張彥,羅寧,盧嗣斌

（貴州電網有限責任公司電網規(guī)劃研究中心配網規(guī)劃室，貴州貴陽 550003）

1 引言

大數據分析是一種針對大規(guī)模網絡數據的實用型分析方法，具有數據量大、傳輸類型多、真實性強、連接速度快、運行價值高等多項應用優(yōu)勢。在電網運行環(huán)境中，數據倉庫是實現大數據分析需求的底層應用設備，可同時承擔多項信息供需與信號加載指令，并按照傳輸電量的實際搜索目的，對網絡數據信息進行查詢與訪問處理。

文獻[1]提出了一種基于負荷預測的分布式能源和儲能系統聯合選址定容規(guī)劃方法，采用改進的遺傳算法進行多目標優(yōu)化求解；基于IEEE-RTS24 總線系統對配電網進行規(guī)劃．結果表明，文章所提出的規(guī)劃方法能夠合理配置分布式系統容量，保證電網經濟運行，為主動配電網規(guī)劃和擴容提供依據和方法。文獻[2]提出了一個分布式的網格負載柔性控制優(yōu)化框架。該方案基于牛頓迭代法以提供快速收斂性，并可擴展到聚集級的大量負載。所開發(fā)的優(yōu)化框架基于內點法和模型預測控制的概念。

在大規(guī)模電網應用環(huán)境中，隨傳輸電子數量的增加，電容的錯誤配比數值條件也會不斷增大，直至造成電網擴展空間嚴重受限。為避免上述情況的發(fā)生，柔性電網規(guī)劃策略在電源容量配置方案的作用下，計算傳輸電子的實際存儲極值，再借助全壽命周期理論，建立準確的規(guī)劃處理方案。但此方法所能承載的電量容錯值水平相對較低，很難使電網電量的實際存儲值達到理想化數值標準。為解決此問題，引入大數據分析方法，在配比電路結構體的支持下，設計一種新型的大規(guī)模電網電源規(guī)劃方法，并通過對比實驗的方式，突出傳統方法與新型方法之間的實用差異性。

2 基于大數據分析的電源電網建模

基于大數據分析的電源電網建模包含電子配比電路設計、電網可信容量定義、有效載荷能力確定三個處理流程，具體操作方法如下。

2.1 電子配比電路

電子配比電路由電子放大器、電子集成器兩類應用元件共同組成。在+Vcc輸入端與-Vcc輸出端之間，存在15個阻值不完全相同的電容連接設備，其中存在于配比電路上部的電容設備阻值相對較大，可根據電網電源的實際電壓輸出水平，更改阻值結構體的實際接入比重，從而實現對TI、T4 兩類電子規(guī)劃部件的有效調節(jié)[3-4]。存在于配比電路下部的電容設備阻值相對較小，能夠較好適應T2、T3兩類電子規(guī)劃部件的實際控制行為，并可按照-Vcc 輸出端中電子量的傳輸效率水平，對整個電路環(huán)境中的電壓與電流數值進行有效調節(jié)，從而實現對電網電量應用關系的適配與平衡。

2.2 電網可信容量定義

電網可信容量描述了電子配比電路中的電流與電壓均值輸出水平，為大數據分析電源電網建模處理所需的數值應用條件。在等效電阻應用條件的作用下，電子配比電路中累積的電流與電壓傳輸總量值越大，最終計算所得的電網可信容量水平也就越高[5-6]。電子配比電路中的電流累積量可表示為Imax，隨電網規(guī)劃時間的延長，該項物理量的數值表現水平也會不斷增大，當電網應用電量的短期傳輸時長t1與長期傳輸時長t2不再發(fā)生改變時，該項物理量的實際表現數值也開始逐漸趨于穩(wěn)定。電子配比電路中的電壓累積量可表示為Umax，隨實際電網建設規(guī)模的增大，該項物理量的表現數值會出現明顯的兩極化變化趨勢，即電網建設規(guī)模越大，電壓累積量的表現數值也就越大，反之則越小。在上述物理量的支持下，可將下限電網空間α0、上限電網空間α1區(qū)間內的電網可信容量表達式定義為：

上式中，R代表電子配比電路中的電阻負載均值，代表特征電阻數值代表與電網應用電量相關的信道傳輸系數，代表電子量傳輸均值，β代表與大規(guī)模電網電源相關的電量規(guī)劃系數，代表電網環(huán)境中的電力傳輸應用指標。

2.3 有效載荷能力確定

有效載荷能力是指在電網機組接入電源負載環(huán)境的情況下，電子配比電路在負荷水平的數值增加成分，若電網可信容量的實際度量條件不會發(fā)生改變，則最終計算所得的有效載荷能力水平也會逐漸趨于穩(wěn)定。在不考慮其它干擾條件的情況下，電網機組在電源負載環(huán)境中所占的輸入比值越大，與電子配比電路相關的電源有效載荷能力也就越強，反之則越弱[7-8]。規(guī)定i0代表大規(guī)模電網應用環(huán)境中的大數據電源信息最小篩選權限值，i1代表最大篩選權限值，在單位電子輸出量保持為△l的情況下，聯立公式(1)，可將電子配比電路的有效載荷能力計算結果表示為：

其中，f 代表電子載荷系數，s1代表第一個輸入的電子特征參量值，sn代表第一個n個輸入的電子特征參量值。

3 大規(guī)模電網電源的規(guī)劃方法

在大數據分析電源電網建模條件的支持下，按照目標規(guī)劃函數建立、可靠性電源指標計算、電池模塊最優(yōu)容量配置的處理流程，實現基于大數據分析大規(guī)模電網電源規(guī)劃方法的順利應用。

3.1 目標規(guī)劃函數

目標規(guī)劃函數能夠用于推測大規(guī)模電網電源中應用電子量的實際傳輸規(guī)律，可在聯合有效載荷能力條件的同時，確定應用電壓與應用電流的實際傳輸方向，從而實現對電網運行需求的分層調度與執(zhí)行。在一個完整的電子傳輸周期內，電量應用誤差值越小，最終計算所得的目標規(guī)劃函數實用等級水平也就越高。一般情況下，電網應用電流不會在同一時間作用于兩個不同的電源分支設備上，即電網應用電流的實際傳輸規(guī)劃行為具有唯一性。在此規(guī)劃條件的支持下，設δ1代表與第一次電量遷移行為相關的電網規(guī)劃系數，δ2代表與第二次電量遷移行為相關的電網規(guī)劃系數，θ1、θ2代表兩個不同的大數據電量傳輸行為指標，聯立公式(2)，可將大規(guī)模電源電網的的目標規(guī)劃函數定義為：

上式中，k′代表傳輸電子量的均值存儲條件，ξ代表既定的大數據分析權限值，D代表電網區(qū)域環(huán)境下的電量應用存儲指標代表與既定電子傳輸同向的電網電源規(guī)劃向量。

3.2 可靠性電源指標計算

可靠性電源指標能夠影響大規(guī)模電網在單位時間內的運行負載情況，且隨著電源規(guī)劃時間的延長，可靠性指標的連接運載系數也會不斷發(fā)生改變，直至最終的大數據應用權限結果逐漸趨于穩(wěn)定。與其它電子量應用系數相比，可靠性電源指標的適用范圍相對較為廣泛，能夠較好適應大規(guī)模電網的實際應用環(huán)境，并針對不同的電量執(zhí)行方案，提出具有應用實效性的電網整改意見。設代表大規(guī)模電網環(huán)境下的傳輸電子應用存儲極值，ω↓代表低等級的電量規(guī)劃條件，ω↑代表高等級的電量規(guī)劃條件，聯立公式(3)，可將可靠性電源指標計算結果表示為：

其中，h代表與大規(guī)模電網電源相關的電量偏導規(guī)劃系數，、分別代表最小和最大的電子執(zhí)行輸入條件，代表既定電量傳輸系數，代表電子波動傳輸權限值。

3.3 電池模塊的最優(yōu)容量配置

電池模塊最優(yōu)容量配置是基于大數據分析大規(guī)模電網電源規(guī)劃方法設計的末尾處理環(huán)節(jié)，可在已知電網電壓差、電源節(jié)點執(zhí)行系數、電子規(guī)劃量等多項數值應用條件的基礎上，確定電網環(huán)境下的最大電量傳輸應用條件。電網電壓差常表示為u0，在既定電量執(zhí)行周期內，該項物理系數的表現實值越大，最終計算所得的電池模塊容量配置結果也就越大。電源節(jié)點執(zhí)行系數常表示為φ，隨實際電網規(guī)劃時間的延長，該項物理系數的表現實值也會逐漸增大，直至與大規(guī)模電網的實際量化行為差值完全相等。電子規(guī)劃量常表示為b′，與其它應用系數相比，該項物理量的應用穩(wěn)定能力相對較強，能夠較好適應大規(guī)模電網電源的實際規(guī)劃行為。在上述物理量的支持下，聯立公式(4)，可將電池模塊的最優(yōu)容量配置結果表示為：

上式中，c0代表電網電池模塊的最小電量承載條件，c1代表電網電池模塊的最大電量承載條件，γ1、γ2分別代表兩個不同的電容分配系數，v代表大規(guī)模電網環(huán)境中的電子傳輸速率值。至此，完成各項應用系數指標的計算與處理，在大數據分析原理的支持下，實現大規(guī)模電網電源規(guī)劃方法的順利應用。

4 實驗數值分析

為驗證基于大數據分析大規(guī)模電網電源規(guī)劃方法的實際應用價值，設計如下對比實驗。在相同實驗環(huán)境下，同時連接實驗組與對照組配電應用主機，當傳輸電子量逐漸趨于穩(wěn)定后，閉合電網高壓端的輸入開關，通過人工調節(jié)的方式，使各項電量應用指標的數值記錄結果始終保持穩(wěn)定，其中實驗組配電主機搭載基于大數據分析大規(guī)模電網電源規(guī)劃方法，對照組配電主機搭載柔性電網規(guī)劃策略。

圖2 電網配電主機

已知電量容錯值、電量存儲值均能反應電網主機對于存儲電量的配比調度能力，一般情況下，電量容錯值越大、電量存儲值越小，代表電網主機所具備的電量配比調度能力越強，反之則越弱。具體實驗結果如表1、表2所示。

表1 電量容錯值對比表

分析表1可知，隨著實驗時間的延長，實驗組電量容錯值在小幅上升狀態(tài)后，開始逐漸趨于穩(wěn)定，全局最大值達到了7．5×109T，與全局最小值6．3×109T相比，上升了1．2×109T。對照組電量容錯值則在一段時間的穩(wěn)定狀態(tài)后，開始持續(xù)下降，全局最大值僅達到5．8×109T，與全局最小值4．6×109T相比，上升了1．2×109T，單從極限數值的角度來看，對照組實驗水平遠低于實驗組。綜上可知，隨著基于大數據分析大規(guī)模電網電源規(guī)劃方法的應用，電量容錯值的實際表現水平得到有效促進，可在一定程度上增強電網主機對于存儲電量的配比調度能力。

分析表2可知，隨著實驗時間的延長，實驗組電網電量存儲值一直保持先上升、再下降的變化趨勢，全局最大值僅達到4．9×109T，與全局最小值3．2×109T相比，下降了1．7×109T。對照組電網電量存儲值則一直保持不斷上升的變化趨勢，全局最大值達到了7．8×109T，與全局最小值5．7×109T 相比，上升了2．1×109T，從極大值角度來看，實驗組數值水平遠低于對照組。綜上可知，隨著基于大數據分析大規(guī)模電網電源規(guī)劃方法的應用，電網電量存儲值出現了明顯下降的變化趨勢，能夠較好滿足電網主機對于存儲電量進行配比調度的實際應用需求。

表2 電網電量存儲值對比表

5 結束語

與柔性電網規(guī)劃策略相比，基于大數據分析大規(guī)模電網電源規(guī)劃方法流程更為簡單，可在最優(yōu)容量配置調節(jié)、可靠性電源指標等多項理論系數的支持下，對電子配比電路的執(zhí)行結構進行初步完善，并可以在定義電網可信容量的同時，實現對有效載荷能力的精準確定。實驗過程中，電量容錯值的提升、電量存儲值的下降都可使大規(guī)模電網傳輸環(huán)境得到有效維護，能夠有效解決因電容錯誤配比而造成的電網擴展空間受限的問題。