城市中低壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化方法探討

摘要：如何科學(xué)、系統(tǒng)地管理中低壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃成為電力企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。文章由城市中低壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的相關(guān)內(nèi)容入手，分析優(yōu)化管理工作中的相關(guān)問題，結(jié)合相關(guān)先進(jìn)理論，對(duì)如何進(jìn)一步優(yōu)化城市中低壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：城市電網(wǎng)；中低壓配電網(wǎng)絡(luò)；電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化方法；電力企業(yè)；電網(wǎng)技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM727 文章編號(hào)：1009-2374（2015）14-0040-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.019

電力是支撐城市發(fā)展的重要能源，是推動(dòng)城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要保證。在城市配電網(wǎng)絡(luò)管理中，必須要結(jié)合用戶要求、電網(wǎng)控制的相關(guān)內(nèi)容，不斷優(yōu)化管理措施，以保證電網(wǎng)規(guī)劃方法的科學(xué)、有效。

1 城市中低壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃背景分析

在現(xiàn)階段的城市中低壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃管理中，受多方面因素的影響，輸配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中存在規(guī)劃方向不明確、方法不科學(xué)的現(xiàn)象。本文討論城市中低壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的主要目的，就是分析相關(guān)電網(wǎng)技術(shù)，為城市發(fā)展提供穩(wěn)定能源支持。

2 城市中低配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃分析

2.1 城市中低配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基本內(nèi)容

在城市中低配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，必須要充分認(rèn)識(shí)到配電網(wǎng)規(guī)劃的不確定性與復(fù)雜性，具體表現(xiàn)在：（1）相關(guān)運(yùn)行設(shè)備的有效度與電力負(fù)荷的曲線條件等具有明顯的不確定性，相關(guān)的優(yōu)化管理方法不能完全消除電網(wǎng)運(yùn)行管理中的風(fēng)險(xiǎn)要素；（2）要充分認(rèn)識(shí)到社會(huì)市場(chǎng)環(huán)境、生產(chǎn)成本等因素影響，不斷優(yōu)化配電管理方法；（3）要考慮線損、線路功率等多方面問題對(duì)線路影響，以保證配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃合理、有效。

2.2 城市中低配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃工作中存在的問題

在城市中低配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中存在諸多問題，導(dǎo)致相關(guān)優(yōu)化措施難以達(dá)到既定效果。本文結(jié)合相關(guān)資料，統(tǒng)計(jì)優(yōu)化工作中的問題，主要表現(xiàn)在以下兩方面：（1）數(shù)據(jù)收集難度大。中低配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，所涉及的設(shè)備越來越多，相關(guān)工作人員難以有效地根據(jù)相關(guān)管理要求統(tǒng)計(jì)不同設(shè)備的運(yùn)行情況。還有不同電力生產(chǎn)領(lǐng)域所涉及到的數(shù)據(jù)內(nèi)容不斷拓展，已有傳統(tǒng)的電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)拓展到包括規(guī)劃區(qū)域的用電負(fù)荷數(shù)據(jù)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)類數(shù)據(jù)等于一體的綜合性數(shù)據(jù)領(lǐng)域。相關(guān)工作人員在統(tǒng)計(jì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)過程中，要投入大量人力、物力，還要控制數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)流程，避免出現(xiàn)嚴(yán)重?cái)?shù)據(jù)管理風(fēng)險(xiǎn)；（2）空間負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性較低?，F(xiàn)階段，在城市中低壓配電網(wǎng)路負(fù)荷預(yù)測(cè)中，主要采用總量預(yù)測(cè)技術(shù)，空間負(fù)荷預(yù)測(cè)是整個(gè)總量預(yù)測(cè)的核心，要預(yù)測(cè)不同生產(chǎn)單位的負(fù)荷情況，避免出現(xiàn)大規(guī)模負(fù)荷。但城市在現(xiàn)代化建設(shè)中，空間布局、用地類型發(fā)生明顯變化，對(duì)空間負(fù)荷的預(yù)測(cè)能力提出更高的要求，導(dǎo)致在電網(wǎng)規(guī)劃中難以保證預(yù)測(cè)的有效性。

3 城市中低壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化的方法分析

本文將結(jié)合相關(guān)先進(jìn)理論，以數(shù)字模型的方式對(duì)城市中低壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化措施進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

3.1 基于啟發(fā)式的配電規(guī)劃優(yōu)化方法

大量的電力規(guī)劃實(shí)踐證明，啟發(fā)式優(yōu)化方法能夠滿足電網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)要求，再結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃的效果與電網(wǎng)運(yùn)行效率，以科學(xué)的運(yùn)算計(jì)算出令人滿意的結(jié)果。

現(xiàn)階段，啟發(fā)式的計(jì)算方法主要包括模擬退火法、遺傳算法、蟻群優(yōu)化法等，從幾種技術(shù)相比較情況來看，蟻群優(yōu)化法是一種較為常見的計(jì)算方法，該方法具有明顯的代理算法的特點(diǎn)，通過正反饋、貪婪式啟發(fā)搜索、分布計(jì)算等過程，尋找最終的食物源（中低配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法）。

3.2 基本原理分析

在城市配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，規(guī)劃輸電線路涉及到最小支出費(fèi)用的最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)，包括線路損耗、線路投資兩方面內(nèi)容。其計(jì)算公式為：

其中C線路的計(jì)算公式為：

C線損的計(jì)算公式為：

式中：

N——輸電線路所經(jīng)過變電站的例數(shù)

Lk——第k條輸電線長(zhǎng)度

Pk——第k條輸電線路的傳輸功率

β——輸電線路折損系數(shù)

除上述幾方面因素外，線路還受到多方面因素的制約，例如輸電線路容量不足，導(dǎo)致相應(yīng)的電力負(fù)載難以通過等。必須要將線損控制在合理范圍內(nèi)，并在線損控制的相關(guān)要求下進(jìn)一步優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法。

3.3 應(yīng)用分析

在采用以蟻群優(yōu)化法為代表的啟發(fā)式優(yōu)化方法時(shí)，要對(duì)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理：（1）應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)形式（如框架形式等），描述該地區(qū)的地理數(shù)據(jù)特征，并收集與地理數(shù)據(jù)相關(guān)的電力信息，并要詳細(xì)記錄介紹節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；（2）結(jié)合計(jì)算機(jī)語言，從地理數(shù)據(jù)中提取坐標(biāo)、負(fù)荷等基礎(chǔ)信息，并記錄這些信息的特征值，并將特征值進(jìn)行編號(hào)處理；（3）將所有的相關(guān)信息錄入到資料庫中。

在實(shí)際應(yīng)用中，配電規(guī)劃作為一種“食物源”，“螞蟻”能根據(jù)鋪線過程中的相關(guān)要求，準(zhǔn)確判斷相關(guān)線路。設(shè)人工螞蟻i在選擇前進(jìn)路徑時(shí)，當(dāng)行進(jìn)到點(diǎn)K時(shí)，受啟發(fā)信息的影響，引發(fā)多種計(jì)算，包括待選前進(jìn)路徑中訪問的頻率最高的街道、長(zhǎng)度最短的街道、受轉(zhuǎn)移概率影響的目標(biāo)街道等。在選擇街道的過程中，“螞蟻”會(huì)根據(jù)K點(diǎn)的相關(guān)電力數(shù)據(jù)左邊，選擇合適的街道。此時(shí)的計(jì)算方法，主要采用偽隨機(jī)比率作為確定K點(diǎn)的規(guī)則。

設(shè)一組蟻群中的“螞蟻”完成鋪設(shè)之后，街道中相應(yīng)的計(jì)算公式就必須要進(jìn)行相應(yīng)的改變。一般情況下，改變的流程如下：

當(dāng)螞蟻i在街道上行走，但未經(jīng)過點(diǎn)K，點(diǎn)K的相關(guān)信息不需要改變，其計(jì)算公式為：

Γ[K（t+1）]=Γ（Kt）

若螞蟻i經(jīng)過點(diǎn)K時(shí)，街道K的信息量應(yīng)該根據(jù)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儯溆?jì)算公式為：

Γ[K（t+1）]=（1-Γ0）Γ（Kt）+△Γ

式中：

t——螞蟻i到達(dá)K點(diǎn)的時(shí)刻

t+1——下一時(shí)刻

Γ0——街道信息矢量

△Γ——街道信息變化量

3.4 效果分析

采用基于蟻群優(yōu)化法的啟發(fā)式的配電規(guī)劃優(yōu)化方法，每個(gè)螞蟻都能清晰記錄所屬街道特定點(diǎn)的負(fù)荷值，為優(yōu)化配電方法提供理論基礎(chǔ)，具有較高實(shí)用價(jià)值。

4 城市中低壓配電網(wǎng)絡(luò)未來研究方向

本文認(rèn)為，在未來的城市中低壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，可從以下三方面進(jìn)行思考：（1）應(yīng)進(jìn)一步分析配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的基本特點(diǎn)，并不斷優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化方法，有效采用啟發(fā)式算法等優(yōu)秀規(guī)劃方法，確保能發(fā)現(xiàn)更加詳盡的輸電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法；（2）在規(guī)劃過程中，充分考慮到不同因素對(duì)規(guī)劃效果的影響，并根據(jù)不同方法提出相應(yīng)的解決措施；（3）考慮在過渡階段配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化補(bǔ)償方式等。

5 結(jié)語

由此可見，在優(yōu)化規(guī)劃的過程中，要不斷注意新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，進(jìn)一步提升城市中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃能力，為城市現(xiàn)代化建設(shè)提供更加穩(wěn)定的能源。

參考文獻(xiàn)

[1] 侯祖鋒.城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化方法的探討[J].科技資訊（動(dòng)力與電氣工程），2014，（26）.

[2] 甘學(xué)濤，趙文舉，鄒志勇，等.輸配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化方法的研究進(jìn)展[J].水力發(fā)電，2011，34（5）.

[3] 肖前殊.探索城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃方向[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品（工業(yè)技術(shù)版），2014，（10）.

作者簡(jiǎn)介：劉倬（1988-），湖南岳陽人，深圳供電局有限公司助理工程師，研究方向：規(guī)建部物資管理。

（責(zé)任編輯：陳 倩）