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

        2019-12-06 06:22:00鄧偉華
        中國科技縱橫 2019年19期
        關(guān)鍵詞:優(yōu)化調(diào)度智能配電網(wǎng)

        鄧偉華

        摘 要:近幾年來,出現(xiàn)了很多新型技術(shù),這些技術(shù)讓人民的生活水平得到根本上的提高,用電量也在逐漸增加?;诖?,本文提出了智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度這一方法,在簡單了解具體設(shè)計(jì)目標(biāo)后,從主要功能入手,深入分析優(yōu)化調(diào)度過程中使用到的關(guān)鍵技術(shù),包括:優(yōu)化目標(biāo)構(gòu)建、區(qū)域能量綜合預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度、負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度、分布式電源優(yōu)化調(diào)度、源網(wǎng)荷互動(dòng)協(xié)調(diào)機(jī)制,并且提出實(shí)際的應(yīng)用案例,以供參考。

        關(guān)鍵詞:智能配電網(wǎng);優(yōu)化調(diào)度;運(yùn)行趨勢;優(yōu)化內(nèi)容

        中圖分類號(hào):TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2019)19-0171-02

        0 引言

        當(dāng)前,傳統(tǒng)的配電網(wǎng)模式早已沒辦法滿足現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需求了,不僅在工序相當(dāng)復(fù)雜,在日常運(yùn)作的過程中經(jīng)常需要進(jìn)行檢修工作,耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力。推進(jìn)現(xiàn)代化智能配電網(wǎng)的發(fā)展,不僅可以有效解決上述問題,還能夠滿足復(fù)雜配電網(wǎng)的多時(shí)間調(diào)度,實(shí)現(xiàn)全局化調(diào)控,從根本上推動(dòng)國家電力行業(yè)得到穩(wěn)定的可持續(xù)發(fā)展。

        1 智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)目標(biāo)

        智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)可以分為兩個(gè)方面,分別為:配電網(wǎng)的態(tài)勢感知和運(yùn)行趨勢以及調(diào)度策略的制定、調(diào)度策略庫的建立和調(diào)度策略自學(xué)習(xí)。新時(shí)期,智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)可以對(duì)多類型、多元用戶進(jìn)行全面的態(tài)勢感知,同時(shí)利用各種技術(shù)進(jìn)行配電網(wǎng)態(tài)勢預(yù)測,獲得完整準(zhǔn)確的配電網(wǎng)運(yùn)行軌跡信息。同時(shí),智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)還可以根據(jù)具體的調(diào)度目標(biāo),下發(fā)相應(yīng)的調(diào)度命令,實(shí)現(xiàn)在優(yōu)化控制上面的協(xié)調(diào),在這個(gè)過程當(dāng)中,優(yōu)化調(diào)度策略庫,如果仍然沒辦法滿足調(diào)度目標(biāo),那么就可以通過人工的決策來實(shí)現(xiàn)。配電網(wǎng)指標(biāo)整體的框架體系是智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度的基礎(chǔ),貫穿全部調(diào)度流程,在一部分情況下,我們可以采取人工調(diào)整調(diào)度目標(biāo)后,調(diào)度策略來完成整個(gè)的優(yōu)化過程。

        2 智能配電網(wǎng)優(yōu)化主要功能分析

        2.1 分析配電網(wǎng)優(yōu)勢

        智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度的主要功能在于充分分析配電網(wǎng)優(yōu)勢,對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)合理的研究,對(duì)智能配電網(wǎng)整體優(yōu)勢進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià),主要包括管理系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行系統(tǒng)等方面的分析。在此基礎(chǔ)上,可以對(duì)智能配電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化,根據(jù)現(xiàn)行運(yùn)行狀況,分析其中的薄弱環(huán)節(jié)、優(yōu)勢環(huán)節(jié),從而對(duì)智能配電網(wǎng)制定相應(yīng)的計(jì)劃。

        2.2 電網(wǎng)的調(diào)度優(yōu)化

        不僅可以分析配電網(wǎng)優(yōu)勢,優(yōu)化后的智能配電網(wǎng)功能還涉及電網(wǎng)的調(diào)度優(yōu)化工作,主要可以分為四個(gè)方面,分別為:主動(dòng)完成調(diào)度優(yōu)化、被動(dòng)完成調(diào)度優(yōu)化、配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度、分布式電源調(diào)度優(yōu)化。根據(jù)智能配電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題,主動(dòng)預(yù)測、被動(dòng)激發(fā)出的調(diào)度優(yōu)化制度,結(jié)合不同的時(shí)間段,制定出對(duì)應(yīng)的調(diào)度優(yōu)化制度,從而達(dá)到優(yōu)化調(diào)度方案和目的,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能配電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度。此外,在優(yōu)化調(diào)度的過程中,還需要對(duì)接線類型、不同負(fù)荷承載量、不同符合類型等問題進(jìn)行問題,從而制定出具體優(yōu)化方案,實(shí)現(xiàn)對(duì)智能配電網(wǎng)的最終優(yōu)化。

        2.3 負(fù)荷的調(diào)度優(yōu)化

        智能配電網(wǎng)中負(fù)荷類型也是極為重要的內(nèi)容,因此在對(duì)智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)的過程中,也需要考慮到不同符合類型在不同時(shí)間段下的具體情況。因此,需要對(duì)負(fù)荷類型和負(fù)荷量進(jìn)行綜合性考慮。對(duì)不同影響負(fù)荷的因素進(jìn)行綜合分析后,可以制訂出科學(xué)有效的智能配電網(wǎng)負(fù)荷優(yōu)化方案,在這個(gè)過程中,需要建立起相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)模型,并且在不同情況下對(duì)負(fù)荷量、配電網(wǎng)影響程度進(jìn)行分析,以此保證負(fù)荷優(yōu)化方案負(fù)荷具體情況。

        2.4 人工輔助和決策

        除了上述內(nèi)容之外,智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)的主要功能還包括人工輔助和決策,在一些較為復(fù)雜的情況下,智能配電網(wǎng)的在實(shí)際運(yùn)行過程中,無法全面完善智能配電網(wǎng),此時(shí)需要依靠人工輔助力量,對(duì)智能配電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查并且詳細(xì)記錄。根據(jù)具體的記錄數(shù)據(jù),結(jié)合智能配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),對(duì)智能配電網(wǎng)優(yōu)化策略提出具體的建議,為運(yùn)行人員做出科學(xué)的決策。

        3 智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)

        3.1 優(yōu)化目標(biāo)構(gòu)建技術(shù)

        智能配電網(wǎng)在優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)方面,起著最核心的關(guān)鍵作用就是目標(biāo)構(gòu)建了,基礎(chǔ)以智能配電網(wǎng)的指標(biāo)體系為準(zhǔn),依據(jù)詳細(xì)的調(diào)度業(yè)務(wù)分析和可優(yōu)化性分析,再確定不同時(shí)間尺度下的優(yōu)化目標(biāo)和優(yōu)化手段。配電網(wǎng)調(diào)度的主要工作任務(wù)是要通過分析網(wǎng)架狀況、運(yùn)行現(xiàn)狀、調(diào)度業(yè)務(wù),來得到具體調(diào)度目標(biāo),為后續(xù)的工作奠定良好的基礎(chǔ),優(yōu)化后的目標(biāo)構(gòu)建技術(shù),可以通過分析指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)和調(diào)度業(yè)務(wù),來得出具體的映射關(guān)系,可提高中長期、短期、超短期的實(shí)時(shí)可靠性和優(yōu)化經(jīng)濟(jì)性,能夠在配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下,提高配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

        3.2 區(qū)域能量綜合預(yù)測

        區(qū)域能量綜合預(yù)測是智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),也是關(guān)鍵技術(shù),通過這一技術(shù)可以更好的完成發(fā)電預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測、配電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢預(yù)測。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)能量控制可以滿足負(fù)荷預(yù)測和發(fā)電預(yù)測,但是一些大中型配電網(wǎng),其獨(dú)立能量體功率預(yù)測的簡單疊加則會(huì)導(dǎo)致誤差積累效應(yīng),因此還需要對(duì)區(qū)域能量綜合預(yù)測進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化,以此修正具體的預(yù)測結(jié)果,保證預(yù)測的準(zhǔn)確性。區(qū)域能量綜合預(yù)測可以對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和處理,包括(配電自動(dòng)化管理系統(tǒng)、用電信息系統(tǒng)、負(fù)荷控制管理系統(tǒng)、電動(dòng)汽車充換電監(jiān)控系統(tǒng)等。不僅如此,優(yōu)化后的區(qū)域能量綜合預(yù)測技術(shù)還能夠抽取出能量體之間的影響因子,以此對(duì)短期、超短期優(yōu)化調(diào)度起到至關(guān)重要的作用。

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

        在智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)時(shí),網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)首先就是要對(duì)現(xiàn)在存在的配電網(wǎng)接線的模式進(jìn)行認(rèn)真整理,其次還要認(rèn)真歸納并總結(jié)出各種不同于供電場合的可靠性要求,最終我們根據(jù)具體的場合和要求,再確定所需要采取的接線模式,大力的保證電網(wǎng)得到一個(gè)充分的優(yōu)化[1]。網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化調(diào)度,將結(jié)合配電網(wǎng)現(xiàn)在的供電水平,可以將目標(biāo)進(jìn)行更加細(xì)致的劃分,一般情況下,分為中長期、短期、超短期這三個(gè)目標(biāo),在此基礎(chǔ)上形成中長期、短期、超短期的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度手段。不同的子目標(biāo)下,關(guān)注的內(nèi)容不同,在網(wǎng)絡(luò)調(diào)度優(yōu)化技術(shù)的協(xié)調(diào)配合下,就可以滿足中長期、短期、超短不同時(shí)經(jīng)尺度下預(yù)定的總體控制目標(biāo),不僅如此,在不同類型的電網(wǎng)中,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度技術(shù),也可以根據(jù)具體的曲線特性,進(jìn)行時(shí)間解耦,將分布式電源、微電網(wǎng)、多樣性負(fù)荷中的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題,轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄷r(shí)間、多斷面的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題,高效解決調(diào)度技術(shù)。

        3.4 負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度技術(shù)

        負(fù)荷調(diào)度模塊的主要任務(wù)在于根據(jù)過往負(fù)荷數(shù)據(jù)來完成中長期、短期、超短期的負(fù)荷預(yù)測工作,優(yōu)化后這一模塊的預(yù)測將戶更加的準(zhǔn)確,并且縮小負(fù)荷操作范圍。在實(shí)際優(yōu)化調(diào)度的過程中,需要參考負(fù)荷預(yù)測結(jié)果、負(fù)荷控制、店家調(diào)節(jié)機(jī)制等內(nèi)容,以此對(duì)負(fù)荷側(cè)可調(diào)資源進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測,根據(jù)這一預(yù)測結(jié)果,結(jié)合負(fù)荷預(yù)測就可以對(duì)中長期、短期、超短期的負(fù)荷調(diào)度進(jìn)行合理的控制,明確不同是尺度下具體的優(yōu)化調(diào)度方案。中長期、短期的符合可以降低最大負(fù)荷和峰谷差值,超短期符合調(diào)度目標(biāo)也會(huì)縮小到可控制操作的范圍[2]。

        3.5 分布式電源優(yōu)化調(diào)度

        在智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)過程中,分布式電源調(diào)度技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,通過對(duì)分布式電源調(diào)度的優(yōu)化設(shè)計(jì),可以讓配電網(wǎng)區(qū)域中的分布式電源、分布式儲(chǔ)能得到高質(zhì)量的控制和能量管理。分布式電源優(yōu)化調(diào)度技術(shù)主要可以分為兩種時(shí)間尺度,包括短期日前調(diào)度控制以及實(shí)時(shí)修正控制,需要根據(jù)具體的運(yùn)行場景制定出不同的策略。前者主要的控制策略是結(jié)合分布式電源未來24小時(shí)的出力預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測等曲線來制定。

        3.6 源網(wǎng)荷互動(dòng)協(xié)調(diào)機(jī)制

        除了上述幾個(gè)方面之外,源網(wǎng)荷互動(dòng)協(xié)調(diào)機(jī)制也是智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)過程中不可忽視的關(guān)鍵性技術(shù)。該機(jī)制在空間尺度上,分別指的是配電臺(tái)區(qū)的就地平平衡、饋線之間的互供以及配電系統(tǒng)的區(qū)域協(xié)調(diào),因此想要實(shí)現(xiàn)調(diào)度模型的優(yōu)化設(shè)計(jì),就要在不同類型的分布式電源下,不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)配電網(wǎng)下、多樣性負(fù)荷下,實(shí)現(xiàn)配電臺(tái)區(qū)的就地平平衡、饋線之間的互供以及配電系統(tǒng)三者之間的互動(dòng),最終讓配電網(wǎng)得到穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

        4 智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度具體應(yīng)用

        智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)的前提是要明確配電網(wǎng)的態(tài)勢感知,只有對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面感知還有,才能夠真正把握住配電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)律和具體特性,繼而有效分析出配電網(wǎng)未來的運(yùn)行趨勢。最后分析運(yùn)行狀況,根據(jù)上述練歌房囊Ian,分析配電網(wǎng)系統(tǒng)未來得到運(yùn)行狀況,以此及早的采取優(yōu)化調(diào)度措施,讓配電網(wǎng)得到全面穩(wěn)定的運(yùn)行,得到完整準(zhǔn)確的配電網(wǎng)運(yùn)行軌跡信息,為后續(xù)計(jì)算配電網(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)提供參考,保證調(diào)度策略準(zhǔn)確[4]。

        以廣東電網(wǎng)公司某縣區(qū)供電局為例,某個(gè)區(qū)的面積約為11km2,一共含有8個(gè)變電站,其中包括兩座220kV變電站和6座110kV變電站,以及132條10kV饋線,根據(jù)過往數(shù)據(jù)顯示,該區(qū)域內(nèi)的歷史負(fù)荷最大值為760MW。新時(shí)期,為了保證電力運(yùn)行安全可靠,借助智能配電網(wǎng)的綜合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng),優(yōu)選了各類優(yōu)化,停電計(jì)劃的186項(xiàng)得到了合理的安排,經(jīng)過125次調(diào)整運(yùn)行方式,在短時(shí)間內(nèi),努力通過多時(shí)段的運(yùn)行方式大大的實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷上面的互補(bǔ)。在實(shí)時(shí)時(shí)段和超短時(shí)間,管控并優(yōu)化分布式電源,能夠快速的診斷和處理各項(xiàng)異常,系統(tǒng)運(yùn)行期間,一共處理了26次的突發(fā)故障。根據(jù)前后指標(biāo)變化情況,可以看出,本文提出的智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度這一方法,隨著非電能源深度互聯(lián)的情況下,還有很多的技術(shù)和管理問題需要得到進(jìn)一步解決。

        5 結(jié)語

        綜上所述,隨著現(xiàn)代科技進(jìn)步發(fā)展,智能化應(yīng)用也在得到推廣,在這樣的情況下,配電網(wǎng)系統(tǒng)也要進(jìn)行智能化管理和應(yīng)用。在智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)后,不僅電力工作人員的工作量得到減少,工作效率、運(yùn)行質(zhì)量、公司成本也都會(huì)得到提高。需要注意的是,在優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì)的過程中,必須要對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

        參考文獻(xiàn)

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