智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)

練石興

國(guó)網(wǎng)福建武平縣供電有限公司

配電網(wǎng)是電網(wǎng)的重要組成部分，電網(wǎng)的智能調(diào)度要滿足可持續(xù)性、安全性、可靠性的原則下對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)、電源和負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化，從而滿足人們對(duì)電的需求。雖然我國(guó)目前配電網(wǎng)的發(fā)展落后于先進(jìn)國(guó)家的水平，但是相比與之前的傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)有了明顯的進(jìn)步。因此對(duì)智能電網(wǎng)的研究是必不可少的，可以促進(jìn)電網(wǎng)更好更快更高的發(fā)展。

1 .智能配電網(wǎng)概述

智能配電網(wǎng)以配電網(wǎng)高級(jí)自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用先進(jìn)的傳感技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，在先進(jìn)的可視化軟件的支持下，允許大量的分布式能源接入，給用戶提供安全、可靠、綠色的電力供應(yīng)和其他相關(guān)服務(wù)。

1.1 智能配電網(wǎng)組成與功能

智能配電網(wǎng)主要由主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、配電遠(yuǎn)方終端四部分組成。通過智能化軟件和信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠合理的協(xié)調(diào)配電網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)配電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知，利用各種優(yōu)化調(diào)度的方式，實(shí)現(xiàn)電資源的合理調(diào)度，從而達(dá)到優(yōu)化的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶的供電需求。

1.2 智能配電網(wǎng)特點(diǎn)

智能配電網(wǎng)具有以下特征：①更高的供電可靠性，在主網(wǎng)停電時(shí)，能更少的減少對(duì)用戶的影響。②更高的電能質(zhì)量，保證電壓合格率，實(shí)現(xiàn)敏感用電設(shè)備的不間斷連續(xù)供電。③支持大量的分布式電源接入，包括風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等。④提高電網(wǎng)資源利用率，能夠進(jìn)行合理的管理，使用戶獲得更廉價(jià)的電力。⑤對(duì)配電網(wǎng)及其設(shè)備進(jìn)行可視化管理，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)和信息。⑥實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)管理的信息化、智能化、自動(dòng)化。

2 .智能配電網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

優(yōu)化調(diào)度是一種多模型多目標(biāo)的復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問題。智能配電網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是電網(wǎng)調(diào)度中關(guān)鍵的一部分。隨著用戶需求的增加，對(duì)智能電網(wǎng)的調(diào)度也提出了不小的挑戰(zhàn)。

2.1 全局優(yōu)化調(diào)度

智能配電網(wǎng)的全局優(yōu)化調(diào)度技術(shù)是以提高智能配電網(wǎng)的運(yùn)行效率，綜合應(yīng)用配電網(wǎng)分布式能源、儲(chǔ)能裝置、非線性負(fù)荷等新元素，從而適應(yīng)配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，提高配電網(wǎng)的安全可靠性。

2.2 主動(dòng)優(yōu)化調(diào)度

主動(dòng)優(yōu)化調(diào)度以配電網(wǎng)中的薄弱環(huán)節(jié)比如設(shè)備陳舊、惡劣天氣造成的影響等和配電網(wǎng)態(tài)勢(shì)分析的數(shù)據(jù)為依據(jù)，采取兩種措施分別是針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)和配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)及未來趨勢(shì)提出相關(guān)的優(yōu)化方法，以達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，從而進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。

2.3 被動(dòng)優(yōu)化調(diào)度

不同的用戶在不同的時(shí)間段、不同的場(chǎng)合對(duì)電的需求不同。根據(jù)相應(yīng)的調(diào)度業(yè)務(wù)，結(jié)合配電網(wǎng)電源、負(fù)荷的調(diào)節(jié)裕度、網(wǎng)絡(luò)等因素，被動(dòng)的給出相關(guān)調(diào)度策略，從而達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)。

2.4 配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度

配電網(wǎng)絡(luò)調(diào)度優(yōu)化有兩種方式，分別是以配電負(fù)荷均衡化為目標(biāo)和以線損為目標(biāo)。針對(duì)不同的負(fù)荷密度、不同的負(fù)荷類型以及不同的供電場(chǎng)合采取相關(guān)技術(shù)并且利用相應(yīng)的調(diào)度手段來生成優(yōu)化目標(biāo)。

2.4 分布式電源優(yōu)化調(diào)度

電源是一種不可控的對(duì)象，對(duì)分布式電源的調(diào)度主要是通過對(duì)分布式電源的狀態(tài)分析、可調(diào)裕度、發(fā)電預(yù)測(cè)等因素制定合理的調(diào)度方案，減少分布式電源對(duì)電網(wǎng)的影響，從而提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率，使電網(wǎng)能夠更穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，為用戶帶來良好的體驗(yàn)。

2.5 負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度

針對(duì)多樣性的負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度要考慮網(wǎng)絡(luò)中負(fù)荷的分布特性、負(fù)荷的類型以及不同時(shí)間段負(fù)荷接入電網(wǎng)的大小等因素，建立相關(guān)的處理模型，盡量達(dá)到不同地域的用電量平衡。目前國(guó)內(nèi)外主要采用需求測(cè)響應(yīng)、負(fù)荷控制等手段來引導(dǎo)負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)的影響。

2.6 人工輔助決策

由于配電網(wǎng)在運(yùn)行時(shí)有很大的不可預(yù)料性，遇到情況復(fù)雜的時(shí)候，在選擇優(yōu)化策略或者多次調(diào)整時(shí)不能夠達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)時(shí)就需要人工干預(yù)進(jìn)行電網(wǎng)的優(yōu)化，根據(jù)具體的現(xiàn)實(shí)情況給出恰當(dāng)合理的決策。

3 .智能配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

要保證電網(wǎng)能夠安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、低碳化的運(yùn)行，不僅需要實(shí)時(shí)性的調(diào)度方案，更離不開多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。通過應(yīng)用先進(jìn)的配電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、分布式能源控制技術(shù)、用戶自動(dòng)化技術(shù)等提高了配電網(wǎng)的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)了電資源的分配均衡，并且減小了各種因素對(duì)配電網(wǎng)的影響。

3.1 優(yōu)化目標(biāo)構(gòu)建技術(shù)

根據(jù)指標(biāo)體系中的不同指標(biāo)，進(jìn)行可優(yōu)化性分析和配電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)分析?？蓛?yōu)化性分析包括指標(biāo)類型分析、可計(jì)算性分析和權(quán)重分析。配電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)分析包括配電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)關(guān)注指標(biāo)分析、配電網(wǎng)各時(shí)間尺度關(guān)注指標(biāo)分析。這些分析從而對(duì)調(diào)度目標(biāo)的構(gòu)建進(jìn)行了優(yōu)化。

3.2 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)是指針對(duì)不同時(shí)間段、不同場(chǎng)合的用電需求分別通過超短期、短期、中長(zhǎng)期的網(wǎng)路優(yōu)化手段實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度。對(duì)于超短期網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度，關(guān)注失電負(fù)荷、開關(guān)次數(shù)、電壓質(zhì)量等指標(biāo)；對(duì)于短期網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度，關(guān)注日線損電量、電壓質(zhì)量、開關(guān)次數(shù)等指標(biāo)。對(duì)于中長(zhǎng)期網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度則關(guān)注月度線損電量、用戶停電戶數(shù)、開關(guān)次數(shù)等指標(biāo)。通過多個(gè)時(shí)間尺度的優(yōu)化手段，達(dá)到相應(yīng)的控制目標(biāo)。

3.3 分布式電源優(yōu)化調(diào)度技術(shù)

分布式電源優(yōu)化調(diào)度技術(shù)以不同能源的接入為優(yōu)化目標(biāo)，主要采取短期日前調(diào)度控制和實(shí)時(shí)修正控制兩種手段在不同的供電場(chǎng)所和時(shí)間段對(duì)分布式能源和儲(chǔ)能進(jìn)行優(yōu)化，制定合理的可調(diào)度能源的分布，減小對(duì)配電網(wǎng)的影響，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)整體高效的運(yùn)行。

3.4 配電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化技術(shù)

配電自動(dòng)化技術(shù)是城鄉(xiāng)配電網(wǎng)改造建設(shè)的重要技術(shù)，其中通信技術(shù)是配電自動(dòng)化的關(guān)鍵。目前，我國(guó)配電自動(dòng)化進(jìn)行了較多的試點(diǎn)工作。配電自動(dòng)化技術(shù)立足于我國(guó)的基本國(guó)情，在保證用電可靠性的前提下，滿足用戶的需求和供電的質(zhì)量，同時(shí)降低電網(wǎng)的消耗，對(duì)電資源進(jìn)行合理的配送和調(diào)整，形成較好的供應(yīng)體系。

結(jié)語：

對(duì)配電網(wǎng)的智能調(diào)度不僅可以實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，還可以滿足用戶在不同時(shí)間段、不同場(chǎng)合的需求，獲得良好的體驗(yàn)。雖然我國(guó)的智能配電網(wǎng)較之前的智能配電網(wǎng)已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是還存在許多不足，相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)智能電網(wǎng)的技術(shù)研究，也應(yīng)在立足實(shí)際的前提下，把握其發(fā)展趨勢(shì)，不斷的探索實(shí)踐，攻破各種難題，為我國(guó)的電力調(diào)度做出不可磨滅的貢獻(xiàn)。

[1]劉東.智能配電網(wǎng)的特征及實(shí)施基礎(chǔ)分析[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào).2011(01)