李育汕

摘? 要：近些年來，我國的經(jīng)濟(jì)正處于不斷的發(fā)展當(dāng)中。因?yàn)殡娏ω?fù)荷一直都在不斷增長當(dāng)中，所以近些年來我國的配電網(wǎng)低電壓問題也日益突出。因此研究一種可以治理配電網(wǎng)低電壓的方法是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的。本文當(dāng)中研究的是基于安全效能成本的配電網(wǎng)低電壓綜合治理方法。想要綜合治理，就無法不去面對(duì)線路改造，無功補(bǔ)償，變壓器調(diào)壓等一系列的問題。

關(guān)鍵詞：低電壓? 綜合治理? 安全效能成本? 研究

中圖分類號(hào)：TM715? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）02（a）-0019-03

Research on Low Voltage Comprehensive Treatment Method for Distribution Network Based on Uncertainty and Safety? ? ? ? ? ?Efficiency Cost

LI? Yushan

（Yuancheng Power Supply Bureau， Guangdong Power Grid Co.， Ltd.， Heyuan， Guangdong Province， 517000 China）

Abstract： In recent years， China's economy is in constant development.Because the power load is constantly increasing， the problem of low voltage in my country's distribution network has become increasingly prominent in recent years. Therefore， it is very practical to study a method that can manage the low voltage of the distribution network. In this article， we study the comprehensive management method of distribution network low voltage based on the cost of safety efficiency. If you want comprehensive management， you have to face a series of problems such as line transformation， reactive power compensation， and transformer voltage regulation.

Key Words： Low voltage; Comprehensive treatment; Cost of safety efficiency; Research

近些年來，我國的經(jīng)濟(jì)正處于不斷的發(fā)展當(dāng)中。這就導(dǎo)致一些地區(qū)的工業(yè)以及農(nóng)業(yè)的電力負(fù)荷不斷的增長，也就出現(xiàn)了配電網(wǎng)低電壓問題。就以廣東的電網(wǎng)為例來探討，廣東仍舊有許多低電壓臺(tái)區(qū)，以2016年的數(shù)據(jù)來看，廣東仍存在兩萬多個(gè)低電壓臺(tái)區(qū)。所以說配電網(wǎng)低電壓問題是十分嚴(yán)重的一個(gè)問題。所以說面對(duì)這樣的情況，必須去研究一種可以保證能夠綜合治理配電網(wǎng)低電壓問題的方法。針對(duì)于目前需要對(duì)配電網(wǎng)低電壓進(jìn)行治理的問題，各專家學(xué)者也有了一定的研究。比方說可以利用電容器的無功補(bǔ)償來調(diào)節(jié)變壓器，就能夠?qū)?0kv的中壓配電網(wǎng)進(jìn)行低電壓處理。又或者是對(duì)線路進(jìn)行改造以及無功補(bǔ)償?shù)纫幌盗械拇胧?，?gòu)建一個(gè)成本最低的治理方案，并且通過蟻群算法對(duì)其進(jìn)行求解。這些方法都可以用來進(jìn)行配電網(wǎng)低電壓的綜合治理。雖然說也能夠完成不同的指標(biāo)，但是這些方法都存在兩方面的不足。第一點(diǎn)就是所說的方法的目標(biāo)都是以經(jīng)濟(jì)性為本來進(jìn)行治理和決策的。但是很明顯，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展。除了經(jīng)濟(jì)目標(biāo)以外，配電網(wǎng)的安全以及效能等指標(biāo)也必須要去考慮。如果只是認(rèn)準(zhǔn)單一的經(jīng)濟(jì)性成本來說的話，很難去綜合的治理低電壓問題。第二點(diǎn)問題是上述所說的方案都是通過確定性的負(fù)荷預(yù)測(cè)來確定規(guī)劃方案的。然而隨著電力負(fù)荷的不斷增長，很明顯負(fù)荷預(yù)測(cè)的誤差也出現(xiàn)了不確定性。這種基于確定性的規(guī)劃方法對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的治理越來越難以滿足實(shí)際的需求。

在目前的電力系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)于不確定性的處理方法還是比較多的，比方說機(jī)會(huì)約束，魯棒優(yōu)化等等。機(jī)會(huì)約束的有效實(shí)行必須要以精準(zhǔn)的概率統(tǒng)計(jì)模型作為基礎(chǔ)。然而在現(xiàn)實(shí)的工作當(dāng)中很難去確定精準(zhǔn)的概率分布。所以說針對(duì)這樣的現(xiàn)象，專家提出了魯棒優(yōu)化方法，這種方法不需要精準(zhǔn)的概率分布，而是利用集合的形式來來描述不確定性。但是這樣的方法存在一定的保守性。所以說針對(duì)上述問題，專家提出的信息間隙決策理論就成為了一種處理低電壓問題的非常有效的方法。這樣的方法在使用的時(shí)候可以保證結(jié)果是不差于預(yù)期目標(biāo)的，能夠保證決策方案的經(jīng)濟(jì)性以及協(xié)調(diào)性。

1? 課題的研究背景

現(xiàn)如今在人們的生活，學(xué)習(xí)，工作等方面的各個(gè)角落都可以看到電能的使用，因此電能早就已經(jīng)成為了我們?cè)谏钸^程當(dāng)中絕對(duì)不可能缺少的一個(gè)部分。隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們對(duì)于電力的需求也在不斷的增大。不僅如此，城市的規(guī)劃以及建設(shè)都需要電能的支持。電力事業(yè)的發(fā)展能夠促進(jìn)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步。自1998年以來，黨中央就采取了許多的措施來擴(kuò)大國內(nèi)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展以及人民消費(fèi)水平的不斷提高都在無形當(dāng)中刺激著電網(wǎng)的改造和升級(jí)。電壓等級(jí)為110kv及以下的電網(wǎng)規(guī)劃是配電網(wǎng)，主要功能是為用戶提供電源。在城市的建設(shè)過程當(dāng)中，配電網(wǎng)可謂是一個(gè)城市發(fā)展的核心脈絡(luò)。無形當(dāng)中支撐著整個(gè)城市的運(yùn)營與發(fā)展。配電網(wǎng)的發(fā)展建設(shè)關(guān)乎著整個(gè)城市地區(qū)的日常生活水平。配電網(wǎng)在發(fā)展過程當(dāng)中，其建設(shè)目標(biāo)除了要保證用戶的可靠用電以外，還需要保障整個(gè)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量。而電能質(zhì)量的一個(gè)主要的指標(biāo)就是電壓的質(zhì)量，但是目前我國的配電網(wǎng)電壓仍然存在著低電壓現(xiàn)象。

當(dāng)配電網(wǎng)處于低電壓狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，會(huì)對(duì)一些用電設(shè)備造成很大的損傷。比方說會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)很難啟動(dòng)，并且會(huì)加快用電設(shè)施的邊緣老化，甚至?xí)鸹馂?zāi)等重大的安全事故。不僅如此，當(dāng)供電的電壓偏低的時(shí)候，也會(huì)使一些家庭或者是企業(yè)的一些用電設(shè)備沒有辦法正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，直接降低了人們的生活水平以及工作效率。比方說電燈的照明效果會(huì)明顯的減弱，甚至電視機(jī)都會(huì)出現(xiàn)畫面混亂的情況。而計(jì)算機(jī)更是會(huì)因?yàn)楣╇婋妷浩投鴮?dǎo)致圖像扭曲或者是主機(jī)升溫這樣的現(xiàn)象。電壓偏低也會(huì)影響到電廠的安全運(yùn)營，影響到工農(nóng)業(yè)的正常生產(chǎn)。電壓驟降造成的大面積的問題是很難以估計(jì)的，對(duì)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)都會(huì)造成很嚴(yán)重的損失。事實(shí)上，自70年代以來，國內(nèi)外的許多電網(wǎng)都因?yàn)殡妷哼^低而導(dǎo)致出現(xiàn)了一些安全事件。

2? 配電網(wǎng)低電壓綜合治理的安全效能成本模型及不確定因素的處理

本文當(dāng)中所說的低電壓綜合治理，指的就是要將治理目標(biāo)建設(shè)在線路改造，無功補(bǔ)償，變壓器調(diào)壓以及新建變電站等一系列的變量之上的。我們所說的效能指標(biāo)其實(shí)指的就是電網(wǎng)當(dāng)中的降損指標(biāo)，電壓偏差指標(biāo)以及線路電流指標(biāo)這三部分的和。當(dāng)我們實(shí)施了低電壓綜合治理方案之后，那么配電網(wǎng)的損耗只會(huì)跟隨著發(fā)生一些變化。在配電網(wǎng)中衡量效能的方法就是利用降損指標(biāo)來衡量。電壓偏差也是配電網(wǎng)衡量電能質(zhì)量的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。當(dāng)實(shí)施了低電壓綜合治理方案之后，線路電流有可能減少，但也有可能會(huì)增加。所以說在不確定的情況下，就需要工作人員對(duì)配電網(wǎng)線路的電流進(jìn)行一個(gè)有效的評(píng)估。一般的衡量方法是線路熱穩(wěn)定裕度。針對(duì)于本文當(dāng)中的低電壓綜合治理方案來看，初始的投資成本主要是用來線路改造以及安裝無功補(bǔ)償裝置和調(diào)整變壓器分接頭上面。

在配電網(wǎng)中其實(shí)際的負(fù)荷實(shí)際上是一個(gè)比較容易受到波動(dòng)的隨機(jī)量。因?yàn)樨?fù)荷預(yù)測(cè)其實(shí)是會(huì)受到不確定性因素的影響會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。在本篇文章當(dāng)中，我們使用信息間隙模型來對(duì)其進(jìn)行表示，來定義負(fù)荷的預(yù)測(cè)誤差。對(duì)于一些比較難獲取的并且準(zhǔn)確性不高的精確概率因素來說，信息間隙方法可以從一個(gè)非概率的角度來構(gòu)建一個(gè)已知和未知之間差異的信息間隙模型，能夠給出一個(gè)具有魯棒性的決策方案。

3? 算例分析

本文當(dāng)中以33節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)為例進(jìn)行仿真分析。數(shù)據(jù)見圖1，在節(jié)點(diǎn)18，22，25，33處各安裝25組的并聯(lián)的電容器組。單位容量成本為0.013萬元。為了滿足配電系統(tǒng)的供電可靠性，所以說新建的變電站需要和就近的變電站相連構(gòu)成一個(gè)中壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。建設(shè)變電站的費(fèi)用大約為50萬元。本文中，通過對(duì)電壓偏差指標(biāo)等進(jìn)行預(yù)期以及投資成本的計(jì)算，求取了最優(yōu)的方案。安全指標(biāo)的預(yù)期目標(biāo)為Sc： 48.1150，電壓偏差指標(biāo)的預(yù)期目標(biāo)為 E2c=0.6631， 投資預(yù)算限額為238.77。

4? 低電壓綜合治理措施

（1）提升低壓用戶的負(fù)荷需求管理。通過加強(qiáng)對(duì)低壓用戶的數(shù)據(jù)分析來合理地確定低壓用戶的負(fù)荷裝機(jī)容量。在營銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)當(dāng)中標(biāo)注好用戶的需求。并且統(tǒng)計(jì)和分析他們的用電量，及時(shí)的調(diào)整客戶的需求，控制低壓配電網(wǎng)的不平衡性。綜合用戶的用電信息以及用戶的系統(tǒng)建設(shè)，全面的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，為低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)提供依據(jù)。

（2）加強(qiáng)對(duì)低壓供配電設(shè)施的運(yùn)營和管理。電力設(shè)備的運(yùn)營對(duì)于整個(gè)電壓的運(yùn)營起著決定性的作用。因此我們應(yīng)該建立健全一個(gè)完整的低壓配電設(shè)施的一個(gè)臺(tái)賬信息。及時(shí)的處理電壓設(shè)備當(dāng)中存在的一些缺陷，提高設(shè)備的可用率。在不同的季節(jié)以及不同的時(shí)段，負(fù)荷的曲線和電壓曲線都有一定的區(qū)別，所以我們要針對(duì)這樣的情況來制定一個(gè)可以調(diào)整的策略，確保不會(huì)因?yàn)樽兓a(chǎn)生一些影響。

（3）建立健全一個(gè)低電壓監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)建一個(gè)一體化的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)電壓質(zhì)量監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可以有效的幫助電力企業(yè)去掌控到整個(gè)電網(wǎng)的電壓信息。在一些還沒有普及到智能配電信息的區(qū)域，可以增加一些電壓的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量。在日常當(dāng)中要加強(qiáng)對(duì)電壓監(jiān)測(cè)儀的維護(hù)和檢查。如果發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)儀出現(xiàn)任何情況，都要對(duì)其進(jìn)行維護(hù)或者是更換。根據(jù)用戶在管理平臺(tái)上的一些電壓波動(dòng)規(guī)律，不定期的展開一些低電壓情況的檢查。

5? 低電壓會(huì)發(fā)生的時(shí)間特點(diǎn)

配電網(wǎng)的低電壓出現(xiàn)是有一定的規(guī)律可循的。比方說氣候原因就會(huì)導(dǎo)致電壓過低，因此低電壓是具有季節(jié)性特點(diǎn)的。不僅如此，現(xiàn)在人民的生活水平越來越高。隨著各式家電在人民的日常生活當(dāng)中的應(yīng)用。家用電器的數(shù)量快速增長，使用電量變得越來越大。在一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)副業(yè)產(chǎn)品加工比較繁忙的時(shí)候，也會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)而導(dǎo)致電壓過低。春季屬于一個(gè)農(nóng)忙時(shí)期。大多數(shù)民工會(huì)返鄉(xiāng)參與農(nóng)忙活動(dòng)，過大的用電負(fù)荷就會(huì)無形當(dāng)中使電壓過低。

除了上述所說的特點(diǎn)以外，低電壓的出現(xiàn)還具有時(shí)段性特點(diǎn)。比方說在夏季和冬季這種居民用電的高峰期會(huì)是低電壓情況出現(xiàn)。長時(shí)間的低電壓都是與人們的日常生活生產(chǎn)以及市場(chǎng)需求有關(guān)的。

6? 結(jié)語

配電網(wǎng)的低電壓問題是一個(gè)非常綜合性的問題。需要長期的對(duì)其進(jìn)行跟蹤和監(jiān)測(cè)，并且要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的處理和分析。在本篇文章當(dāng)中，主要的綜合性的治理方法就是要構(gòu)建一個(gè)體系，在這個(gè)體系當(dāng)中將線路改造，無功補(bǔ)償，變壓器調(diào)壓等一系列的治理措施納入到同樣的一個(gè)治理體系當(dāng)中，進(jìn)行一個(gè)綜合性的處理。

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