國(guó)網(wǎng)浙江省臨海市供電公司 金鳴騏

1 引言

隨著分布式能源的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)配電系統(tǒng)面臨著諸多挑戰(zhàn)和機(jī)遇。分布式電源的大規(guī)模接入對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行、穩(wěn)定性和能源利用效率提出了新的要求。配電系統(tǒng)線損優(yōu)化作為一個(gè)重要問(wèn)題，具有提高系統(tǒng)效率、減少能源浪費(fèi)和環(huán)境保護(hù)等重要意義。為此，在分布式能源背景下，研究面向分布式能源的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化，對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 面向分布式能源的配電系統(tǒng)概述

2.1 分布式能源發(fā)電技術(shù)

分布式能源發(fā)電技術(shù)是指將多個(gè)小型發(fā)電站分布在不同地點(diǎn)，通過(guò)使用可再生能源或傳統(tǒng)能源，以滿(mǎn)足本地區(qū)域的能源需求。這種技術(shù)能夠降低能源輸送損耗，減少能源的浪費(fèi)。由于分布式能源發(fā)電站靠近能源使用地點(diǎn)，電能的輸送距離縮短，減少了能源輸送過(guò)程中的能量損耗。分布式能源發(fā)電技術(shù)能夠提高能源供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性[1]。由于分布式能源發(fā)電站數(shù)量較多且分布廣泛，當(dāng)某個(gè)發(fā)電站出現(xiàn)故障時(shí)，其他發(fā)電站能夠繼續(xù)供應(yīng)能源，確保能源供應(yīng)的連續(xù)性。分布式能源發(fā)電技術(shù)可以降低對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴(lài)程度，減少環(huán)境污染和碳排放。通過(guò)使用可再生能源，如太陽(yáng)能和風(fēng)能，可以減少對(duì)化石燃料的需求，降低環(huán)境負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.2 分布式電源并網(wǎng)方式

分布式電源并網(wǎng)方式是指將分布在不同地點(diǎn)的小型電源和傳統(tǒng)的中央發(fā)電站連接起來(lái)，形成一個(gè)統(tǒng)一的電力網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)分布式電源并網(wǎng)有幾種方法。一種方法是使用微電網(wǎng)技術(shù)。微電網(wǎng)是一個(gè)獨(dú)立的小型電力系統(tǒng)，可以與主電網(wǎng)進(jìn)行連接，也可以獨(dú)立運(yùn)行。在微電網(wǎng)中，分布式電源可以與傳統(tǒng)的中央發(fā)電站進(jìn)行并網(wǎng)，通過(guò)能量管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度和控制。另一種方法是使用虛擬電廠技術(shù)。虛擬電廠是由多個(gè)小型分布式電源組成的一個(gè)集中調(diào)度和控制系統(tǒng)。虛擬電廠將分布式電源看作是一個(gè)整體，可以根據(jù)電力需求和市場(chǎng)變化進(jìn)行靈活調(diào)度和配置。

3 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)的影響

3.1 分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損影響分析

分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)的網(wǎng)損有著顯著影響。分布式電源的接入可以減少系統(tǒng)輸電過(guò)程中的線損。傳統(tǒng)的中央發(fā)電站通常位于電網(wǎng)較遠(yuǎn)的地方，而分布式電源則可以接近負(fù)荷中心，減少輸電距離和傳輸損耗。分布式電源的接入可以提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。由于分布式電源數(shù)量較多，分布廣泛，其接入使得電網(wǎng)的電源更加分散，減輕了負(fù)荷集中對(duì)電壓的影響。此外，分布式電源的接入還可以降低系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷，減少設(shè)備負(fù)荷率，進(jìn)一步減少網(wǎng)損。分布式電源的接入能夠有效降低配電網(wǎng)的網(wǎng)損，提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量和運(yùn)行效率。

3.2 分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損影響分析

分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的網(wǎng)損具有雙重影響。分布式電源的并網(wǎng)可以減少電網(wǎng)輸電線路的電阻損耗，降低輸電線路的損耗率。由于分布式電源通常位于負(fù)荷中心附近，減少了輸電距離和線路電阻，從而減少了輸電過(guò)程中的電能損耗。而分布式電源的并網(wǎng)也會(huì)增加電網(wǎng)的線損。由于并網(wǎng)的分布式電源增加了電網(wǎng)的供電能力，當(dāng)負(fù)荷較小時(shí)，電網(wǎng)供電能力將超過(guò)負(fù)荷需求，導(dǎo)致部分電能不能得到合理利用，從而增加了電網(wǎng)的線損。因此，在分布式電源并網(wǎng)時(shí)，需要綜合考慮供需匹配和線路損耗之間的平衡，以盡可能地減小網(wǎng)損。

3.3 分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)電壓質(zhì)量影響分析

分布式電源的并網(wǎng)可以提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。由于分布式電源的接入使得電網(wǎng)的電源更加分散，減輕了負(fù)荷對(duì)電壓的沖擊，降低了電壓的波動(dòng)和電壓失調(diào)的可能性。

分布式電源的并網(wǎng)可以提高電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)能力。分布式電源具有響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)靈活的特點(diǎn)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)自身輸出電壓和頻率，快速響應(yīng)電網(wǎng)電壓的調(diào)整需求，保持電網(wǎng)電壓在穩(wěn)定范圍內(nèi)[2]。分布式電源的并網(wǎng)還可以提供無(wú)功功率支持，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，進(jìn)一步提高電壓質(zhì)量。因此，分布式電源的并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量有積極的影響。

3.4 分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)電能質(zhì)量影響分析

分布式電源的并網(wǎng)可以提供更可靠的電能供應(yīng)。由于分布式電源具有分散性和多樣性，可以避免由于中央發(fā)電站單點(diǎn)故障導(dǎo)致的大范圍停電。分布式電源的并網(wǎng)能夠分擔(dān)電網(wǎng)供電負(fù)荷，提高供電的可靠性和穩(wěn)定性，確保用戶(hù)得到持續(xù)穩(wěn)定的電能供應(yīng)。

分布式電源的并網(wǎng)對(duì)電能的質(zhì)量控制有著積極影響。分布式電源通常采用先進(jìn)的轉(zhuǎn)換器和逆變器技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電能的高效轉(zhuǎn)換和優(yōu)質(zhì)供應(yīng)。通過(guò)精確控制輸出電壓、頻率和波形形狀，分布式電源可以提供更穩(wěn)定、紋波更低、諧波更小的電能，有效降低電能的噪聲干擾和波動(dòng)，提高電能的質(zhì)量。

4 面向分布式能源的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略

4.1 基于能源互聯(lián)網(wǎng)的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略

能源互聯(lián)網(wǎng)是一種基于信息通信技術(shù)的能源系統(tǒng)集成和優(yōu)化的新型能源供應(yīng)體系。在配電系統(tǒng)中，線損是指電能在輸送過(guò)程中由于電流通過(guò)導(dǎo)線電阻而轉(zhuǎn)化為熱能的損耗。線損的存在不僅會(huì)造成能源浪費(fèi)，還會(huì)引發(fā)發(fā)電成本上升、供電質(zhì)量下降等問(wèn)題。因此，采取合理的線損優(yōu)化策略對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)配電系統(tǒng)的高效運(yùn)行至關(guān)重要。

一種基于能源互聯(lián)網(wǎng)的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略是通過(guò)優(yōu)化供電線路的規(guī)劃和配置，減少電能在輸送過(guò)程中的損耗。例如，通過(guò)合理選擇導(dǎo)線截面積、減少線路長(zhǎng)度、優(yōu)化變電站布置等方式來(lái)降低線損。引入智能配電設(shè)備和傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)負(fù)荷變化和線路條件自動(dòng)調(diào)整供電模式，進(jìn)一步提高能源利用率。

例如，某區(qū)域的配電系統(tǒng)由多個(gè)變電站和供電線路組成。通過(guò)對(duì)供電線路的分析和規(guī)劃，可以確定合理的線路長(zhǎng)度和截面積。在高負(fù)荷時(shí)，可以利用調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷需求自動(dòng)調(diào)整線路的供電方式，選擇合適的變電站進(jìn)行供電，避免過(guò)載，并降低線損。當(dāng)負(fù)荷變化較小時(shí)，可以采用智能配電設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)整供電模式，使得電能傳輸更加高效。

4.2 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略

機(jī)器學(xué)習(xí)是一種通過(guò)利用算法和統(tǒng)計(jì)模型來(lái)使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從數(shù)據(jù)中自動(dòng)學(xué)習(xí)和改進(jìn)的方法。在配電系統(tǒng)中，通過(guò)運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和建模，以預(yù)測(cè)負(fù)荷需求和線路狀態(tài)，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)優(yōu)化配電系統(tǒng)的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)線損的優(yōu)化[3]。

一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略是建立線損預(yù)測(cè)模型，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)供電線路進(jìn)行調(diào)度和控制。例如，可以利用歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)和線路狀態(tài)數(shù)據(jù)，使用回歸模型或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立線損預(yù)測(cè)模型。通過(guò)分析模型的輸出結(jié)果，可以預(yù)測(cè)不同負(fù)荷條件下的線損情況，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行供電線路的優(yōu)化配置和調(diào)度。

如果預(yù)測(cè)結(jié)果顯示某個(gè)供電線路在預(yù)期的高負(fù)荷情況下可能出現(xiàn)過(guò)載，可以通過(guò)智能控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整供電策略，將部分負(fù)荷分配到其他線路，從而平衡負(fù)荷和降低線損。同時(shí)，可以根據(jù)預(yù)測(cè)的線損情況，優(yōu)化線路的運(yùn)行參數(shù)，如調(diào)整變壓器的容量和連接方式，以進(jìn)一步降低線損。

基于機(jī)器學(xué)習(xí)的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略可以不斷根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和優(yōu)化，從而提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的自適應(yīng)能力。通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)和反饋調(diào)整，該策略能夠逐步提升對(duì)負(fù)荷需求和線路狀態(tài)的預(yù)測(cè)能力，進(jìn)一步優(yōu)化配電系統(tǒng)的線損。

4.3 基于智能電網(wǎng)的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略

智能電網(wǎng)是一種利用信息通信技術(shù)和先進(jìn)的控制與管理策略實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)智能化、可持續(xù)發(fā)展的新型電網(wǎng)。在配電系統(tǒng)中，基于智能電網(wǎng)的線損優(yōu)化策略旨在通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析和控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電線路的精確管理，從而減少線損和能源浪費(fèi)。

一種基于智能電網(wǎng)的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略是通過(guò)部署傳感器和智能設(shè)備，在線監(jiān)測(cè)供電線路的負(fù)荷、電壓、電流等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊斜O(jiān)控中心。通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)了解供電線路的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)線路故障和高負(fù)荷情況，并及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。例如，假設(shè)某個(gè)供電線路在特定時(shí)段出現(xiàn)高負(fù)荷情況，通過(guò)智能電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到了線路電流超過(guò)額定值的信號(hào)。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，并及時(shí)通知運(yùn)維人員調(diào)整供電策略，比如調(diào)整變壓器的容量、增加線路的容量等，以減少線損?；谥悄茈娋W(wǎng)的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略還可以通過(guò)智能投資和管理運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)線路配置的優(yōu)化。例如，通過(guò)預(yù)測(cè)和模擬分析，確定合理的線路規(guī)劃和配電設(shè)備布局，以減少線路長(zhǎng)度、降低輸電損耗。

4.4 基于數(shù)據(jù)挖掘的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略

數(shù)據(jù)挖掘是一種通過(guò)發(fā)掘大規(guī)模數(shù)據(jù)中的隱藏模式和知識(shí)來(lái)提取有用信息的過(guò)程。在配電系統(tǒng)中，基于數(shù)據(jù)挖掘的線損優(yōu)化策略利用歷史數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的規(guī)律和關(guān)聯(lián)性，通過(guò)分析和建模，提供線損優(yōu)化的決策支持。

一種基于數(shù)據(jù)挖掘的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略是基于歷史數(shù)據(jù)挖掘出線損的潛在影響因素，并根據(jù)這些因素進(jìn)行優(yōu)化決策。例如，通過(guò)對(duì)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)、供電線路參數(shù)等進(jìn)行挖掘和分析，可以找出對(duì)線損影響最大的因素，比如負(fù)荷變化、溫度等。例如，假設(shè)某個(gè)配電系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)顯示，在高溫天氣下，線損較高，并且負(fù)荷波動(dòng)較大時(shí)，線損率也較高。通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)負(fù)荷和溫度是線損的重要影響因素。在預(yù)測(cè)模型中，將負(fù)荷和溫度作為輸入變量，線損率作為輸出變量，建立模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)模型的輸出結(jié)果，可以制定相應(yīng)的線損優(yōu)化策略，例如在高溫天氣下，通過(guò)調(diào)整供電策略，減少負(fù)荷，降低線損。

基于數(shù)據(jù)挖掘的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略還可以通過(guò)異常檢測(cè)技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理線路故障和異常情況，以減少線損[4]。通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和建模，可以識(shí)別出線路故障的典型特征，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的早期預(yù)警和快速響應(yīng)。

4.5 基于分布式能源的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略

分布式能源是指以可再生能源和高效能源為基礎(chǔ)的小型能源系統(tǒng)，分布于用戶(hù)側(cè)或接近用戶(hù)側(cè)的電力系統(tǒng)?；诜植际侥茉吹呐潆娤到y(tǒng)線損優(yōu)化策略旨在通過(guò)合理利用分布式能源資源，降低供電線路的線損和能源浪費(fèi)。

一種基于分布式能源的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化策略是通過(guò)合理配置分布式能源節(jié)點(diǎn)，減少供電線路的輸電距離和輸電損耗。例如，將分布式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)直接安裝在用戶(hù)側(cè)，將電能直接供給用戶(hù)使用，減少了輸電距離，降低了線路損耗。此外，可以利用分布式能源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電能儲(chǔ)存和調(diào)度，根據(jù)負(fù)荷需求和線路條件智能調(diào)整供電策略，進(jìn)一步降低線損[5]。某地區(qū)的配電系統(tǒng)引入了分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。在高負(fù)荷時(shí)段，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)可以向用戶(hù)側(cè)提供電能，減少對(duì)傳統(tǒng)輸電線路的依賴(lài)，降低線損。而在低負(fù)荷時(shí)段或夜間，分布式能源節(jié)點(diǎn)可以將電能儲(chǔ)存起來(lái)，以備不時(shí)之需。通過(guò)合理調(diào)度分布式能源的使用和儲(chǔ)存，配電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高效的電能利用和線損優(yōu)化。

5 結(jié)語(yǔ)

本研究深入探討了面向分布式能源的配電系統(tǒng)線損優(yōu)化問(wèn)題，并提出了基于能源互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能電網(wǎng)和數(shù)據(jù)挖掘等策略。通過(guò)對(duì)分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)的影響進(jìn)行分析，結(jié)合先進(jìn)的優(yōu)化方法和技術(shù)手段，可以有效降低系統(tǒng)線損，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率和能源利用效率。然而，本研究還存在一定局限性，如需要更多實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)的支持，以驗(yàn)證優(yōu)化策略的有效性。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步拓展優(yōu)化策略，在實(shí)際應(yīng)用中探索和驗(yàn)證其可行性和有效性，為分布式能源的高效利用提供更好的支持。