王勇，朱紅，周冬旭，嵇文路，陳星鶯，余昆

（1.南京供電公司，江蘇南京 210019；2.河海大學(xué)江蘇省配用電與能效工程技術(shù)研究中心，江蘇南京 210098）

基于多業(yè)務(wù)互動的城市配電網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)供策略

王勇1，朱紅1，周冬旭1，嵇文路1，陳星鶯2，余昆2

（1.南京供電公司，江蘇南京 210019；2.河海大學(xué)江蘇省配用電與能效工程技術(shù)研究中心，江蘇南京 210098）

城市配電網(wǎng)對供電可靠性的要求越來越高，其規(guī)模不斷擴大、運行越來越復(fù)雜，通過供電公司各部門之間互動協(xié)調(diào)進行負荷轉(zhuǎn)供成為一項日常工作?；诮泳€模式、故障與缺陷、檢修與停電、重要用戶保電分析負荷轉(zhuǎn)供的驅(qū)動因素，提出多業(yè)務(wù)互動的負荷轉(zhuǎn)供策略，并建立優(yōu)化模型和基于Pareto分層序列法的求解方法?；诙鄠€業(yè)務(wù)系統(tǒng)建立信息互動架構(gòu)。通過實際城市配電網(wǎng)數(shù)據(jù)進行仿真分析，驗證了基于所提出的負荷轉(zhuǎn)供策略與模型，通過Pareto分層序列法優(yōu)化，可形成多個可選負荷轉(zhuǎn)供方案，并能給出最佳方案建議。

城市配電網(wǎng)；負荷轉(zhuǎn)供；多業(yè)務(wù)互動；信息互動；Pareto分層序列法

城市配電網(wǎng)是連接輸電網(wǎng)和電力用戶的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)代社會對城市配電網(wǎng)的供電可靠性、安全性和經(jīng)濟性提出了越來越高的要求。與此同時，接入配電網(wǎng)的用戶類型、數(shù)量、容量不斷增長，設(shè)備過載、故障和檢修等情況時有發(fā)生，都會影響配電網(wǎng)運行的安全性和可靠性。一般情況下，城市配電網(wǎng)都采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、開環(huán)方式運行，須保證在設(shè)備退出運行情況下保持用戶的正常供電，以及在運行方式改變過程中保持對用戶持續(xù)供電的能力，尤其是保證重要負荷的持續(xù)充足供電[1]。也就是說，開展負荷轉(zhuǎn)供對提高城市配電網(wǎng)的安全可靠供電至關(guān)重要。

負荷轉(zhuǎn)供是配電自動化系統(tǒng)的基本功能，國內(nèi)外均有學(xué)者對轉(zhuǎn)供方案的優(yōu)化開展研究[2-7]。拓撲分析是負荷轉(zhuǎn)供的關(guān)鍵步驟，文獻[2-4]分別研究了基于公共信息模型的電網(wǎng)拓撲分析方法實現(xiàn)分支的收縮處理，結(jié)合供電樹分層和啟發(fā)式搜索的供電恢復(fù)線路尋找方法，基于樹拓撲和具有不可行解修復(fù)能力的自適應(yīng)免疫算法尋找負荷轉(zhuǎn)供方案的方法。文獻[5]提出一種考慮切負荷方案的配電網(wǎng)供電恢復(fù)改進方法。文獻[6]提出一種基于聯(lián)絡(luò)關(guān)系的主變故障負荷轉(zhuǎn)供方案，設(shè)計了次級負荷轉(zhuǎn)供策略及二次轉(zhuǎn)供策略。文獻[7]提出一種利用直流互聯(lián)線路實現(xiàn)低壓配電臺區(qū)負荷平衡的方法，以配電變壓器容量為參考，降低部分臺區(qū)負荷率，并實現(xiàn)分布式電源功率在低壓臺區(qū)就地消納的目標(biāo)。

實際配電網(wǎng)在多種場景下需要進行負荷轉(zhuǎn)供，其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于多個不同的信息系統(tǒng)，涉及供電公司多個業(yè)務(wù)部門。鑒于此，本文基于多業(yè)務(wù)部門之間的互動協(xié)調(diào)，從接線模式、故障與缺陷處理、計劃檢修及重要用戶保電幾個方面分析當(dāng)前開展城市配電網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)供的主要驅(qū)動因素，在考慮其異同點基礎(chǔ)上建立城市配電網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)供策略和優(yōu)化目標(biāo)，采用Pareto分層序列法實現(xiàn)優(yōu)化計算。

1 城市配電網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)供驅(qū)動因素

1.1 復(fù)雜的城市配電網(wǎng)接線模式

城市配電網(wǎng)的饋線內(nèi)部往往具有多個分段開關(guān)，饋線之間通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連，這種網(wǎng)狀聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨著城市配電網(wǎng)的發(fā)展越來越復(fù)雜[8-9]。絕大部分饋線之間都存在聯(lián)絡(luò)關(guān)系，包括串聯(lián)式和并聯(lián)式兩饋線聯(lián)絡(luò)、三饋線單節(jié)點聯(lián)絡(luò)和雙節(jié)點聯(lián)絡(luò)、四饋線三節(jié)點聯(lián)絡(luò)、N-1備用接線等多種模式[10-11]。一些區(qū)域內(nèi)所有饋線相互聯(lián)絡(luò)構(gòu)成一張復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，比如南京河西電網(wǎng)奧體區(qū)域有8個變電站的49條饋線之間相互聯(lián)絡(luò)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這些接線模式可分為兩大類：一類是所有饋線具有對等地位，對于任意一條饋線來說具有多個聯(lián)絡(luò)點，是典型的多饋線多聯(lián)絡(luò)接線模式，如圖1所示；另一類是備用接線模式，如2圖所示，其中一條饋線在正常情況下不工作。因此，通過改變開關(guān)狀態(tài)可形成不同的網(wǎng)絡(luò)運行結(jié)構(gòu)，從中可以找出最經(jīng)濟的運行方式，這是城市配電網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)供的基礎(chǔ)。

1.2 故障與缺陷處理

配電設(shè)備出現(xiàn)缺陷的概率較高，這些運行缺陷是極大的安全隱患，部分缺陷會發(fā)展演變?yōu)楣收稀Ｏ笔浅鞘信潆娋W(wǎng)生產(chǎn)運行管理的基本工作，部分消缺需要制定負荷轉(zhuǎn)移與停電計劃。當(dāng)故障發(fā)生時，往往會產(chǎn)生大量的報警信號，給調(diào)度人員快速準(zhǔn)確地定位和識別故障帶來一定的困難[12-15]，一般故障隔離的方案偏保守，如圖3所示，首先獲得的故障范圍可能是虛框包含的范圍，擴大了故障區(qū)域，將影響健全區(qū)域的供電恢復(fù)。

圖1 多分段多聯(lián)絡(luò)接線模式Fig.1 Connectionmode in multi-section and multi-connection

圖2 N-1備用接線模式Fig.2 Alternatew iringmode under N-1 condition

圖3 擴大故障區(qū)域定位示意圖Fig.3 Fault location sketch map w ith expanded area

另外，接入城市配電網(wǎng)末端的分布式電源容量較小，不是負荷的主供電源，在進行故障與缺陷處理時，主要考慮通過相互聯(lián)絡(luò)的饋線之間進行負荷轉(zhuǎn)供來實現(xiàn)健全區(qū)域持續(xù)供電的目的[16]。由第1.1節(jié)分析可知，一條饋線與其他饋線之間具有多點聯(lián)絡(luò)，對于某一個負荷可能存在多種供電方式，不同的負荷轉(zhuǎn)供方式對供電可靠性、安全性和經(jīng)濟性的影響具有差異，需要制定有效的負荷轉(zhuǎn)供策略。

1.3 檢修與停電計劃

為保障城市配電網(wǎng)的安全運行，需要對配電設(shè)備開展定期或不定期的計劃檢修[17-18]。隨著分布式電源、電動汽車充電設(shè)施等接入城市配電網(wǎng)，其運行方式更加復(fù)雜[19]，同時，城市的不斷發(fā)展使得不斷有新的電力用戶接入城市配電網(wǎng)，施工期間需要安排計劃停電。為保障檢修或停電設(shè)備下游負荷能夠持續(xù)供電，需要合理制定檢修與停電的計劃，這種場景需要能夠?qū)ο掠稳控摵蓪崿F(xiàn)轉(zhuǎn)移供電。

1.4 重要用戶保電

重要電力用戶是指在社會、政治、經(jīng)濟生活中占有重要地位，如果中斷供電將可能造成人身傷亡、較大環(huán)境污染、較大政治影響、較大經(jīng)濟損失、社會公共秩序嚴(yán)重混亂的用電單位或?qū)╇娍煽啃杂刑厥庖蟮挠秒妶鏊鵞20-21]。通常在不同時期內(nèi)電力用戶對供電可靠性的要求存在差異，在某些特殊時期要求很高，如：學(xué)校高考期間、醫(yī)院大型手術(shù)期間等。因此，供電公司需要安排保電計劃，比如不安排影響局部重要負荷可靠性的檢修計劃，將同一饋線中下游負荷轉(zhuǎn)移至相鄰饋線，以免下游供電區(qū)域故障影響上游重要負荷的可靠供電。

按照供電可靠性要求及中斷供電的危害程度，可分為特級、一級、二級重要電力用戶和臨時性重要電力用戶，對供電電源的配置要求如下。

1）特級重要電力用戶具備三路電源供電，其中的兩路電源應(yīng)來自2個不同的變電站，當(dāng)任何兩路電源發(fā)生故障時，第三路電源能保證獨立正常供電；

2）一級重要電力用戶具備兩路電源供電，且兩路電源來自2個不同的變電站，當(dāng)一路電源發(fā)生故障時，另一路電源能保證獨立正常供電；

3）二級重要電力用戶具備雙回路供電，供電電源需從不同母線段引出；

4）臨時性重要電力用戶按照供電負荷重要性，在條件允許情況下，可以通過臨時架線等方式具備雙回路或兩路以上電源供電條件；

5）重要電力用戶供電電源的切換時間和切換方式要滿足重要電力用戶允許中斷供電時間的要求。

2 多業(yè)務(wù)互動的負荷轉(zhuǎn)供策略及優(yōu)化模型

2.1 負荷轉(zhuǎn)供策略

第1節(jié)分析的負荷轉(zhuǎn)供需求包含調(diào)度、運檢、營銷等多個部門，涉及業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)2個層面的互動，在制定負荷轉(zhuǎn)供方案時，基于多業(yè)務(wù)互動，從調(diào)度角度綜合考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和用戶需求等因素[22-24]。具體策略如下所述。

2.1.1 待轉(zhuǎn)負荷定位策略

由第1.2到1.4節(jié)的分析可知，在進行故障與缺陷處理、制定檢修與停電計劃時需轉(zhuǎn)供待轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)的全部負荷，但如果只為消除設(shè)備過載而轉(zhuǎn)移負荷時則只需轉(zhuǎn)供過載設(shè)備下游的部分負荷，以設(shè)備不過載為目標(biāo)，因此需要對過載時的負荷轉(zhuǎn)供進行預(yù)處理，關(guān)鍵是選出進行負荷轉(zhuǎn)移的區(qū)域。本文提出如下定位策略：

1）根據(jù)設(shè)備實際流過的電流與最大允許電流計算超限電流，以流過非負超限電流為標(biāo)準(zhǔn)形成備選開關(guān)集；

2）以動作開關(guān)最少、網(wǎng)絡(luò)損耗最小的原則確定待轉(zhuǎn)負荷范圍。

2.1.2 聯(lián)絡(luò)開關(guān)選取策略

為了描述方便，首先定義2個名詞。

1）直接聯(lián)絡(luò)開關(guān)：與待轉(zhuǎn)負荷所在饋線分區(qū)直接相連的聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

2）間接聯(lián)絡(luò)開關(guān)：通過直接聯(lián)絡(luò)開關(guān)與待轉(zhuǎn)負荷所在饋線分區(qū)相連的聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

制定負荷轉(zhuǎn)供方案時，首先，找出所有可用的直接聯(lián)絡(luò)開關(guān)和間接聯(lián)絡(luò)開關(guān)；然后，按先直接聯(lián)絡(luò)開關(guān)后間接聯(lián)絡(luò)開關(guān)為第一原則、開關(guān)數(shù)量遞增為第二原則進行開關(guān)組合排序；最后，依次分析各方案的轉(zhuǎn)供可行性，如果單個聯(lián)絡(luò)開關(guān)不能轉(zhuǎn)供待轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)的全部負荷，則需要將負荷拆分后用多個聯(lián)絡(luò)開關(guān)轉(zhuǎn)供。

負荷拆分策略為：首先，判斷離饋線根節(jié)點最近的可用聯(lián)絡(luò)開關(guān)能否承載其直接相連支路及其緊鄰的上游支路負荷，如果不能則只轉(zhuǎn)帶直接相連支路的負荷；如果能承載則擴大緊鄰支路繼續(xù)搜索判斷，直至搜索到另一聯(lián)絡(luò)開關(guān)。其次，如果本聯(lián)絡(luò)開關(guān)剩余備用容量超過新搜索到的聯(lián)絡(luò)開關(guān)剩余備用容量，則繼續(xù)擴大緊鄰支路搜索判斷本聯(lián)絡(luò)開關(guān)的供電范圍；否則，用新搜索到的聯(lián)絡(luò)開關(guān)替換本聯(lián)絡(luò)開關(guān)繼續(xù)進行搜索判斷。

2.1.3 非緊急情況下的負荷轉(zhuǎn)供策略

除故障等緊急情況外，上述大多負荷轉(zhuǎn)供場景都屬于非緊急情況，比如進行N-1假想故障分析或缺陷處理，對決策的快速性要求不高，需要對方案進行優(yōu)化。如圖4所示的三饋線聯(lián)絡(luò)示意圖，假設(shè)線路L退出，其下游負荷需要轉(zhuǎn)出，有2種負荷轉(zhuǎn)供方案可選擇，此時情況非緊急，應(yīng)通過優(yōu)化計算選擇經(jīng)濟性好的供電方案。如果饋線B的供電半徑短、負荷輕，由饋線B轉(zhuǎn)供所產(chǎn)生的損耗較小，則選擇饋線

B進行轉(zhuǎn)供。

圖4 三饋線聯(lián)絡(luò)示意圖Fig.4 Sketch map of 3-feeder connection

2.1.4 考慮重要用戶保電的負荷轉(zhuǎn)供策略

負荷轉(zhuǎn)供期間仍需保證重要用戶的多電源結(jié)構(gòu)，如圖5所示的雙電源用戶，正常情況下由饋線A、B同時為其供電，如果饋線A發(fā)生故障，可通過饋線C為失電的健全區(qū)域恢復(fù)供電，也可由饋線B或D進行供電，如圖6所示。這3種方案中，不考慮供電的經(jīng)濟性，只能選擇通過饋線C進行供電才能保證該用戶仍然保持雙電源供電。

圖5 雙電源用戶供電示意圖Fig.5 Sketchmap of the customer w ith two power supp lies

當(dāng)重要用戶分布在饋線的不同位置時，需要采用不同的負荷轉(zhuǎn)供策略實現(xiàn)保電需求[25-26]。如圖7所示的三饋線聯(lián)絡(luò)示意圖，假設(shè)饋線C只接有1個重要用戶，饋線B接有較多的一般性負荷。

當(dāng)接入饋線A首端的用戶1需要臨時通過移出其下游負荷進行保電時，可選擇饋線B進行負荷轉(zhuǎn)供。當(dāng)接入饋線A末端的用戶2需要臨時保電時，由于饋線B的負荷較多，因此應(yīng)選擇饋線C進行負荷轉(zhuǎn)供，如圖8所示。

2.2 負荷轉(zhuǎn)供的目標(biāo)函數(shù)

2.2.1 失電負荷損失小

根據(jù)第1節(jié)對城市配電網(wǎng)進行負荷轉(zhuǎn)供的驅(qū)動因素的分析，無論情況是否緊急，負荷轉(zhuǎn)供的首要目標(biāo)是滿足用戶在負荷數(shù)量上的要求，提高供電可靠性，減少失電損失，只有當(dāng)條件無法滿足全部負荷正常供電情況下才考慮切除部分負荷。在損失相同負荷數(shù)量情況下，重要負荷切除所帶來的損失更大，因此采用重要性加權(quán)后的負荷切除量來衡量負荷轉(zhuǎn)供方案的優(yōu)劣。優(yōu)化目標(biāo)如下：

圖6 雙電源用戶負荷轉(zhuǎn)供方案示意圖Fig.6 Load transfer schedule of the customer w ith two power supplies

圖7 考慮重要用戶分布的三饋線聯(lián)絡(luò)示意圖Fig.7 Sketch map of three feeder connection considering location of important customers

圖8 末端重要用戶保電策略示意圖Fig.8 Sketch map of load transfer for im portant customers located at end

式中：Pi，c為失電節(jié)點i的負荷功率；m為失電節(jié)點數(shù)；

ki為失電節(jié)點i負荷的重要程度。

2.2.2 開關(guān)動作次數(shù)少

實現(xiàn)負荷轉(zhuǎn)供的最終手段是改變開關(guān)狀態(tài)，而開關(guān)操作存在三相分合閘不同期、導(dǎo)致非全相運行，分合閘時間過長影響滅弧，操作次數(shù)過多影響開關(guān)使用壽命、造成電網(wǎng)運行狀態(tài)波動等風(fēng)險。因此，在進行負荷轉(zhuǎn)供時，應(yīng)盡量少地操作開關(guān)，目標(biāo)函數(shù)如下：

式中：Si為開關(guān)動作成本；m為開關(guān)動作次數(shù)。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)損耗小

負荷轉(zhuǎn)供會改變城市配電網(wǎng)的潮流分布?？紤]到負荷轉(zhuǎn)供策略決策時一般處于非緊急情況，對于故障等緊急情況可提前進行轉(zhuǎn)供策略預(yù)優(yōu)化，因此需要在負荷轉(zhuǎn)供決策時考慮經(jīng)濟性，盡可能降低因負荷轉(zhuǎn)移造成的附加網(wǎng)損。優(yōu)化目標(biāo)如下：

式中：Na為轉(zhuǎn)供后饋線支路總數(shù)；Nb為轉(zhuǎn)供前待轉(zhuǎn)區(qū)域支路總數(shù)；Ri為支路i的電阻；Pi、Qi分別為流過支路i的有功功率和無功功率；Ui為支路i末端電壓。

2.3 負荷轉(zhuǎn)供的約束條件

負荷轉(zhuǎn)移后除必須滿足基本的潮流方程約束和節(jié)點電壓限值約束外，還需要保證網(wǎng)絡(luò)拓撲和設(shè)備容量等約束條件。

1）網(wǎng)絡(luò)拓撲約束：負荷轉(zhuǎn)移后的配電網(wǎng)必須保持輻射狀結(jié)構(gòu)，不能出現(xiàn)環(huán)網(wǎng)。

式中：g為配電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)；GR為輻射狀結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)。

2）設(shè)備容量約束：保證負荷轉(zhuǎn)移后線路、變壓器等設(shè)備元件不過載。

式中：Ii為流過設(shè)備的實際電流；Ii，max為設(shè)備安全運行允許的電流最大值。

3 Pareto分層序列分析

根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)在負荷轉(zhuǎn)供時所產(chǎn)生的影響，首先應(yīng)盡可能少地切除負荷，其次應(yīng)可能少地動作開關(guān)，最后考慮附加網(wǎng)損大小。因此，本文針對上述模型，采用Pareto分層序列法[27-30]分2層進行優(yōu)化。第一層基于混合粒子群算法以失電負荷損失最小為目標(biāo)進行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，得出一組備選解集；第二層，結(jié)合Pareto非支配解的概念，在第一層優(yōu)化所得到的解集中，根據(jù)開關(guān)動作次數(shù)最少、網(wǎng)損最小原則得到一組Pareto最優(yōu)前沿。

4 信息互動架構(gòu)

城市配電網(wǎng)規(guī)模龐大，接線和設(shè)備類型復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)改造頻繁，且運行決策涉及到配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、空間信息、設(shè)備信息、實時和歷史運行數(shù)據(jù)等，相關(guān)數(shù)據(jù)分散在配電生產(chǎn)管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、營銷信息系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)等多個系統(tǒng)中，分屬于不同的安全分區(qū)。在進行城市配電網(wǎng)調(diào)度決策時，需要將多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)不同時間尺度的數(shù)據(jù)進行互動綜合，生成準(zhǔn)確的全網(wǎng)數(shù)據(jù)模型。

圖9 多系統(tǒng)信息互動示意圖Fig.9 Sketch map of information interaction among system s

為了能夠充分利用上述系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行負荷轉(zhuǎn)供決策，本文設(shè)計了如圖9所示的城市配電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)（簡稱本系統(tǒng)）與其他系統(tǒng)之間的信息集成架構(gòu)。其中與本系統(tǒng)相關(guān)的編號含義為：A1表示生產(chǎn)管理系統(tǒng)向本系統(tǒng)發(fā)布配電網(wǎng)設(shè)備模型更新；B1為主網(wǎng)設(shè)備模型的導(dǎo)出接口；B2為開關(guān)控制閉鎖接口；C1表示用電信息采集系統(tǒng)向本系統(tǒng)發(fā)布用電信息；D1表示營銷信息系統(tǒng)向本系統(tǒng)進行專變/臺區(qū)信息發(fā)布；E1表示調(diào)度運行管理系統(tǒng)向本系統(tǒng)發(fā)布設(shè)備檢修信息；F2表示GIS向本系統(tǒng)發(fā)布設(shè)備信息。G1—G8分別為本系統(tǒng)接收生產(chǎn)管理系統(tǒng)發(fā)布的配電網(wǎng)設(shè)備模型更新、向生產(chǎn)管理系統(tǒng)發(fā)布設(shè)備模型更新、向EMS系統(tǒng)發(fā)布開關(guān)控制閉鎖信息、接收主網(wǎng)設(shè)備模型、接收調(diào)度運行管理系統(tǒng)的設(shè)備檢修信息、接收GIS發(fā)布的設(shè)備信息、接收用電信息采集系統(tǒng)發(fā)布的用電信息、接收營銷管理系統(tǒng)發(fā)布的專變/臺區(qū)信息接口。

IEC61970建立了能量計劃、備用和SCADA等方面的公共信息模型，IEC61968描述了配電相關(guān)的公共信息模型，并重點規(guī)定了各種接口規(guī)范，為上述系統(tǒng)的信息集成提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。圖10是本系統(tǒng)建立的基于該標(biāo)準(zhǔn)的信息總線集成架構(gòu)。

圖10 基于信息交互總線的集成結(jié)構(gòu)Fig.10 Integration structure based on information interactive bus

5 算例分析

第4節(jié)方法已通過配電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)在南京獲得應(yīng)用，為便于分析，本節(jié)基于實際配電網(wǎng)進行模型抽象得出如圖4所示的28節(jié)點配電系統(tǒng)，包括6條饋線、28個拓撲節(jié)點、22個分段開關(guān)（S7—S28）和6個聯(lián)絡(luò)開關(guān)（S122、S124—S128），總負荷為2 850 kW+j1 360 kV·A。負荷節(jié)點等級分類見表1。

表1 負荷節(jié)點等級分類Tab.1 Load node classification

假設(shè)開關(guān)S17（圖11中箭頭所示位置）需要進行檢修，則負荷轉(zhuǎn)供仿真分析結(jié)果如下。

圖11 28節(jié)點系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖Fig.11 28-bus system topology diagram

1）開關(guān)S17下游負荷按重要性由高到低、負荷值由大到小排序為{22 24 21 18 17 20 19}；

2）可用一級聯(lián)絡(luò)開關(guān)有3個，其值為{124 122 127}，無二級聯(lián)絡(luò)開關(guān)；

3）從可用一級聯(lián)絡(luò)開關(guān)中選出單個聯(lián)絡(luò)開關(guān)有3種情況，計算結(jié)果均不能得出滿足第2.1節(jié)所述要求的負荷轉(zhuǎn)供方案。從中選出2個聯(lián)絡(luò)開關(guān)進行排列組合，結(jié)果分別是{124 122}、{124 127}、{122 127}，計算結(jié)果是3種情況都可進行全部負荷轉(zhuǎn)供。為保證滿足輻射狀運行約束，合上2個聯(lián)絡(luò)開關(guān)，需對應(yīng)地斷開2個分段開關(guān)，分別是{S17 S19}、{S17 S21}、{S17 S21}，3種方案的計算結(jié)果如表2所示。

表2 檢修開關(guān)S17時負荷轉(zhuǎn)供方案Tab.2 The load transfer schedule when Sw itch S17 is under maintenance

由表2可知，開關(guān)S17檢修時優(yōu)化計算得出的3種可選負荷轉(zhuǎn)供方案中，第1種方案的損耗最小，僅為461.977 7 kW。因此方案1為最佳負荷轉(zhuǎn)供方案。

6 結(jié)論

隨著城市配電網(wǎng)的發(fā)展，供電公司的調(diào)度、運檢和營銷等多個部門之間需要開展業(yè)務(wù)互動，以多個業(yè)務(wù)計算機系統(tǒng)為基礎(chǔ)進行信息互動，以調(diào)度為中心進行城市配電網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)供策略決策已成為一項重要的配電網(wǎng)業(yè)務(wù)工作。研究可得出如下結(jié)論：

1）負荷轉(zhuǎn)供以城市配電網(wǎng)的接線模式為基礎(chǔ)，需要綜合考慮故障、缺陷、檢修、保電等因素。

2）負荷轉(zhuǎn)供策略的決策需要多個部門開展業(yè)務(wù)和信息互動。

3）基于Pareto分層序列法進行負荷轉(zhuǎn)供方案優(yōu)化能夠得出多個可選方案供調(diào)度員參考，方法簡單實用。

[1]陳星鶯，顧欣欣，余昆，等.城市電網(wǎng)自愈控制體系結(jié)構(gòu)[J].電力系統(tǒng)自動化，2009，33（24）：38-41. CHEN Xingying，GU Xinxin，YU Kun，etal.Architecture for self-healing control of urban power grid[J].Automation of Electric Power Systems，2009，33（24）：38-41（in Chinese）.

[2]廖懷慶，劉東，黃玉輝，等.基于公共信息模型拓撲收縮的配電網(wǎng)轉(zhuǎn)供能力分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012，36（6）：51-55. LIAO Huaiqing，LIU Dong，HUANG Yuhui，et al.Analysis on transfer capability of distribution network based on CIM topological contraction[J].Power System Technology，2012，36（6）：51-55（in Chinese）.

[3] 盛四清，王崢.基于樹型結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)故障處理新算法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（8）：43-46. SHENG Siqing，WANG Zheng.A new tree structure based fault processing algorithm for distribution network[J].Power System Technology，2008，32（8）：43-46（in Chinese）.

[4]孫大雁，林濟鏗，袁龍，等.配網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)供最優(yōu)方案確定新方法[J].中國電力，2013，46（11）：57-61. SUN Dayan，LIN Jikeng，YUAN Long.A new method for determining optimal load transfer scheme in distribution network[J].Electric Power，2013，46（11）：57-61（in Chinese）.

[5]KLEINBERG M R，MIU K，CHIANG H D.Improving service restoration of power distribution systems through load curtailmentof in-service customers[J].IEEE Transaction on Power Systems，2011，26（3）：1110-1117.

[6]馬靜，馬偉，王增平.基于聯(lián)絡(luò)關(guān)系的主變故障負荷轉(zhuǎn)供方案[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2014，42（19）：1-7. MA Jing，MA Wei，WANG Zengping.Power restoration scheme formain transformer fault based on the interconnection relationship[J].Power System Protection and Control，2014，42（19）：1-7（in Chinese）.

[7]張曉勇，胡婷立，徐瑞林，等.基于直流線路的低壓配電網(wǎng)隨機負荷轉(zhuǎn)供方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2015，39（23）：83-88. ZHANG Xiaoyong，HU Tingli，XU Ruilin，et al.An approach for random load transfer in low voltage distribution network using DC tie lines[J].Automation of Electric PowerSystems，2015，39（23）：83-88（in Chinese）.

[8]于金鎰，劉健，徐立，等.大型城市核心區(qū)配電網(wǎng)高可靠性接線模式及故障處理策略[J].電力系統(tǒng)自動化，2014，38（20）:74-80. YU Jinyi，LIU Jian，XU Li，et al.Distribution grids of high reliability for core areas of large cities[J].Automation of Electric Power Systems，2014，38（20）：74-80（in Chinese）.

[9]HUANG Yichao，HUANG Ruanming，ZHANG Mengyao，et al.Research on the structure optimization of distribution network in Shanghai considering reliability and economy[C]//The 7Th China International Conference on Electricity Distribution.China:Xi’an，2016:10-13.

[10]莊雷明，張建華，劉自發(fā)，等.中壓配電網(wǎng)接線模式分析[J].電網(wǎng)與清潔能源，2010，26（6）:33-37. ZHUANG Leiming，ZHANG Jianhua，LIU Zifa，etal.Connection modes ofmedium voltage distribution networks[J]. Power System and Clean Energy，2010，26（6）：33-37（in Chinese）.

[11]戴仲覆，高強，謝敏，等.城市中壓配電網(wǎng)典型接線模式的綜合評估[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2011，5（1）:57-60. DAI Zhongfu，GAO Qiang，XIE Min，et al.A comprehensive evaluation of typical connection modes of urban medium-coltage distribution networks[J].Southern Power System Technology，2011，5（1）:57-60（in Chinese）.

[12]ABAD M，GARCíA-GRACIA M，HALABIN E，et al. Network impulse response based-on fault location method for fault location in power distribution systems[J].IET Generation，Transmission&Distribution，2016，10（15）: 3962-3970.

[13]唐金銳，尹項根，張哲，等.配電網(wǎng)故障自動定位技術(shù)研究綜述[J].電力自動化設(shè)備，2013，33（5）:7-13. TANG Jinrui，YIN Xianggen，ZHANG Zhe，et al.Survey of fault location technology for distribution networks[J]. Electric Power Automation Equipment，2013，33（5）：7-13（in Chinese）.

[14]夏可青，陳根軍，李力，等.基于多數(shù)據(jù)源融合的實時電網(wǎng)故障分析及實現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動化，2013，37（24）: 81-87. XIA Keqing，CHEN Genjun，Li Li，et al.Real-time ananlysis of power grid fault based on multi-source information fusion and its application[J].Automation of Electric Power Systems，2013，37（24）：81-87（in Chinese）.

[15]賈浩帥，鄭濤，趙萍，等.基于故障區(qū)域搜索的配電網(wǎng)故障定位算法[J].電力系統(tǒng)自動化，2012，36（17）:62-66.JIA Haoshuai，ZHENG Tao，ZHAO Ping，et al.Fault location algorithm for distribution system based on fault region searching[J]．Automation of Electric Power Systems，2012，36（17）：62-66（in Chinese）．

[16]劉健，張小慶，同向前，等.含分布式電源配電網(wǎng)的故障定位[J].電力系統(tǒng)自動化，2013，37（2）:36-42. LIU Jian，ZHANG Xiaoqing，TONG Xiangqian，et al. Fault location for distribution systems with distributed generations[J]．Automation of Electric Power Systems，2013，37（2）：36-42（in Chinese）．

[17]JANJIC A D，POPOVIC D S.Selective maintenance schedule of distribution networks based on risk management approach[J].IEEE Transactions on Power Systems，2007，22（2）:597-604.

[18]李典紋，郭德平，沈智健，等.多因素約束的配電設(shè)備短期檢修計劃優(yōu)化模型[J].高壓電器，2014（11）:38-44. LI Dianwen，GUO Deping，SHEN Zhijian，et al.Optimization model for scheduling distribution equipment short-term maintenance with consideration of multiple constraint conditions[J]．High Voltage Apparatus，2014（11）：38-44（in Chinese）．

[19]王正宇，金堯，蔣傳文，等.考慮光伏儲能和可控負荷的配電網(wǎng)檢修計劃優(yōu)化[J].電網(wǎng)與清潔能源，2015，31（11）：74-82. WANG Zhengyu，JIN Yao，JIANG Chuanwen，et al. Maintenance schedule optimization in distribution network with consideration of photovoltaic system with energy storage and controllable load[J]．Power System and Clean Energy，2015，31（11）：74-82（in Chinese）．

[20]李曉鈞，任宗基，鄒小輝，等.重要負荷無縫供電策略[J].自動化應(yīng)用，2015（12）:103-104. LIXiaojun，REN Zongji，ZOU Xiaohui，et al.Important load seam less power supply strategy[J]．Automation Application，2015（12）:103-104（in Chinese）．

[21]袁曉峰，盧芳，錢棟，等.基于電源追溯和供電可靠性的重要負荷保電研究[J].自動化應(yīng)用，2016（7）:101-102. YUAN Xiaofeng，LU Fang，QIAN Dong，et al.Research on important load protection based on power tracing and power supply reliability[J]．Automation Application，2016（7）:101-102（in Chinese）．

[22]段青，趙閱群，顏磊，等.以提高供電可靠性為目標(biāo)的主動配電網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)供優(yōu)化方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2016，40（10）:3155-3162. DUAN Qing，ZHAO Yuequn，YAN Lei，et al.Load transfer optimization methods for distribution network including distribution generation[J]．Power System Technology，2016，40（10）:3155-3162（in Chinese）．

[23]劉健，張小慶，陳星鶯，等.集中智能與分布智能協(xié)調(diào)配合的配電網(wǎng)故障處理模式[J].電網(wǎng)技術(shù)，2013，37（9）:2608-2614. LIU Jian，ZHANG Xiaoqing，CHEN Xingying，et al. Fault location and service restoration for distribution networks based on coordination of centralized intelligence and distributed intelligence[J]．Power System Technology，2013，37（9）：2608-2614（in Chinese）．

[24]方芹，楊建華，馬龍，等.基于N-1準(zhǔn)則的配電網(wǎng)重構(gòu)分區(qū)評估分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2013，37（4）:1090-1094. FANG Qin，YANG Jianhua，MA Long，et al.N-1 security criterion-based analysis and evaluation of partitions on distribution network reconfiguration[J]．Power System Technology，2013，37（4）：1090-1094（in Chinese）．

[25]李蕊，李躍，蘇劍，等.配電網(wǎng)重要電力用戶停電損失及應(yīng)急策略[J].電網(wǎng)技術(shù)，2011，35（10）:170-176. LIRui，LIYue，SU Jian，et al.Power supply interruption cost of important power consumers in distribution network and its emergency management[J]．Power System Technology，2011，35（10）：170-176（in Chinese）．

[26]劉偉佳，林振智，文福拴，等.計及重要負荷優(yōu)先恢復(fù)的局部電力系統(tǒng)恢復(fù)策略[J].電力系統(tǒng)自動化，2013，37（12）:31-37. LIU Weijia，LIN Zhenzhi，WEN Fushuan，et al.A restoration strategy for a local power system considering critical load pickup[J]．Automation of Electric Power Systems，2013，37（12）：31-37（in Chinese）．

[27]ASRARI A，LOTFIFARD S，PAYAM M S.Pareto dominance-based multiobjective optimization method for distribution network reconfiguration[J].IEEE Transactions on SmartGrid，2016，7（3）:1401-1410.

[28]符楊，孟令合，胡榮，等.改進多目標(biāo)蟻群算法在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（18）:57-62. FU Yang，MENG Linghe，HU Rong，et al.Application of improved multi-objective ant colony algorithm in power network planning[J]．Power System Technology，2009，33（18）：57-62（in Chinese）．

[29]陳柏超，魏亮亮，雷洋，等.基于免疫算法的高溫超導(dǎo)故障限流器Pareto多目標(biāo)優(yōu)化配置[J].電網(wǎng)技術(shù)，2015，39（5）:1343-1350. CHEN Baichao，WEI Liangliang，LEI Yang，et al. Immune algorithm based pareto multi-objective optimal allocation of high temperature superconductor-fault current limiters[J]．Power System Technology，2015，39（5）：1343-1350（in Chinese）．

[30]孫國強，衛(wèi)志農(nóng)，唐利鋒，等.多目標(biāo)配電網(wǎng)故障定位的Pareto進化算法[J].電力自動化設(shè)備，2012，32（5）:57-61.SUN Guoqiang，WEI Zhinong，TANG Lifeng，et al. Pareto evolutionary algorithm for multi-objective fault location of distribution network[J]．Electric Power Automation Equipment，2012，32（5）：57-61（in Chinese）．

Load Transfer Strategy in Urban Distribution Network Based on M ulti-Business Interaction

WANG Yong1，ZHU Hong1，ZHOU Dongxu1，JIWenlu1，CHEN Xingying2，YU Kun2
（Nanjing Power Supply Company，Nanjing 210019，Jiangsu，China；2.Jiangsu Engineering Research Center for Distribution& Utilization and Energy Efficiency，Hohai University，Nanjing 210098，Jiangsu，China）

The requirement of urban distribution network for power supply reliability is higher and higher as its scale is constantly expanding and its operation ismore and more complex.It becomes a routine work that the load transfer is carried out through the interaction and coordination between various departments of a power supply company.In this paper，the driving factors of load transfer in urban distribution networks are analyzed based on the urban distribution network connectionmode，the fault and defect treatment，themaintenance and outage planning and the reliability supply of important users. On this basis，the load transfer strategy under multi-business interaction is proposed，and the optimization model and the solution method based on Pareto hierarchical sequence method are established.Furthermore，the information interaction architecture is established on the basis ofmulti-business computer systems.Finally，the simulation and analysis are done based on the data of the actual urban distribution network.It shows that based on the strategy and themodel proposed in this paper，a plurality of alternative load transfer schemes is formed and the best solution is given by Pareto hierarchical sequencemethod.

urban distribution network；load transfer；professional works interaction；information interaction；Pareto hierarchical sequencemethod

2016-08-22。

王 勇（1973—），男，本科，高級工程師，主要研究方向為電網(wǎng)調(diào)度自動化。

（編輯 馮露）

國家自然科學(xué)基金項目（51207047）；江蘇省電力公司科技項目（J2015059）。

Project Supported by the National Natural Science Foundation of China（51207047）；Science and Technology Project of State Grid Jiangsu Electric Power Company（J2015059）.

1674-3814（2017）02-0075-08

TM734

A