李若冰

摘 要 隨著電力企業(yè)的不斷改革和各項(xiàng)用電指標(biāo)的不斷優(yōu)化，電力運(yùn)營(yíng)得到了長(zhǎng)足發(fā)展。在用電供應(yīng)保證的基礎(chǔ)上，供電可靠性成為了現(xiàn)今重要的供電質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。配電系統(tǒng)直接與電力用戶進(jìn)行關(guān)聯(lián)，屬于能量交換的終端部分。因此，其可靠性直接影響著用戶用電質(zhì)量。本文首先進(jìn)行了運(yùn)行評(píng)價(jià)體系的計(jì)算，并與傳統(tǒng)的平衡計(jì)分卡方法相比后進(jìn)行了改進(jìn)，然后給出了主動(dòng)配電網(wǎng)不完備模型診斷過(guò)程整體算法，最后通過(guò)配電系統(tǒng)的可靠性分析，建立針對(duì)主動(dòng)電網(wǎng)的運(yùn)行控制技術(shù)，挖掘供電潛力，并評(píng)價(jià)電網(wǎng)供電的未來(lái)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 主動(dòng)配電網(wǎng) 可靠性指標(biāo) 數(shù)據(jù)聚類 不完備模型 診斷過(guò)程整體算法

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2021）05-0024-02

在主動(dòng)配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，可靠性指標(biāo)能夠直接反映主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力以及向電力用戶連續(xù)提供電源和數(shù)量的能力[1-2]，已被學(xué)者們廣泛研究[3]。因配電網(wǎng)屬于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以故障較為單一[4]，且設(shè)備數(shù)量多，不確定因素多，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分散，故障率較高，造成用戶停電事故較頻繁[5]。因此，配電網(wǎng)運(yùn)行能力成為了重中之重，找出電網(wǎng)中的運(yùn)行瓶頸加以處理，以達(dá)到配電網(wǎng)有效的運(yùn)行方式是本文研究的目的。

1 運(yùn)行評(píng)價(jià)體系計(jì)算

可靠性指標(biāo)通常是從事故對(duì)正常供電的影響的不同方面來(lái)衡量的，包括事故發(fā)生的頻率、概率、持續(xù)時(shí)間、失電量和用電量，不同的子系統(tǒng)在可靠性指標(biāo)上會(huì)有一定的差異，可靠性指標(biāo)體系一般分為負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)和系統(tǒng)指標(biāo)，對(duì)于系統(tǒng)的每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)，負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)反映了事故的局部影響，系統(tǒng)指標(biāo)則反映了事故的全局影響，即表示事故的總體影響。影響全局的常用基本指標(biāo)可作為整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)。

與傳統(tǒng)的平衡計(jì)分卡方法相比，本文主要改進(jìn)如下：

為了提高專家評(píng)分的判斷簡(jiǎn)便性，將指標(biāo)比較1-9分，改為1-3分。

由于主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的絕對(duì)值通常物理意義不大，綜合指標(biāo)的相對(duì)值主要關(guān)注于規(guī)劃方案的比選，因此可將一個(gè)基準(zhǔn)方案的綜合指標(biāo)作為參考值1，并得出其他方案相對(duì)參考值的綜合指標(biāo)值。

對(duì)譜特征系統(tǒng)的分析，進(jìn)而檢測(cè)主動(dòng)配電網(wǎng)信息物理層的數(shù)據(jù)鏈路，并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法來(lái)對(duì)此類檢測(cè)進(jìn)更加智能的算法優(yōu)化，來(lái)得到負(fù)荷。

2 運(yùn)行控制技術(shù)

本技術(shù)主要由MCS單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。在傳統(tǒng)的MCS估計(jì)中，電網(wǎng)可靠性指標(biāo)的求解可以看作是可靠性指標(biāo)計(jì)算函數(shù)的大量抽樣檢驗(yàn)，然后得到的待算樣本再通過(guò)潮流計(jì)算方法獲取有效狀態(tài)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括正常狀態(tài)和故障狀態(tài)。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)具有計(jì)算速度快的特點(diǎn)，因而引入到主動(dòng)配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)計(jì)算及評(píng)估中成為目前發(fā)展的趨勢(shì)，也備受電力企業(yè)專家學(xué)者的青睞。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的實(shí)質(zhì)是通過(guò)大量的樣本訓(xùn)練建立一個(gè)綜合的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別器，用狀態(tài)識(shí)別器代替最優(yōu)潮流計(jì)算來(lái)識(shí)別樣本的運(yùn)行狀態(tài)，大大縮短了運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別的時(shí)間[6]。

提出的主動(dòng)配電網(wǎng)故障診斷是一個(gè)整體過(guò)程。離線過(guò)程中建立起能夠與配電網(wǎng)行為相容的模型，在線監(jiān)督過(guò)程在獲取觀測(cè)，進(jìn)行診斷的同時(shí)補(bǔ)充離線建立起的不完備模型，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)“超出預(yù)期”的不完備行為，則按完備模型診斷得到診斷路徑;否則，根據(jù)在線過(guò)程中生成的完備模型，定義不完備的行為，得到主動(dòng)配電網(wǎng)不完備模型上的診斷。主動(dòng)配電網(wǎng)不完備模型診斷過(guò)程整體算法如下：

輸入：不完備模型，觀測(cè)序列

輸出：診斷，或修改的不完備模型

步驟1：初始化

步驟2：增量診斷

步驟3：根據(jù)診斷結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練，臨界狀態(tài)為當(dāng)前診斷結(jié)果的終止?fàn)顟B(tài)。

步驟4：判斷狀態(tài)。如果僅轉(zhuǎn)移不完備，則生成一個(gè)轉(zhuǎn)移，更新模型;如果事件完備僅狀態(tài)不完備，則生成狀態(tài)和事件。

診斷初始在完備假設(shè)下運(yùn)行，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不能得到診斷結(jié)果時(shí)，考慮進(jìn)行不完備的模型發(fā)現(xiàn)。判斷不完備情況，分別進(jìn)行處理。不完備轉(zhuǎn)移是僅缺失了事件和狀態(tài)之間關(guān)系的不完備情況，因此在當(dāng)前臨界狀態(tài)及觀測(cè)相關(guān)的狀態(tài)中判斷是否能夠被當(dāng)前事件觸發(fā)，最終得到的狀態(tài)如果與已有模型狀態(tài)接近，則認(rèn)為是不完備的轉(zhuǎn)移結(jié)果。此時(shí)逆向獲取得到該狀態(tài)的狀態(tài)和事件，建立轉(zhuǎn)移，對(duì)不完備模型進(jìn)行更新。

在算法不能夠找到不完備轉(zhuǎn)移時(shí)，進(jìn)一步判斷是否能夠找到不完備狀態(tài)，使得完備事件觸發(fā)了完備狀態(tài)，得到不完備狀態(tài)。當(dāng)臨界狀態(tài)和觀測(cè)狀態(tài)之間沒(méi)有交集時(shí)，此時(shí)產(chǎn)生了狀態(tài)和事件的同時(shí)不完備。根據(jù)觀測(cè)窗口、帶有歷史數(shù)據(jù)的不完備模型生成初步的事件和狀態(tài)，更新不完備模型，進(jìn)一步地，根據(jù)在線運(yùn)行的數(shù)據(jù)訓(xùn)練事件的函數(shù)參數(shù)，調(diào)整狀態(tài)屬性。

該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)基于支持向量機(jī)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控主動(dòng)配電電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，大大減少了計(jì)算負(fù)擔(dān)。此外，利用多核計(jì)算平臺(tái)來(lái)加快模型的訓(xùn)練過(guò)程，優(yōu)化評(píng)價(jià)算法。在指標(biāo)計(jì)算階段，當(dāng)監(jiān)控到數(shù)據(jù)為正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，則反映故障的系統(tǒng)總負(fù)荷損失和平均停運(yùn)持續(xù)時(shí)間均為零;當(dāng)監(jiān)控到數(shù)據(jù)為故障狀態(tài)時(shí)，則反映此類故障可靠性指標(biāo)未知，可利用最優(yōu)潮流計(jì)算來(lái)優(yōu)化。由于正常狀態(tài)樣本數(shù)大于故障狀態(tài)樣本數(shù)，因此機(jī)器學(xué)習(xí)方法只需計(jì)算小于0.2%故障樣本的最優(yōu)潮流，計(jì)算負(fù)擔(dān)大大減輕。

3 結(jié)論

本文首先進(jìn)行了運(yùn)行評(píng)價(jià)體系的計(jì)算，并與傳統(tǒng)的平衡計(jì)分卡方法相比后進(jìn)行了改進(jìn)，然后給出了主動(dòng)配電網(wǎng)不完備模型診斷過(guò)程整體算法，最后通過(guò)配電系統(tǒng)的可靠性分析，建立針對(duì)主動(dòng)電網(wǎng)的運(yùn)行控制技術(shù)，挖掘供電潛力，并評(píng)價(jià)電網(wǎng)供電未來(lái)發(fā)展。

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