对智能配电网运行方式优化的分析

２０　．７　对智能配电网运行方式优化的分析　常新　（国网北京密云供电公司，１０１５００）　摘要：配电网作为一个可以连接电力用户与电网的一个中间点，将电网输出的高压进行降压处理后通过电路直接对用户供电，　因此，配电网的稳定性对于电力系统以及用户用电来说都有至关重要的作用。本文基于层次分析法对智能配电网运行过程中　的影响因素进行分析，从酉己电网的设备运行、技术以及经济性角度对智能配电网进行了分析研究工作，并采用基于遗传算法对　层次分析法的指标影响因素进行了验证。为智能配电网的运行优化工作提供了一个有效的科学分析手段。　关键词：智能配电网；运行优化　Ａｎａｌｙｓｉｓ　０ｎ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｏｐｔｉｍａｌ　０Ｄｅｒａｔｉｏｎ　Ｏｔ－－　一　　Ｃｈａｎｇ　Ｘｉｎ　（Ｓｔａｔｅ　Ｇｒｉｄ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｍｉｙｕｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｍｐａｎｙ，１０１５００）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ　ａ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ａｎ　ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ　ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｕｓｅｒｓ，ｗｉ１１　ｓｔｅｐ　ｄｏｗｎ　ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｐｏｗｅｒ　ｏｕｔｐｕｔ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｐｏｗｅｒｅｄ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｕｓｅｒ，ＳＯ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉ１ｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｉｄ　ｆｏｒ　ｐｏｗｅｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｎｄ　ｕｓｅｒｓ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｉｔ　ｈａｓ　ａ　ｃｒｕｃｉａｌ　ｒｏｌｅ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＨＰ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　ｓｍａｒｔ　ｄｉｓｔｒ　ｕｔｉｏｎ　ｇｒｉｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆａｃｔｏｒｓ．ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　ｖｉｅｗ　ｔｈｅ　ｓｍａｒｔ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａ１　ｉｎｄｉｃａｔｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｗｅｒｅ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｐｒｏｖｉｄｅ　ａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅａｎｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｓｍａｒｔ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｇｒｉｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉ０ｎ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌ１ｉｇｅｎｔ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ：ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　０　引言　通讯技术、计算机技术、传感器技术，利用配电设备、各种类型的　随着经济飞速发展以及广大用电客户的需求量不断增加，　智能开关设备等，在各种可视化软件、电网技术架构以及通信网　不论在工业生产中还是居民的日常生活中，对于电网系统的运行　络技术的支持下，对各种分布式能源以及可再生发电单元接入电　稳定性都有了更高的要求。而配电网作为输电用电的一个部分，　网运行，鼓励不同的发电用户加入电网的互动过程来实现配网的　对智能电网的运行方式进行调节优化对于提高电力系统的社会　监控、保护监测和优化等功能，最终保证配电网能够为用户提供　一效益与经济效益都具有重大作用。但在实际应用过程中，我国对　个安全、经济、优质、环保的电力以及其他电力附加服务。　配电网的运行信息的测量还是相对较少，且提供的信息质量也很　智能配电网包括主站系统、子站系统、配电终端以及通信终　差，基于智能化的调度并不高，仅仅依靠配电工作人员的经验来　端等各部分构成。通过运用自动化配网技术、自动化管理、电力　进行智能电网运行的调度工作，其实并没有充分利用智能配电网　定制技术等，对配电网的各个模块、环节以及设备实现智能化输　的优势，反而降低了电力系统的稳定运行。因此，基于智能配电网　电管理，同时利用地理信息系统来完成日常电力供应中对配网系　运行方式的优化一直以来是电力行业进行不断前进探索的方向。　统各个环节的运行优化以及在配网发生故障情况下对故障进行　快速定位、修复，并对电网负荷进行转移的功能，从而有效保证电　１　智能配电网的技术性分析　能运输与施工的可靠性，为电力企业提供一个安全可靠的运行平　１．１智能配电网概念　台，有效提高配网的智能化、自动化水平，进而实现电力企业、用　智能配电网采用自动化为技术基础，融合先进的控制技术、　户与电力设备系统的协调统一。　９９　ｌ　＆２日衄　２ｏ１４．７　修状态下，对智能配电网运行方式的优化主要是对非检修区、故　障区供电的快速供电恢复来确保配电网供电的安全稳定性。　智能配电网在不同运行方式下的不同区别，可通过构建配电　网运行方式的综合评价指标的建立来实现。配电网在不同的运行　状态下所进行的运行优化侧重点各部相同，采用层次分析法对配　电网不同运行状态下的权重属性进行取值，体现出不同配电网影　响指标对电网影响权重，达到对配电网运行方式优化的目的。　图１智能配电网的架构　对于智能配电网各项指标对配电网运行的影响权重，可通过　对配电网三种运行状态进行分析，并由专家根据实际情况给出对　１．２配电网状态分析情况　配电网的运行指的是所有构成配电网的环节都在执行其各　自的功能，并且各个设备之间相互协调配合共同完全配电网的　安全运行。根据配电网运行状态的不同可以将其分为正常运行状　态、故障运行状态以及故障检修状态。因此，配电网的运行包括了　所有配电网的不同运行状态以及这些状态之间的相互转化和改　变。在智能配电网的运行中，各种运行状态都是通过采用不同的　控制手段来实现转化与转移的。智能配电网的规划主要集中于对　长期运行的电网以及设备的运行状态分析。而配电网在调度运行　方式下更注重的是对于配电网在线运行的分析，对智能配电网运　行方式进行优化也就介于对配电网规划以及调度运行之间，它要　求能够在较短的时间给出电网运行的优化建议，并提供给调度员　进行参考来完成后续操作，但是，对智能配电网的运行优化需要　对配电网的网架进行充分的分析研究；针对智能电网中各电力　设备与运行状态进行调整来实现对配电网的运行优化。　２配电网运行方式的优化方法　２．１　配电网运行方式的优化　对于电力系统的任意配电网，从理论的方面进行分析，都可　以找到一个最优秀的运行方式，在这种最优运秀的运行下，技术　人员对智能配电网各个负荷位置的电压情况、耗损程度以及负荷　之间的平衡状态显然要优先于其他最优运行方案。因此，科学证　明，对智能配电网的运行方式进行优化以及对配电网调度优化和　配电网供电三个进行科学组合，对智能配电网的运行方式进行适　度分析，去实现配电网运行方式的优化，完全可以提高配电网的　运行稳定性和经济性。　２．２配电网运行状态的体现　上述分析可以看出，智能配电网的运行状态包括正常状态、　故障状态以及检修状态三种，因此，对智能配电网运行方式的优　化就是对智能配电网的正常状态、检修状态以及故障状态三种状　态下运行方式的优化。在智能配电网的正常运行状态下，可以通　过改变分布于配电网的分段开关以及联络开关的合状态与分状　态来对配电网络的拓扑结构进行改善，从而对配电网中的功率流　进行优化，实现智能配电网运行方式的优化。在智能配电网的检　　ｌ１　００　Ｅ口Ｅ衄　应的固定值。在对智能配电网的三种方式进行优化计算过程中，　根据配电网不同运行状态的属性权重进行重组，表现出不同运行　状态下的优化。　由此表可以看出，Ａ为配电网运行指标，Ｂ为技术性指标，　Ｃ为经济性指标。由此我们对上表进行分析，可以发现，在智能配　电网的正常运行状态下对配电网的运行方式进行优化时，更注重　于对技术性与经济性指标进行考虑，但依然对配电网的运行状态　具有全面的把握；在配电网的检修运行状态下，对配电网运行状　态的优化更注重于对配电网设备与技术类指标的考虑，对经济性　指标的评价就相对要少；而在智能配电网的故障运行状态下，通　常不对系统的经济性指标进行考虑，重点对于布置于配电网的技　术指标与设备指标进行考虑，特别是对于配电网中线路转供能力　指标进行重点考虑。　例如，对上表２－１中的技术性的指标进行纵向分析可以看　出，在配电网的正常运行状态下对于技术性指标的考虑都很均衡　的；在故障状态下，主要对配电网负荷的转移进行考虑，以确保　配电网供电范围内能够正常供电。而检修状态下的考虑因素介于　故障与正常条件之间。　３基于遗传算法对智能配电网优化　遗传算法是基于生物遗传、进化理论提出的一种随机统计理　论，在遗传算法的求解过程当中，对选定的初始变量群开始进行　计算，并通过逐次递进的运算模式来寻找到最优解，直至寻找得　出可信的结果为止。　＝　上式中，　为个体被选中的概率，表征的是个体ｉ的适应度　在整个群体适应度中所占的比，适应值越多，它被选中的概率也　就越大。　基于智能配电网运行优化方式的遗传算法中，选用智能配电　网的综合评分作为算法的目标函数，记为Ｇ（ｉ）。并且针对每一个　选定的运行指标进行个体计算，求得每一个运行指标所代表的不　２０１４．７　同的智能配电网的运行状态与运行方式。在智能配电网的层次分　遗传算法能够实现对综合指标的优化，并对获得指标进行校验改　析法中，指标引线路的负荷转移能力为选定的最大最优行指标，　善，这样为操作人员提供了科学的操作意见。　而其余指标均作为层次分析法中的最小最优指标，Ｂ１线路之间　负荷转移能力为最大最优型指标，其余６个指标均为最小最优型　指标，若将指标Ｂｌ进行倒数处理，可转化为最小最优指标，因此，　４配电网运行方式优化调度的意义　对智能配电网的运行进行优化可以提高配电网的电力运行　对于智能配电网的综合评分函数Ｇ（ｉ）其实质上时一个最小最优　能力、改善电力供应的可靠性与安全性，保证供电质量，有效的提　函数，且获得的结果分布在（０－１）区间。而每一个指标之间的适应　高了电力行业的运行效率，节约了能源资源，降低了我国对电力　低投入，高回报”的　函数Ｆｉｔ（ｉ）＝ｌ一６（ｉ），指标的适应度越高，其对智能配电网的综　基础设施资金的投入建设，能够有效的实　‘合评分函数也就越小，表征配电网的运行越优异。　目标。使智能配电网进入一个良性发展格局，为电力企业对未来　在智能配电网的遗传算法过程中，通常对获得的结果采用精　能源资源的战略发展具有非常重要的意义，也为整个电力系统　英策略来进行结果筛选。在实际计算过程中，经常采取适应度函　的自动化进程与实施提供了一个技术基础，充分体现出配电网　　数大于选定的某一个特征值来进行最优解的搜索工作，规定在一　自动化水平。定的遗传算法内，当适应函数的值达到选定的特征值之后，就将　该结果的最初指标作为评分函数的一个最优解。若是在规定的遗　传代数计算中并没有寻找到最优解，则选用遗传代数计算中最后　一５结语　智能配电网将传统配电网基于人工管理的运行模式转化为　智能化自动控制模式的方向发展，为电力行业创造了显著的社会　与经济效益。而基于层次分析法对智能配电网评价指标提下的分　析研究，通过对智能配电网设备运行、经济性以及技术等各个角　代的最优个体作为算法的最优解。采用精英保留策略算法，能　够高效的获得层次分析法中智能配电网的最优解。　囤　度分析，为智能配电网的运行优化提供了一个可靠的技术条件，　确保了智能电网的安全可靠运行。　参考文献　［１］肖峻，王成山，周敏．基于区间层次分析法的城市电网规划综　合评判决策［Ｊ］．中国电机工程学报，２００４，２４（４）：５０—　５７．　［２］肖峻，王成山，罗凤章．区间层次分析法的权重求解方法初探　［Ｊ］．系统工程与电子技术，２００４，２６（１　１）：１５９７—１６００．　［３］赵云飞，陈金富．层次分析法及其在电力系统中的应用［Ｊ］．　电力自动化设备，２００４，２４（９）：８５—８８．　［４］刘立，黄民翔．配电网经济性和可靠性的综合评估［Ｊ］．能源　工程，２００７，３：１６—１９．　叵　图２基于遗传算法的配电网运行优化　对于整个智能配电网来讲，其在一定电网状态调价下，各个　［５］杨丽徙，包毅，张丹．配电网综合评估体系的研究．郑州大学　学报（工学版）［Ｊ］，２００６，２６（３）：１０６－１ｏ８．　作者简介　常新，男，１９７４年３月１３日出生，籍贯：北京密云，学历：　线路之间以及线路设备之间的排列方式和运行状态都各部相同，　因此，针对每一个运行状态，采用基于层次分析法的智能配电网　大学本科，研究方向：配电运行及检修，职称：工程师　Ａ　ｈｌ　Ａ２　Ｂ　Ｂ１　Ｂ２　Ｂ３　Ｃ　Ｃ１　Ｃ２　正常　检修　故障　Ｏ．３　Ｏ。５　０．５　０．４　０．４　Ｏ．４　Ｏ．５　０．５　０．５　０．３Ｓ　０．６　Ｏ．５　Ｏ。６　Ｏ．３５　Ｏ．３　０．４　Ｏ．２　Ｏ．３５　Ｏ．３　０　０．６　Ｏ．６　Ｏ．６　Ｏ．４　Ｏ．４　０．４　０．３５　Ｏ．４５　Ｏ。３５　０．２Ｓ　表１属性权重的判断矩阵　１　０１Ｉ　＆　剜