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        考慮綜合承載力的配網(wǎng)調(diào)度運行智能指揮平臺

        2021-03-27 09:42:38深圳供電局有限公司劉軍偉
        電力設(shè)備管理 2021年10期
        關(guān)鍵詞:均衡器調(diào)配層級

        深圳供電局有限公司 劉 晟 劉軍偉

        隨著我國電力技術(shù)的不斷完善優(yōu)化,使得電力以及相關(guān)行業(yè)也得到了充分的發(fā)展。電力系統(tǒng)逐漸從單一的電控轉(zhuǎn)換為大規(guī)模、集體性地調(diào)控,而與此同時,各地的電力組織也慢慢形成了大面積覆蓋的電力調(diào)度分配網(wǎng),也就是配電網(wǎng)。電力是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重要支柱,同時電力系統(tǒng)的安全也間接關(guān)系到國家以及社會的安全,對于社會的穩(wěn)定和人民的財產(chǎn)生命也會造成影響。

        配電網(wǎng)的形成一定程度上有利于推動社會的進一步發(fā)展,對于人們?nèi)粘Ia(chǎn)生活的質(zhì)量也是一種保障。一般情況下配電網(wǎng)的承載力是依據(jù)實際的運行調(diào)配情況來確定的,相對不穩(wěn)定。通常會利用指揮平臺對其進行合理地控制,但目前隨著電力調(diào)度頻率的增大及調(diào)度量提升,傳統(tǒng)指揮平臺及設(shè)備不再滿足電力系統(tǒng)運行的需要,需設(shè)計更加靈活、多層次的指揮平臺,才能更加高效地完善配電網(wǎng)對負責(zé)區(qū)域電力的控制與調(diào)配。

        配網(wǎng)的調(diào)度運行主要與以下幾方面有緊密的關(guān)聯(lián),分別是:總電量的計算以及控制、調(diào)度比例的確定、調(diào)度分配范圍的確定等。這些程序的執(zhí)行程度對于最終電網(wǎng)調(diào)配的效果都有著極為嚴重的影響。所以在平臺的設(shè)計過程中需制定具有針對性的方案,完善配電網(wǎng)的智能指揮平臺構(gòu)建。另外隨著信息化時代的到來,互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)也被廣泛應(yīng)用在電力配網(wǎng)的控制平臺中,不僅提升平臺運行的質(zhì)量和效率,同時也擴大相應(yīng)的指揮調(diào)度范圍,提升平臺整體的性能。因此,對考慮綜合承載力的配網(wǎng)調(diào)度運行智能指揮平臺進行設(shè)計,以傳統(tǒng)的指揮平臺為基礎(chǔ),結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)從多角度進行平臺功能的優(yōu)化與重建,同時增強平臺的安全系數(shù)及數(shù)據(jù)資源的處理程度,來進一步拉長調(diào)配環(huán)節(jié),提升平臺的綜合承載能力,降低了電力調(diào)配的管理難度,提升了效率,形成更加高效的智能指揮平臺。

        1 平臺硬件設(shè)計

        1.1 負載均衡器的設(shè)計

        首先要對硬件中的負載均衡器進行設(shè)計。負載均衡器在平臺的硬件控制中主要負責(zé)對承載壓力進行分流,且在平臺運行過程中保持指揮執(zhí)行的均衡。在平臺硬件管理中,負載均衡器通常被安裝在電路的中心位置,便于對平臺實時獲取的數(shù)據(jù)進行分析與處理。在電路中安裝電力感應(yīng)器,并在感應(yīng)器中建立相應(yīng)的處理節(jié)點,進行節(jié)點控制系數(shù)的計算:R=α+(3v-η)。式中:R表示節(jié)點控制系數(shù),α表示均衡范圍,v表示交互調(diào)度百分比,η表示縱向?qū)哟畏秶?。通過以上計算最終可得出實際節(jié)點控制系數(shù)。依據(jù)不同的距離進行調(diào)配節(jié)點的設(shè)定[1]。完成后,將每一個節(jié)點附近的感應(yīng)器與負載均衡器相關(guān)聯(lián),并在平臺運行時獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。隨后將平臺調(diào)整為多層級的處理模式,并根據(jù)模式的更新更改硬件的設(shè)置。

        關(guān)于負載均衡標準的設(shè)定的實際均衡值與負載標準分別為:缺相范圍1.25~3.21/0.26~0.95,異常比例2.34/2.64,集成范圍12.34~15.34/15.34~18.34,失壓指標參數(shù)30.26/35.34,據(jù)此最終可得出負載均衡器的標準表。依據(jù)以上標準對負載均衡器的相關(guān)指標參數(shù)進行設(shè)置,設(shè)置完成后獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息,并對均衡器的標準響應(yīng)速度進行計算:式中:P表示均衡器的標準響應(yīng)速度,L表示負載程度,θ表示縱向支撐指數(shù)。通過以上計算最終可得出均衡器的實際標準響應(yīng)速度。將其運行速度調(diào)整為對應(yīng)的數(shù)值并進行電路的二次關(guān)聯(lián),驗證相應(yīng)的均衡調(diào)節(jié)效果,并增強對電路實際的負載能力,最終完成平臺負載均衡器的設(shè)計。

        1.2 總控電源的設(shè)計

        在完成負載均衡器的設(shè)計后,在此基礎(chǔ)上進行總控電源的設(shè)計。配網(wǎng)調(diào)度運行智能指揮平臺的總控電源通常是對平臺數(shù)據(jù)信息的劃分與處理情況來進行控制。并在電路中進行隔離裝置的設(shè)置,此裝置主要分為文件隔離裝置和信息隔離裝置。文件隔離裝置主要是對平臺中日常處理的文件信息進行處理隔離,在一定程度上能對文件起到存儲和保護的作用[2];另一種則是信息隔離裝置[3],主要是分管平臺中相應(yīng)信息并對數(shù)據(jù)進行匯總整合,隔離裝置不對所有的信息進行隔離,僅會對部分雜亂的信息作出導(dǎo)出。

        2 平臺軟件設(shè)計

        2.1 主動配網(wǎng)承載指揮結(jié)構(gòu)的設(shè)計

        軟件的設(shè)計首先是對主動配電網(wǎng)承載指揮結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。主動配網(wǎng)承載指揮是當(dāng)平臺在正常運行時與配網(wǎng)相關(guān)聯(lián),并對指揮指令進行編制與管控。首先需要計算承載指揮的百分比:式中:K表示承載指揮的百分比,表示層級協(xié)同值,φ表示重疊實際值。通過以上計算最終可得出實際承載指揮的百分比,將其設(shè)定在配網(wǎng)的運行平臺中,并相應(yīng)地更改對應(yīng)的主動指揮范圍。將平臺的處理層級劃分為數(shù)據(jù)資源層、虛擬調(diào)配層、處理層及應(yīng)用指揮層。

        數(shù)據(jù)資源層主要是對平臺日常所獲取的數(shù)據(jù)進行采集和處理,是平臺的基礎(chǔ)層級,同時也是最為重要的層級;虛擬調(diào)配層是適應(yīng)層級,主要是對匯總整合的數(shù)據(jù)信息作出二次處理的結(jié)構(gòu)層級,與基礎(chǔ)層級相關(guān)聯(lián),當(dāng)數(shù)據(jù)處理完成后會自動傳輸至虛擬調(diào)配層,結(jié)構(gòu)層會對相應(yīng)的信息進行處理并建立虛擬的服務(wù)集群,在這個集群中可進行承載力的控制及指揮情況的模擬;處理層和應(yīng)用指揮層通常具有一定的依賴關(guān)系,兩個層級可同時進行操縱、執(zhí)行,并形成最終的指揮處理,至此便完成主動配網(wǎng)承載指揮結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

        2.2 多核心平臺數(shù)據(jù)庫的建立

        在完成主動配網(wǎng)承載指揮結(jié)構(gòu)的設(shè)計后,需進行多核心平臺數(shù)據(jù)庫的建立。首先創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序,進行執(zhí)行指令的編寫,計算指令的協(xié)同系數(shù):,式中:D表示指令的協(xié)同系數(shù),m表示覆蓋范圍,c表示數(shù)據(jù)庫的實際運行指令端值,τ表示組織系數(shù)。通過以上計算最終可得出實際的指令協(xié)同系數(shù)。依據(jù)計算所得出的系數(shù),進行指令協(xié)議的編寫。可以通過Web Service平臺對指令重新編寫,并依據(jù)實際的情況作出相應(yīng)的調(diào)整,完成后將相關(guān)指令設(shè)定在平臺中,并在控制區(qū)域創(chuàng)建多個處理核心,每一個處理核心相關(guān)聯(lián),在控制區(qū)域形成多核心的目標處理網(wǎng)。

        在所建立的主動配網(wǎng)承載指揮結(jié)構(gòu)中建立初始數(shù)據(jù)庫,將平臺中的數(shù)據(jù)信息通過平臺導(dǎo)出,形成固定格式的文件,利用Web Service平臺將文件中的復(fù)雜、混亂信息進行處理,然后轉(zhuǎn)換為符合實際情況的運行指令,將指令添加在平臺中,設(shè)置對應(yīng)的執(zhí)行目標。將目標與建立的數(shù)據(jù)程序相結(jié)合,形成更大范圍的數(shù)據(jù)處理程序,最終完成多核心平臺數(shù)據(jù)庫的建立。

        3 系統(tǒng)測試

        3.1 測試準備

        本次測試主要對綜合承載力的配網(wǎng)調(diào)度運行智能指揮平臺進行驗證。配網(wǎng)的運行區(qū)域主要分為客戶管理區(qū)域、配網(wǎng)運維區(qū)域、調(diào)度區(qū)域、搶修指揮區(qū)域等。在進行測試的過程中需對相關(guān)管控區(qū)域測試,以此來保證最終測試結(jié)果的全面性和真實可靠性。搭建測試環(huán)境:將指揮平臺的運行屬性修改為多核心的運行,管控模式為重疊管控,運行權(quán)限調(diào)整為允許修改。數(shù)據(jù)資源庫的狀態(tài)更改為開放式的使用狀態(tài);對平臺環(huán)境進行創(chuàng)建:建立數(shù)據(jù)信息獲取程序,并將初始數(shù)據(jù)導(dǎo)出,資源展示設(shè)定為最新,并調(diào)整為全景展示模式,平臺的審核功能為綜合審核。獲取配網(wǎng)的調(diào)度運行數(shù)據(jù),并獲取相應(yīng)的指揮范圍,計算集成系數(shù):式中:K表示集成系數(shù),θ表示最大調(diào)度范圍,S表示運行距離,通過以上計算最終可得出實際的集成系數(shù)。將其作為指揮平臺運行范圍的標準,確定實際的執(zhí)行范圍。

        在此基礎(chǔ)上,執(zhí)行范圍內(nèi)進行極限承載力比值的計算設(shè)定:H=δ+c/3-3g,式中:H表示平臺極限承載力比值,δ表示平臺的請求長度,C表示極限配網(wǎng)調(diào)度范圍,g表示平臺同步比。通過以上計算最終可得出實際的平臺極限承載力比。依據(jù)平臺調(diào)配和運行的情況進行承載力的劃分。測試依據(jù)配網(wǎng)承載力的不同分為4組。完成環(huán)境的搭建后,檢查測試的設(shè)備是否處于穩(wěn)定的運行狀態(tài),并確保不存在影響最終平臺測試結(jié)果的外部因素,開始測試。

        3.2 測試過程及結(jié)果分析

        在上述搭建的測試環(huán)境之中進行智能指揮平臺性能的測試,具體的測試步驟為:開始-獲取平臺的執(zhí)行數(shù)據(jù)/計算響應(yīng)速度-主動承載指揮結(jié)構(gòu)的建立-多核心數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)-計算協(xié)同系數(shù)-獲取平臺最終的指揮結(jié)果。據(jù)此測試最終可得出相應(yīng)的測試結(jié)果,進行分析討論,各組預(yù)期執(zhí)行程度(%)、實際調(diào)配范圍、拓撲差值分別為:第 一 組(25)。90.54/0.15~2.35/0.17;第二組(45)。96.34/0.13~3/0.13;第 三 組(65)。90.21/0.15~3.125/0.19;第四組(85)。91.66/0.16~ 4.25/0.14。據(jù)此信息最終可得出以下結(jié)論:在不同的承載力測試組下,所得出的拓撲差值均在0.2以下,表明智能指揮平臺的執(zhí)行效果相對較好,運行時所存在的誤差較小,具有一定的實際應(yīng)用價值。

        4 結(jié)語

        綜上,在現(xiàn)今的信息化時代中配電網(wǎng)的智能指揮平臺是大勢所趨,它的形成及應(yīng)用一定程度上也拉動了電力行業(yè)的又一次發(fā)展。本文所設(shè)計的指揮平臺具有更強的靈活應(yīng)變性,在區(qū)域電力的調(diào)度上工作效率與質(zhì)量都有明顯的提升,且指揮系統(tǒng)與配電站的關(guān)聯(lián)性與融合性也很強,進行電力調(diào)配的過程中相關(guān)的處理環(huán)節(jié)也有了明顯的簡化,這也最大程度地減少了調(diào)配誤差的出現(xiàn),增強了配網(wǎng)的指揮質(zhì)量,在提升指揮效率的同時也擴大了平臺的實際應(yīng)用范圍。

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