王建淵，賈靈賢 ，蔣琪，蔣勃，郝偉，楊文宇，張旭

（1.西安理工大學(xué)電氣工程學(xué)院，陜西 西安 710048；2.國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司培訓(xùn)中心，陜西 西安 710032；3.國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司，陜西 西安 710048）

隨著分布式能源、儲(chǔ)能以及直流負(fù)荷大批接入電網(wǎng)，直流微網(wǎng)成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。因?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)的飛速發(fā)展，直流輸配電系統(tǒng)中的難題逐步得以攻克，直流輸配電的技術(shù)優(yōu)勢(shì)也已經(jīng)逐步呈現(xiàn)[1]。與交流配電網(wǎng)相比，直流配電網(wǎng)能夠顯著地提高輸配電的運(yùn)行水平，公共直流母線(xiàn)的接入使得大量的換流環(huán)節(jié)得以釋放，直流配電網(wǎng)還具有輸配電成本低、損耗小以及不存在調(diào)節(jié)功角穩(wěn)定、濾除電網(wǎng)諧波、解決三相不平衡這些交流電網(wǎng)的固有問(wèn)題。直流配電網(wǎng)是將來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展趨向，但仍有一系列問(wèn)題急需解決。如斷路器和限流器的開(kāi)發(fā)，指導(dǎo)直流配電網(wǎng)布局、建設(shè)和運(yùn)行的理論和辦法等。

規(guī)范直流電壓等級(jí)序列是推進(jìn)直流配電網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，電壓等級(jí)的選擇一定要得到理論科學(xué)選擇的支持。這樣才能夠合理地防止電壓等級(jí)的混雜，減少電力電子變換器的投入，減少建設(shè)成本，提高直流配電網(wǎng)運(yùn)行效率和安全性，避免產(chǎn)生損失和不利的影響[2]。

園區(qū)指規(guī)劃建設(shè)配套設(shè)施齊全、布局合理的建筑群，包含住宅小區(qū)、企業(yè)園區(qū)、教育園區(qū)、會(huì)展文化中心、工業(yè)園區(qū)、商業(yè)中心和政府建設(shè)等，2017年國(guó)內(nèi)已經(jīng)有120多萬(wàn)個(gè)園區(qū)。近年來(lái)，隨著城市的智能化發(fā)展和國(guó)家政策的引導(dǎo)，園區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，呈現(xiàn)出產(chǎn)值集中、覆蓋面不斷擴(kuò)大、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）貢獻(xiàn)占比加大的趨勢(shì)。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、邊緣計(jì)算等新技術(shù)的急速發(fā)展和深化運(yùn)用，園區(qū)智能化革新已成為將來(lái)發(fā)展的必然方向。園區(qū)信息化建設(shè)是必由之路，規(guī)范化經(jīng)營(yíng)使園區(qū)發(fā)展迅速。從智能中國(guó)的戰(zhàn)略愿景到智能城市的結(jié)構(gòu)設(shè)想，從智能建筑的微觀實(shí)踐到智能園區(qū)的產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)，對(duì)智能商業(yè)運(yùn)作的探索已經(jīng)在行業(yè)熱點(diǎn)上如火如荼地展開(kāi)。

智能園區(qū)的概念也滲入到了科技型、產(chǎn)業(yè)型和工業(yè)型產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)營(yíng)信息化、數(shù)字智能化、服務(wù)平臺(tái)化及社區(qū)移動(dòng)化。其中關(guān)鍵技術(shù)包含智能交通、智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及智能園區(qū)建筑信息模型（building information modeling，BIM）技術(shù)應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、5G、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展，為智能園區(qū)的建設(shè)和發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保證。依照功用和需求，智能園區(qū)可分為高科技園區(qū)、物流園區(qū)、工業(yè)園區(qū)、軟件園、文化園區(qū)、創(chuàng)業(yè)園區(qū)、綜合園區(qū)等。

典型的智能園區(qū)建設(shè)可概括為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、云服務(wù)平臺(tái)建設(shè)（園區(qū)數(shù)據(jù)中心云計(jì)算）、智能應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)模式設(shè)計(jì)等。完善的基礎(chǔ)設(shè)施層是智能園區(qū)建設(shè)的首要條件，也是園區(qū)信息化建設(shè)的硬件根底層。園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)主要包含智能基礎(chǔ)設(shè)施、園區(qū)信息基礎(chǔ)設(shè)施、園區(qū)安全設(shè)施、園區(qū)消防設(shè)施、數(shù)據(jù)中心設(shè)施和公共基礎(chǔ)設(shè)施、通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。園區(qū)必須進(jìn)行通訊網(wǎng)絡(luò)的總體規(guī)劃和總體設(shè)計(jì)，完成園區(qū)管理走廊、光纖網(wǎng)絡(luò)、WiFi熱點(diǎn)等的建設(shè)，以滿(mǎn)足園區(qū)的基本通訊需求。智能園區(qū)的負(fù)荷需求豐富且多樣。園區(qū)的智能化與數(shù)字化的升級(jí)使得升級(jí)后的智能園區(qū)成為了低壓直流配電的典型應(yīng)用場(chǎng)景，具體相關(guān)的負(fù)荷特性分析在文中的第2節(jié)涉及。

本文將剖析影響智能園區(qū)電壓等級(jí)的要素，研討并提出一種確定智能園區(qū)直流配電網(wǎng)電壓等級(jí)序列的方法，并對(duì)確定電壓等級(jí)序列進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，從而驗(yàn)證選擇的合理性和適用性。

1 影響智能園區(qū)電壓等級(jí)的要素

本節(jié)將對(duì)影響直流配電電壓等級(jí)的要素進(jìn)行探討，為以后對(duì)直流配電電壓等級(jí)的確定和評(píng)價(jià)的分析研討提供依據(jù)[3]。

1.1 內(nèi)部要素

系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟(jì)性是影響電壓等級(jí)的內(nèi)在要素。電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定是電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求。雖然提高直流配電電壓是為了降低電網(wǎng)的電壓損耗和防止輸電線(xiàn)路末端電壓下降，是提高線(xiàn)路電壓質(zhì)量的有效途徑。但是這同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致對(duì)線(xiàn)路絕緣等級(jí)的高要求，從而導(dǎo)致設(shè)備成本投入加大、空間資源占用更多的問(wèn)題[3-4]。此外，較高的直流配電電壓水平意味著線(xiàn)路上的負(fù)載也明顯增加，故障發(fā)生的概率也會(huì)增加，故障時(shí)更多負(fù)荷會(huì)遭遇停電風(fēng)險(xiǎn)，因而配電電壓等級(jí)不宜過(guò)高。從以上分析電壓質(zhì)量、電氣絕緣、供電可靠性與電壓等級(jí)的關(guān)系能夠看出，這些都是影響電壓等級(jí)的內(nèi)在要素。

電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)是判斷直流電壓等級(jí)選擇是否合理的標(biāo)準(zhǔn)以及最終的目標(biāo)。具體來(lái)說(shuō)，電壓等級(jí)的選擇不但要保障系統(tǒng)的安全牢靠運(yùn)行，而且要保證電能質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，提高發(fā)電效率和輸電效率，降低線(xiàn)損。在直流配電中，高電壓能夠提高線(xiàn)路的供電能力。因而我們希望在滿(mǎn)足安全性的要求下，盡量提高直流電壓水平，從而保證線(xiàn)路的供電能力和提高線(xiàn)路的傳輸距離[5]。

因?yàn)橹绷髋潆娤到y(tǒng)規(guī)模大、投資大，投資經(jīng)濟(jì)性對(duì)直流配電網(wǎng)建設(shè)的影響至關(guān)重要。而投資經(jīng)濟(jì)性又和直流設(shè)備、線(xiàn)路及電能損耗費(fèi)用息息相關(guān)。因而，投資經(jīng)濟(jì)性是影響電壓水平的重要內(nèi)部要素。

1.2 外部要素

隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，電力需求持續(xù)增加，電力系統(tǒng)需要傳輸更多的容量。為了使電力滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、減少系統(tǒng)損耗、提高用電效率，選擇合適的電壓等級(jí)發(fā)揮著十分重要的作用。所以，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是影響配電電壓水平的外部要素。

電力電子技術(shù)的發(fā)展影響著直流配電的推廣和運(yùn)用[6]，直流設(shè)備的研發(fā)技術(shù)決定了設(shè)備的額定參數(shù)和建設(shè)直流配電網(wǎng)的技術(shù)可行性。儲(chǔ)能裝置自身以直流方式工作，在低壓配電網(wǎng)中，接入設(shè)備和控制技術(shù)都相對(duì)簡(jiǎn)單，主要用作應(yīng)急電源、接入用戶(hù)側(cè)、增加備用容量、提高電能質(zhì)量及供電可靠性。因而，電力電子技術(shù)、直流設(shè)備研發(fā)技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展也是影響電壓水平的外部要素[7]。

到2020年，分布式發(fā)電裝機(jī)容量將大幅增加，分布式能源主要連接到配電網(wǎng)。未來(lái)20～50年間，配電網(wǎng)將會(huì)逐漸接納大批的分布式能源發(fā)電和儲(chǔ)能裝置并網(wǎng)，它將分布式能源與微電網(wǎng)相結(jié)合，發(fā)展成為有源配電網(wǎng)。因?yàn)榉植际侥茉矗ü夥?、蓄電池、燃料電池、超?jí)電容等）輸出電能的形式為直流，所以應(yīng)該選用合理的電壓等級(jí)，為分布式電源的接入提供更便捷的配電環(huán)境。因而，電源也是影響電壓水平的外部要素之一[4，8]。

綜上，用圖1可視化影響電壓水平的內(nèi)、外部因素。

圖1 電壓等級(jí)影響要素示意圖Fig.1 Schematic diagram of voltage level influence factors

在國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)政策的鼎力支持下，電動(dòng)汽車(chē)的數(shù)量在逐年增加。電動(dòng)汽車(chē)作為直流負(fù)荷，將占據(jù)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中直流負(fù)荷的很大一部分比例。其次，隨著信息技術(shù)的不停發(fā)展和5G技術(shù)的戰(zhàn)略部署，大批的微處理器、計(jì)算機(jī)、傳感器、通迅設(shè)備和智能終端將耗費(fèi)更多的直流電源能量[9]。發(fā)光二極管（LED）作為節(jié)能的直流負(fù)荷也具有光明的發(fā)展前景。因而，須要充分考慮負(fù)荷的需要，制訂合理的電壓等級(jí)，以滿(mǎn)足國(guó)家的用電需求。

2 智能園區(qū)低壓直流配電電壓等級(jí)研討

2.1 智能園區(qū)低壓直流配電網(wǎng)電壓等級(jí)序列推薦值

智能園區(qū)的供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)須要滿(mǎn)足不同的供電需求。因?yàn)槲覈?guó)的交流配電系統(tǒng)電壓是220 V，直流設(shè)備，如加熱設(shè)備和LED能夠繼續(xù)工作在220 V電壓水平，而不需要輔助設(shè)備或者是進(jìn)行設(shè)備本身的變動(dòng)。因而，選取DC 220 V能夠繼續(xù)滿(mǎn)足原有設(shè)備的供電需求，節(jié)省了投入成本。若采用相電壓的峰值DC 310 V進(jìn)行直流配電，那么設(shè)備的改動(dòng)也很小，而且，它能最大限度地兼容原電纜的絕緣等級(jí)，不需要對(duì)電纜進(jìn)行升級(jí)，節(jié)省了大批量投資[4，10]。

DC 380 V可用于向空調(diào)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、廚房和其他大型家用電器供電。且DC 380 V直流配電技術(shù)在世界上已有先例，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)建議數(shù)據(jù)中心和電動(dòng)汽車(chē)的直流電壓等級(jí)為DC 400 V。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者建議將DC 380 V列為建筑供電系統(tǒng)直流電壓等級(jí)。因而，我們應(yīng)該協(xié)調(diào)國(guó)內(nèi)和國(guó)際要素，能夠選擇DC 380 V作為一級(jí)供電等級(jí)[11]。

從個(gè)人和設(shè)備安全的角度來(lái)看，DC 48 V不需要任何保護(hù)，甚至能夠直接接觸DC 48 V的帶電部分，可以用于向小型家電供電。因?yàn)镈C 48 V不但能夠提高計(jì)算機(jī)等低壓設(shè)備的供電安全性，還能夠節(jié)省電源適配器。因而，它也是通訊部門(mén)使用的電壓等級(jí)。使用這個(gè)電壓等級(jí)能夠直接使用一些支持設(shè)備，不需要進(jìn)行設(shè)備更迭。

直流配電網(wǎng)依照母線(xiàn)數(shù)量能夠分為單極性和雙極性。單極性直流配電網(wǎng)只含有正、零2條母線(xiàn)，雙極性微網(wǎng)含有正線(xiàn)、負(fù)線(xiàn)和零線(xiàn)3條母線(xiàn)。由于直流負(fù)載的種類(lèi)繁多，因此所需要的供電電壓也需要多種等級(jí)，采用雙極性直流配電網(wǎng)能夠滿(mǎn)足比單極性更多的負(fù)荷對(duì)電壓等級(jí)的需求，從而能夠減少能量轉(zhuǎn)化時(shí)的能量損耗[12]。

綜上所述，得到智能園區(qū)低壓直流配電網(wǎng)電壓等級(jí)序列的推薦值為±48/110/220/310/380 V。

2.2 推薦值的理論驗(yàn)證

電壓等級(jí)的配置主要遵照“幾何均值”原則[12]。電網(wǎng)的運(yùn)行需要效益最大化，既要滿(mǎn)足電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行又要保證運(yùn)行的綜合費(fèi)用最低。在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓Ui和Ui+1之間有一個(gè)經(jīng)濟(jì)帶，因而，經(jīng)濟(jì)電壓不必然等于標(biāo)準(zhǔn)電壓。經(jīng)濟(jì)電壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓存在“幾何均值”關(guān)系[2]。在相同的負(fù)荷密度、供電半徑和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)下，相鄰的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓能夠是等效的經(jīng)濟(jì)電壓。假如電壓等級(jí)序列中的每一個(gè)電壓值都是經(jīng)濟(jì)電壓，就能滿(mǎn)足配電網(wǎng)運(yùn)行綜合費(fèi)用最低。

式中：Uj為經(jīng)濟(jì)電壓。

利用“幾何均值”原則對(duì)本文給出的推薦值進(jìn)行理論驗(yàn)證，驗(yàn)證圖如圖2所示。圖2中，驗(yàn)證過(guò)程呈現(xiàn)多層結(jié)構(gòu)。位于底層的數(shù)值部分即為本文給出的推薦值，第2層的數(shù)值是推薦值利用“幾何均值”得到的計(jì)算值，對(duì)比于第1層的推薦值，可以得到推薦值滿(mǎn)足“幾何均值”原則的結(jié)論。

圖2“幾何均值”驗(yàn)證圖Fig.2 Geometry mean verification chart

驗(yàn)證計(jì)算如下：

驗(yàn)證結(jié)果表明，上文所確定的電壓等級(jí)序列滿(mǎn)足理論要求。推薦值中的每一個(gè)電壓都近似等于經(jīng)濟(jì)電壓，能夠有效地降低電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。

3 智能園區(qū)直流配電電壓等級(jí)序列經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

在確定電壓等級(jí)序列后，依然需要通過(guò)必然的評(píng)價(jià)方法對(duì)直流配電電壓等級(jí)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方法須要科學(xué)、一致、系統(tǒng)、獨(dú)立、實(shí)用、適應(yīng)性強(qiáng)，并結(jié)合直流配電網(wǎng)的特點(diǎn)。直流配電網(wǎng)電壓等級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)是可靠性、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性，其中，可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有：換流站可靠性、直流配電線(xiàn)路可靠性；經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)有：運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和建設(shè)投資經(jīng)濟(jì)性；適應(yīng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)有：負(fù)荷發(fā)展的適應(yīng)性、電源接入的適應(yīng)性、研發(fā)制造技術(shù)的適應(yīng)性以及社會(huì)發(fā)展的適應(yīng)性[2]。鑒于篇幅的限制，本文主要通過(guò)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)所選直流配電網(wǎng)的電壓等級(jí)。

已有文獻(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)中壓等級(jí)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)估[13]，但是鮮有對(duì)低壓等級(jí)經(jīng)濟(jì)性的評(píng)估，故本文將借鑒中壓等級(jí)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的方法來(lái)對(duì)智能園區(qū)低壓直流配電網(wǎng)電壓等級(jí)序列進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性的評(píng)估。

3.1 供電物理模型

直流配電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備主要包含變電站、換流站、電纜、斷路器、變壓器和逆變器。根據(jù)調(diào)研，低壓配電網(wǎng)的常見(jiàn)負(fù)荷分類(lèi)如下：低壓直流負(fù)荷（供暖設(shè)備、白熾燈、供熱系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、廚房及其他大型家電、樓宇供電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心和電動(dòng)汽車(chē)）與低壓交流負(fù)荷兩類(lèi)。圖3為低壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3 低壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Low-voltage distribution network structure diagram

3.2 經(jīng)濟(jì)模型

建立配電網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)模型，以單位負(fù)荷年度總成本為目標(biāo)：

式中：F為單位負(fù)荷年總成本；C為施工成本；U為年運(yùn)行成本；P為總負(fù)荷。

其中

綜上，目標(biāo)函數(shù)可表示為

式中：q為資金回收系數(shù)，依照國(guó)家財(cái)務(wù)法規(guī)q=1.0～1.4，本文取為1.1；I為方案總投資；i為折現(xiàn)率；n為方案建設(shè)年限；L為電能年損耗費(fèi)用；I0為年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用依照總投資必然比例提??；kY為提取比例，依照國(guó)家財(cái)務(wù)法規(guī)選取為1.5%；R為圓形供電區(qū)域半徑；σ為負(fù)荷密度（單位MW/km2，以下省略）。

3.3 目標(biāo)函數(shù)求解

求解目標(biāo)函數(shù)需要確定低壓直流配電方案總投資金額、電能年損耗費(fèi)用、年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、電網(wǎng)線(xiàn)路的供電區(qū)域半徑以及負(fù)荷密度。

據(jù)文獻(xiàn)[5]中分析，方案總投資包含：變電站本體投資、換流站本體投資以及直流配電線(xiàn)路建設(shè)投資。投資成本和變電站的容量成正相關(guān)的關(guān)系。直流配電容量值參考《T/CEC107—2016直流配電電壓》標(biāo)準(zhǔn)，具體的傳輸容量和電壓等級(jí)的關(guān)系見(jiàn)表1，直流配電傳輸容量計(jì)算的基準(zhǔn)環(huán)境溫度依照+25°C，最高允許溫度依照+70°C考慮。

表1 ±1 500 V至±110 V直流配電傳輸容量Tab.1 ±1 500 V to±110 V DC power distribution transmission capacity

低壓直流配電網(wǎng)絡(luò)的總投資金額、每年損耗的電能費(fèi)用以及每年進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用均以陜西省西安市某智慧產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)園的案例為參考。電網(wǎng)線(xiàn)路的供電區(qū)域半徑和負(fù)荷密度按照《20 kV配電網(wǎng)規(guī)劃與改造》在符合經(jīng)濟(jì)性的范圍內(nèi)進(jìn)行選取。選取到合適值之后將確定的數(shù)值帶入到目標(biāo)函數(shù)中去，之后在Matlab中進(jìn)行編程求解，單位負(fù)荷年總費(fèi)用計(jì)算結(jié)果如圖4所示。從圖4中能夠看出，隨著低壓等級(jí)的增加，負(fù)荷密度增加，說(shuō)明線(xiàn)路帶載能力增強(qiáng)；隨著低壓等級(jí)的增加，單位負(fù)荷運(yùn)行的年總費(fèi)用增加；隨著負(fù)荷密度的增加，單位負(fù)荷運(yùn)行的年總費(fèi)用減少。17＜σ＜30時(shí)，48 V線(xiàn)路年總費(fèi)用最小，110 V方案次之，220 V方案最差；30＜σ＜45時(shí)，110 V線(xiàn)路年總費(fèi)用最小，220 V方案次之；60＜σ＜70時(shí)，310 V線(xiàn)路年總費(fèi)用最小，380 V方案次之。

圖4 各電壓等級(jí)單位負(fù)荷年總費(fèi)用Fig.4 Total annual cost of each voltage level unit load

根據(jù)圖4目標(biāo)函數(shù)的求解結(jié)果來(lái)看，當(dāng)25＜σ＜30時(shí)，48 V，110 V，220 V 3種電壓等級(jí)的單位負(fù)荷年運(yùn)行總費(fèi)用不同；30＜σ＜45時(shí)，110 V，220 V的單位負(fù)荷年運(yùn)行總費(fèi)用不同；60＜σ＜75時(shí)，310 V，380 V的單位負(fù)荷年運(yùn)行總費(fèi)用不同。因而，25＜σ＜30時(shí)，以48 V方案的單位負(fù)荷年運(yùn)行費(fèi)用為基準(zhǔn)，計(jì)算其與110 V，220 V方案費(fèi)用的差值，如圖5所示。

圖5 不同電壓等級(jí)單位負(fù)荷年運(yùn)行費(fèi)用差Fig.5 Annual operating cost difference for unit load of different voltage levels

隨著σ的變化，110 V與48 V方案的年費(fèi)用差值在σ=27時(shí)最大，110 V與48 V方案的年費(fèi)用差值隨著σ的增加而平穩(wěn)增加；30＜σ＜45時(shí)，以110 V方案的單位負(fù)荷年運(yùn)行費(fèi)用為基準(zhǔn)，計(jì)算其與220 V方案費(fèi)用的差值，如圖6所示，220 V與110 V方案的年費(fèi)用差值隨著σ的增加而平穩(wěn)增加；60＜σ＜70時(shí)，以310 V方案的單位負(fù)荷年運(yùn)行費(fèi)用為基準(zhǔn)，計(jì)算其與380 V方案費(fèi)用的差值，如圖7所示：380 V與310 V方案的年費(fèi)用差值隨著σ增加而平穩(wěn)增加。

圖6 220 V和110 V單位負(fù)荷年運(yùn)行費(fèi)用差Fig.6 Annual operating cost difference of 220 V and 110 V unit load

圖7 380 V和310 V單位負(fù)荷年運(yùn)行費(fèi)用差Fig.7 Annual operating cost difference of 380 V and 310 V unit load

4 結(jié)論

本文在智能園區(qū)物理模型的基礎(chǔ)上，于Matlab中建立了其經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)模型，以單位負(fù)荷年度總成本最低為目標(biāo)進(jìn)行求解。由所得到的結(jié)果可知：在10＜σ＜70的范圍內(nèi)，低壓等級(jí)的配電網(wǎng)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，具有很大的應(yīng)用前景。