)象和狀態(tài)關(guān)系。其中主要包含了設(shè)備狀態(tài)分析、饋線斷面分析、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析。其中在對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行分析的過程中，要跟蹤目前配電網(wǎng)設(shè)備，通過態(tài)勢感知和參數(shù)辨認(rèn)來分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。在分析饋線斷面的過程中，要根據(jù)設(shè)備狀態(tài)開展實(shí)時(shí)負(fù)荷檢測，進(jìn)而分析出斷面信息[1]。

2 智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度的功能設(shè)計(jì)

2.1 分析智能配電網(wǎng)優(yōu)勢

智能配電網(wǎng)優(yōu)勢主要在于管理、信息、監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行等，運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制更加快捷做出反應(yīng)很大程度上降低了工作量。原有的人力和物力應(yīng)用于配電網(wǎng)其他方向。利用科學(xué)化管理，針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)制定出對(duì)應(yīng)措施進(jìn)行解決，同時(shí)要?jiǎng)討B(tài)調(diào)控配電網(wǎng)發(fā)展形式，預(yù)測具體發(fā)展方向，逐步改進(jìn)和完善現(xiàn)有的制度和措施。經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)，綜合分析存在的問題，制定出科學(xué)的解決方案。

2.2 對(duì)智能配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化調(diào)度

智能配電網(wǎng)實(shí)施優(yōu)化調(diào)度，首先要分析智能配電網(wǎng)的接線狀況，提出具體的優(yōu)化和改進(jìn)方法；其次，依據(jù)不同區(qū)域供電量狀態(tài)，改進(jìn)電荷負(fù)載和線路，針對(duì)現(xiàn)狀提出科學(xué)的解決措施，依據(jù)供電量不同采用不同的供電系統(tǒng)，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)性供電模式，針對(duì)不同區(qū)域的供電系統(tǒng)制定出不同的目標(biāo)，從而對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行智能化優(yōu)化。應(yīng)用動(dòng)態(tài)控制分析各類電網(wǎng)，通過制定出各種措施優(yōu)化處理電網(wǎng)配置資源，提升運(yùn)行時(shí)的安全性，防止出現(xiàn)安全事故。

圖1 智能配電網(wǎng)運(yùn)行趨勢分析

2.3 人工輔助與決策

由于智能化配電網(wǎng)絡(luò)需要技術(shù)人員操控，維修人員對(duì)其進(jìn)行檢修，單純依靠先進(jìn)技術(shù)手段無法全面控制配電系統(tǒng)。在應(yīng)用智能配電網(wǎng)絡(luò)對(duì)配電網(wǎng)實(shí)施調(diào)控的基礎(chǔ)上，工作要全面考察現(xiàn)場，使管理人員科學(xué)調(diào)控現(xiàn)有配電網(wǎng)模式，提出運(yùn)營過程中存在的問題，技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和改善，從而促進(jìn)智能化配電網(wǎng)絡(luò)更快發(fā)展。

3 智能配電網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)規(guī)劃當(dāng)中的具體應(yīng)用

3.1 智能自動(dòng)化技術(shù)

智能自動(dòng)化對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行極為關(guān)鍵，該技術(shù)應(yīng)用成效很高，主要借助計(jì)算機(jī)等技術(shù)來處理信息，為操作人員減輕操作壓力。同時(shí)，該技術(shù)還可以結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際建立起自動(dòng)化的主站與子站。該項(xiàng)技術(shù)仍處于持續(xù)完善的狀態(tài)，例如智能預(yù)警功能便能夠提升電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，并且可以在配電時(shí)采集相應(yīng)的信息，并對(duì)記錄進(jìn)行檢測。如果運(yùn)行存在故障，該功能能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)檢測，并且發(fā)出警報(bào)，相關(guān)人員便可結(jié)合故障信息及時(shí)采取針對(duì)性措施。

3.2 參數(shù)量測技術(shù)

智能配電網(wǎng)基于參數(shù)量測技術(shù)來表現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃當(dāng)中的數(shù)據(jù)，該技術(shù)主要通過參數(shù)信息來反映電網(wǎng)系統(tǒng)相應(yīng)的固定和運(yùn)行數(shù)據(jù)。例如，某地區(qū)某一固定時(shí)段對(duì)應(yīng)的用電量變化，相關(guān)部門就可以基于參數(shù)量測技術(shù)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，并借助數(shù)據(jù)分析來了解用電需求，提升用電管理的針對(duì)性。同時(shí)還可基于異常參數(shù)來明確是否存在漏電或者是偷電情況。此外，參數(shù)量測在計(jì)算電量或者電費(fèi)方面也起到了重要作用。隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的持續(xù)進(jìn)步，用戶相應(yīng)的用電需求持續(xù)攀升，但是部分地區(qū)仍舊借助電磁表來計(jì)量電費(fèi)，這就難以符合用電高峰階段的計(jì)量要求。此時(shí)就可借助參數(shù)量測技術(shù)同與戶進(jìn)行溝通，有效解決電費(fèi)計(jì)費(fèi)矛盾[2]。

3.3 分布式能源發(fā)電技術(shù)

對(duì)于配電網(wǎng)規(guī)劃來說，分布式能源發(fā)現(xiàn)技術(shù)有著較為廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)主要是于用戶附近設(shè)置一定的分布式發(fā)電形式，從而對(duì)用戶用電加以調(diào)控。因?yàn)榇祟惣夹g(shù)應(yīng)用時(shí)將用戶納入調(diào)控范圍當(dāng)中，因此可以切實(shí)激發(fā)用戶應(yīng)用熱情。此外，因?yàn)樵擃惙绞酱嬖诙鄻拥陌l(fā)電模式，除了火力發(fā)電之外，還涉及風(fēng)力、太陽能等模式的發(fā)電，這也給予并網(wǎng)工作更多便利。

4 優(yōu)化調(diào)度智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 預(yù)測能量綜合的技術(shù)

在管理智能配電網(wǎng)綜合能量的過程中，最基本的就是智能配電網(wǎng)基本運(yùn)行調(diào)試、負(fù)荷預(yù)測能力、發(fā)電預(yù)測能力。負(fù)荷預(yù)測和發(fā)電預(yù)測可以有效控制能量，可是，由于其能力獨(dú)立很大程度上會(huì)出現(xiàn)預(yù)測疊加，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)存在措施，無法滿足型號(hào)大的配電網(wǎng)能量管理，因此，要修整單獨(dú)的能量體，從降低預(yù)測能量產(chǎn)生的誤差。在智能配電網(wǎng)機(jī)械能優(yōu)化調(diào)度過程中，將多種自動(dòng)化管理系統(tǒng)融合大量的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)采用科學(xué)措施實(shí)施處理，從而抽取出影響能量體的因子，從而達(dá)到預(yù)測綜合能量的目的[3]。

4.2 優(yōu)化調(diào)度網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

優(yōu)化調(diào)度網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以根據(jù)時(shí)間不同劃分為中長期、短期、超短期等目標(biāo)，在確定分目標(biāo)后可以采取針對(duì)性的調(diào)度優(yōu)化措施。在優(yōu)化調(diào)度超短期的智能配電網(wǎng)子目標(biāo)而言，要重視開關(guān)動(dòng)作次數(shù)，失電的負(fù)荷，電壓調(diào)度和質(zhì)量等。針對(duì)于短期智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度子目標(biāo)而言，其主要內(nèi)容是開關(guān)動(dòng)作次數(shù)，最低日線損電量、最優(yōu)電壓質(zhì)量[4]。

4.3 優(yōu)化分布式電源技術(shù)

優(yōu)化分布電源主要是可再生能源，如果達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，要通過優(yōu)化和控制整個(gè)配電區(qū)域的分布式電源以及分布式儲(chǔ)能，同時(shí)要做好能量管理工作。在優(yōu)化分布式電源技術(shù)的過程中，主要有短期調(diào)度控制和實(shí)時(shí)修整兩種方式。依據(jù)具體狀況制定出針對(duì)性的優(yōu)化措施。目前，開展調(diào)度控制主要是運(yùn)用負(fù)荷預(yù)測曲線和預(yù)測未來24 h 電源曲線開展控制。依據(jù)時(shí)間段差異，結(jié)合可調(diào)度的負(fù)荷，從而選擇合理的配電網(wǎng)運(yùn)行場景。針對(duì)制定出的具體操作方案實(shí)施儲(chǔ)能充電放電技術(shù)[5]。

4.4“源網(wǎng)荷”互相協(xié)調(diào)

根據(jù)目前的具體狀況，在智能配電網(wǎng)領(lǐng)域?qū)嵤┗?dòng)，主要是通過空間實(shí)現(xiàn)的。與此同時(shí)，空間制度間的差異直接影響到互動(dòng)方式和范圍，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致兩方面存在差異。在短期內(nèi)部要考慮到供電區(qū)域的能量平衡問題在長時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)下，綜合考慮到線路傳輸能量的水平和消耗可再生資源的水平。在空間領(lǐng)域上，要全面分析和考慮到智能配電網(wǎng)平臺(tái)的平衡和饋線的互供，同時(shí)要全面分析該區(qū)域內(nèi)部的協(xié)調(diào)性。在實(shí)施源網(wǎng)荷間的互動(dòng)過程中，要構(gòu)建不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和多樣性負(fù)荷等，從根本上提高了配電網(wǎng)的運(yùn)行效率[6]。

5 結(jié)語

總之，伴隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各項(xiàng)新型技術(shù)被廣泛運(yùn)用到人們的生活中，隨著居民生活水平的不斷提升，用電量逐漸增多，傳統(tǒng)電網(wǎng)管理要耗費(fèi)大量的人工，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。伴隨著科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展，傳統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)逐漸向著智能化方向發(fā)展，通過逐漸升級(jí)電網(wǎng)配置，逐漸向著智能化方向邁進(jìn)，技術(shù)人員要通過相關(guān)的技術(shù)手段，優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)電網(wǎng)系統(tǒng)，從而從而實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)的發(fā)展。