基于調(diào)控云的配網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略方法

吳敏敏，黃劍峰，丁秀華，黃德志

（國網(wǎng)浙江義烏市供電有限公司，浙江 義烏 322000）

0 引言

負(fù)荷轉(zhuǎn)移是指在某電網(wǎng)設(shè)備發(fā)生越限或需要計劃檢修時，通過改變電網(wǎng)運行方式，將其下送的負(fù)荷轉(zhuǎn)移至其他設(shè)備供電。傳統(tǒng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略都是靠人工制定，由于配網(wǎng)聯(lián)絡(luò)復(fù)雜，當(dāng)需要配網(wǎng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷時，調(diào)度員人工計算速度慢，難以在短時間內(nèi)得出有效的負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略，不利于電網(wǎng)及設(shè)備的安全運行。特別是在進(jìn)行變電站內(nèi)主變、母線等主設(shè)備計劃檢修方式下的負(fù)荷轉(zhuǎn)移決策時，計算過程耗時長、效率低，難以滿足經(jīng)濟(jì)效益和人力資源需求[1-10]。

文獻(xiàn)[11]主要針對10 kV聯(lián)絡(luò)線路，基于聯(lián)絡(luò)線路上的聯(lián)絡(luò)開關(guān)與分段開關(guān)，研究開關(guān)之間如何合理配合以便靈活轉(zhuǎn)供線路負(fù)荷。文獻(xiàn)[12]在配電網(wǎng)中，融合涵蓋拓?fù)?、開關(guān)、終端和二次設(shè)備等海量數(shù)據(jù)資源，設(shè)置了負(fù)載率、是否重要用戶以及是否可控等約束條件，研究了一種可自動生成配網(wǎng)最優(yōu)負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略的工具。

隨機(jī)算法在產(chǎn)生轉(zhuǎn)移策略時，耗時長、效率低，文獻(xiàn)[13]為解決該問題，基于自適應(yīng)免疫算法與基本樹拓?fù)渑袛喾椒?，提出來一種最優(yōu)負(fù)荷轉(zhuǎn)移方法，該方法可考慮不同轉(zhuǎn)移因素的影響，無需枚舉遍歷，具有速度快、效率高的特點。

為提高電網(wǎng)安全運行能力，維護(hù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定，文中提出了一種基于調(diào)控云的配網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略方法。首先，通過調(diào)控云獲取變電站母線及饋線圖模數(shù)據(jù)，基于拓?fù)渥R別技術(shù)得到變電站母線與饋線、饋線與饋線間的匹配關(guān)系。進(jìn)一步的，提出了負(fù)荷轉(zhuǎn)移越限識別判據(jù)，根據(jù)不同饋線間的匹配關(guān)系，按線路優(yōu)先級使用該判據(jù)判別該轉(zhuǎn)移路徑是否有效，采用迭代算法不斷優(yōu)化從而得出母線各饋線負(fù)荷轉(zhuǎn)移最優(yōu)操作策略。最后，通過一個主變停役負(fù)荷轉(zhuǎn)移決策示例，說明文中所提方法有助于快速優(yōu)化電網(wǎng)運行方式，保證電網(wǎng)及設(shè)備安全穩(wěn)定運行。

1 負(fù)荷轉(zhuǎn)移原理

文中所研究的負(fù)荷轉(zhuǎn)移主要包含10 kV 饋線負(fù)荷轉(zhuǎn)移和10 kV 母線負(fù)荷轉(zhuǎn)移。10kV 饋線負(fù)荷轉(zhuǎn)移示意圖如圖1所示。

圖1 饋線負(fù)荷轉(zhuǎn)移示意圖

2 負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略

基于拓?fù)渥R別技術(shù)得到變電站母線與饋線、饋線與饋線間的匹配關(guān)系，匹配關(guān)系示意圖如圖2所示。

圖2 母線與饋線、饋線與饋線匹配關(guān)系示意圖

進(jìn)一步的，基于匹配關(guān)系，利用調(diào)控云上的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，進(jìn)行10 kV饋線的負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略推導(dǎo)，將負(fù)荷轉(zhuǎn)移至其它的10 kV饋線上。按線路優(yōu)先級使用荷轉(zhuǎn)移越限識別判據(jù)判別該轉(zhuǎn)移路徑是否有效，采用迭代算法不斷優(yōu)化從而得出母線各饋線負(fù)荷轉(zhuǎn)移最優(yōu)操作策略。

匹配策略原理如下：

1）普通一對一接線負(fù)荷轉(zhuǎn)移：通過拓?fù)渥R別得到匹配配置表，按線路優(yōu)先等級，一一按其歷史負(fù)荷曲線進(jìn)行判據(jù)校驗，看是否能實現(xiàn)轉(zhuǎn)移。

普通一對一接線負(fù)荷轉(zhuǎn)移判據(jù)如以下兩式：

式中：PA1表示A1 饋線歷史日負(fù)荷曲線；PB1表示B1饋線歷史日負(fù)荷曲線；P∑表示A1 饋線和B1 饋線歷史日負(fù)荷曲線總加；PT表示B1饋線功率傳輸限值。

若式（1）成立，表明校驗成功，匹配轉(zhuǎn)移策略成立；否則，匹配轉(zhuǎn)移失敗。

基于線路歷史日功率曲線（每5 min 采集一個點，每日288 個點），取功率最大值校驗是否可轉(zhuǎn)移，其歷史功率曲線如圖3所示。

圖3 線路歷史功率曲線圖

2）特殊一對多接線負(fù)荷轉(zhuǎn)移：將一對多中的“一”線和多條可轉(zhuǎn)移線路，按歷史負(fù)荷曲線逐條進(jìn)行一對一校驗，將校驗不成功的匹配關(guān)系剔除，其校驗原理與式（1）和式（2）相同。

3）特殊多對一接線負(fù)荷轉(zhuǎn)移：對式（1）、式（2）校驗成功的線路進(jìn)行多對一接線校核，將多條饋線負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移至同一聯(lián)絡(luò)線，按歷史負(fù)荷曲線進(jìn)行判據(jù)校驗。若校驗成功，則將多條線路負(fù)荷全歸至該聯(lián)絡(luò)線，判為多對一匹配成立；否則，將部分匹配關(guān)系判為校驗不成功，進(jìn)行往復(fù)迭代，直至校驗不成功線路數(shù)最少。

特殊多對一接線負(fù)荷轉(zhuǎn)移判據(jù)如以下兩式所示：

式中：PAj表示A 變電站母線Aj饋線歷史日負(fù)荷曲線；? 表示多對一接線的多條饋線的集合；P∑表示多條饋線歷史總負(fù)荷曲線；PT表示多對一接線的“一”線功率傳輸限值。

4）對在1）、2）和3）中匹配校驗不成功的線路，進(jìn)行母線轉(zhuǎn)供負(fù)荷操作，篩選同母線下負(fù)載率最小線路作為轉(zhuǎn)供線路，看是否可通過同母線饋線進(jìn)行轉(zhuǎn)供。

對負(fù)荷最終無法實現(xiàn)匹配的線路，篩選同母線下負(fù)載率最小線路作為轉(zhuǎn)供線路，其轉(zhuǎn)供示意圖如圖4所示。

圖4 線路負(fù)荷經(jīng)母線電源間接轉(zhuǎn)移示意圖

3 算例分析

基于以下算例，對文中所提方法進(jìn)行說明。在A變電站，母線有4 條饋線；在B 變電站，母線有3 條饋線。A1 線通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)可與B1 線相連；A2 線通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)可與B1、B2 線相連；A3 線通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)可與B2 線相連；A4 線通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)可與B3 線相連，其示意圖如圖5所示。

圖5 負(fù)荷轉(zhuǎn)移示例圖

已知A1 線、A2 線、A3 線和A4 線電流分別為100 A、80 A、160 A 和40 A；B1 線、B2 線和B3 線電流分別為200 A、200 A和50 A。線路輸送限額均為400 A。

現(xiàn)將A 變電站母線饋線負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移至B 變電站?；谖闹兴岱椒ㄟM(jìn)行仿真分析，最終得到如下的匹配結(jié)果：

A1 線、A2 線轉(zhuǎn)移至B1 線，A3 線轉(zhuǎn)移至B2 線，A4線轉(zhuǎn)移至B3線。其轉(zhuǎn)移結(jié)果示意圖如圖6所示。

圖6 負(fù)荷轉(zhuǎn)移示例圖

進(jìn)一步的，將圖5 中A 變電站母線A2 饋線電流改為180 A。同樣，將A 變電站母線饋線負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移至B變電站。基于文中所提方法進(jìn)行仿真分析，最終得到如下的匹配結(jié)果：

A1 線轉(zhuǎn)移至B1 線，A2 線轉(zhuǎn)移至B2 線，A3 線通過A變電站母線和A4線轉(zhuǎn)移至B3線，其轉(zhuǎn)移結(jié)果示意圖如圖7所示。

圖7 負(fù)荷轉(zhuǎn)移示例圖

匹配結(jié)果改變原因主要在于A2 線負(fù)荷變?yōu)?80 A 后，若A1 線、A2 線均由B1 線轉(zhuǎn)移，將導(dǎo)致B1 線負(fù)荷越限，因而最新匹配結(jié)果將A1 線由B1 線轉(zhuǎn)移，A2線由B2 線轉(zhuǎn)移，A3 線通過A 變電站母線和A4 線轉(zhuǎn)移至B3線，可滿足要求。

4 結(jié)語

文中針對調(diào)度員實際人工進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移操作時存在的耗時長、效率低的問題，提出了一種在實際中行之有效的基于調(diào)控云的電網(wǎng)設(shè)備越限識別的負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略方法，通過該方法可使用系統(tǒng)推出負(fù)荷轉(zhuǎn)移處置策略，優(yōu)點在于通過電網(wǎng)拓?fù)洹崟r數(shù)據(jù)、設(shè)備參數(shù)等信息進(jìn)行電網(wǎng)實時分析，并且推導(dǎo)出負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略方法，該方法有助于調(diào)度員及時了解電網(wǎng)的安全穩(wěn)定狀態(tài)，能夠提前得到負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略，對于提升調(diào)度運行人員應(yīng)對電網(wǎng)越限以及計劃檢修時的負(fù)荷轉(zhuǎn)移具有重要意義。