论文部分内容阅读
[摘 要]随着电力行业和信息技术的提高,节能降损是衡量和考核电力行业生产技术和经营管理水平的一项综合性经济技术指标。在当前电力体制改革形势下,电网企业要实现降本增效,必须加强电网的线损管理。优化电网结构,实现经济运行,降低电网损耗,方能提高效率,促进发展。电网能耗也是电力系统规划设计、生产运行和营销管理的综合性指标,它标志着一个供电系统布局合理性、运行经济性和管理水平的高低。
[关键词]节能降损;技术措施;管理措施;分析评价
中图分类号:TP595 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)38-0188-01
0引言
低压配电网肩负着向用户提供电能的艰巨重任,随着经济的不断发展和农村、城镇电气化的普及,低压配电网优质供电水平日益受到关注和重视。经过历来多次的城网、农网升级和改造,低压配电网的建设和完善程度已经达到较高的水平,供电可靠性不断提高。然而,低压配电网运行的经济性问题相对突出。根据以往生产过程中所获得的数据进行统计分析,有一定比例配电台区线损率达到10%-20%甚至更高。如何降低低压配电网损耗是目前低压配电网优质供电领域中亟待解决的问题之一,其对于整个电网节能降损工作和成效也至关重要。
1系统设计
低压配电网综合节能控制(装置)系统是一套软硬件结合的应用平台,主要包括台区综合节能装置、低压线路负荷快速换相开关以及低压配电网综合节能控制系统软件(主站)。
1.1终端层
低压线路负荷快速换相开关周期性采集节点数据,上传给台区综合节能装置,同时接收台区综合节能装置下发的控制指令并执行,实现当前节点三相有功不平衡的控制。低压线路负荷快速换相开关集成物联网自组网加密通讯模块,通讯距离2km,并支持级联,稳定支撑低压配电网区域通讯,解决最后一公里的问题。
1.2中间层
台区综合节能装置主要由智能控制器、无功单元、通信单元等组成,采集台区低压侧数据上传给低压配电网综合节能控制系统软件(主站),接收主站下发的控制指标并进行优化决策与控制,最终实现低压线路三相有功不平衡集中决策、台区低压侧三相无功补偿与平衡决策控制、台区低压侧三相有功不平衡决策控制,以及台区高压侧无功平衡决策控制。台区综合节能装置控制终端集成物联网自组网加密通讯模块,同时支持可扩展通信接口,支持232、485、RJ45、EPON等接口,以适应各自网络环境进行应用。
1.3主站层
低压配电网综合节能控制系统软件(主站)接收台区智能终端上传的台区数据,实现对低压配电网的实时监视,同时针对台区控制手段与控制能力进行评估,分析决策各台区控制指标并下发。
2配电网运行方式优化
2.1数学方法求解配电网重构
对配电网进行重构时,使用数学方法求解,就是根据现有的数学理论对配电网进行重构。在求解配电网重构模型时,提出利用动态规划算法,将重构问题分解成需要进行多阶段决策的问题。利用0-1整数规划的方法将网损最小作为目标函数,对网络进行规划。将求解重构问题转化为求解一个非线性整数优化问题。利用分时段优化对动态重构中重构区间进行划分,构造含开关操作费用及阶梯式电价的综合目标函数;将锥优化的思想融入到配电网重构当中,通过目标函数线性化和约束条件的锥转化,对基本模型进行等价变换,生成配电网锥优化模型;提出了一种配电网差异化节能规划思路,建立了基于前推回代潮流计算法和灰色关联度预测法的节能潜力模型。运用数学方法的优势是可以在有限的时间内求解出局部的最優解,现如今随着配电网逐渐增大,利用数学方法计算重构问题,计算时间有时会长到无法满足工程的要求,故数学方法求解配电网重构问题只适用于小规模的配电系统当中,无法满足当前大规模的配电网络。
2.2启发式算法求解配电网重构
现代启发式算法在求解组合最优问题时表现出了卓越性能,使它在过去20a里受到了人们的广泛关注。启发式算法主要分为支路交换法与最优流算法。针对传统支路交换法每交换一次开关就要进行一回潮流计算的不足,对其进行改进,使算法可以作出符合实际要求的设定,增大了人工可操控度,但改进后的算法只对弱环网结构的配电网有效。提出将最优流模式法改进,对配电网络进行重构,将配电网络重构的问题转换为潮流优化的问题,并且在求解最优流模式时,使用了一种较为快速的单环网潮流算法,其缺点每次闭合开关后都需要进行一次潮流计算,检查电流是否过大;把动态重构问题分解为重构次数与时间间隔的组合,对各时段进行静态网络重构,不需进行潮流分析,缩短了网络重构的时间。运用启发式算法对配电网进行重构时,需要与配电网重构的特性结合,计算速度较数学方法有了一定的提高,但由于配电网重构自身的特点,系统初始状态会比较容易对结果产生影响,结果不能确定为最优解。
2.3线损理论计算工作应当定期开展
线损管理以理论线损计算为前提,为保证对电网经济运行过程中的薄弱环节做到定量认识,应当对线损实际完成状况和组成进行考量,该过程便要依赖线损理论计算,如此才能确保降损措施能够得到合理科学地制定和落实。县局基础工作的正规化要也要取决于线损理论计算工作的开展情况,因此这一部分应当作为关键内容布置给专职线损管理人员。
2.4收集电网基础资料,将负荷测试制度构建起来
对于经济运行和安全而言,符合资料占据了至关重要的地位,它能够有效且积极地指导网络经济运行方式和线损理论计算,对其实施有力地控制和掌握。进行线损理论计算的过程应当以电网设备的各项基础参数为前提,只有将电网基础资料及时收集起来并完成线损手册的编写,才利于供电企业顺利运行网络经济,其中,技术管理人员为手册的主要适用对象。
2.5低压配电网经济电压调整
根据配电网所带负荷计算经济电压,将配电网的运行电压调整至经济区间。根据有功损耗、电阻、电压三者的关系,当运行电压处于经济范围内时,电网的损耗将是最小。智能终端可兼容多种类型配变有载分接开关,对于不具备控制手段的无载配变,则可以通过统计分析功能提供档位优化建议,停电后调整到最佳档位。
结语
对配电网运行方式的优化是目前配电网节能降损的主要研究方向,具有多种优化方法,研究主要考虑优化算法的收敛性,收敛速度,鲁棒性的强度,各种算法的组合虽然对计算的速度与收敛性都有提高,但是求解的方法仍然需要提高。
参考文献
[1]周紫华.浅谈提高配电网节能降损应用技术的措施[J].科技创新与应用,2016,17.
[2]孙浩.论配电网节能降损的危害及其管理措施[J].通信电源技术,2016,03.
[关键词]节能降损;技术措施;管理措施;分析评价
中图分类号:TP595 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)38-0188-01
0引言
低压配电网肩负着向用户提供电能的艰巨重任,随着经济的不断发展和农村、城镇电气化的普及,低压配电网优质供电水平日益受到关注和重视。经过历来多次的城网、农网升级和改造,低压配电网的建设和完善程度已经达到较高的水平,供电可靠性不断提高。然而,低压配电网运行的经济性问题相对突出。根据以往生产过程中所获得的数据进行统计分析,有一定比例配电台区线损率达到10%-20%甚至更高。如何降低低压配电网损耗是目前低压配电网优质供电领域中亟待解决的问题之一,其对于整个电网节能降损工作和成效也至关重要。
1系统设计
低压配电网综合节能控制(装置)系统是一套软硬件结合的应用平台,主要包括台区综合节能装置、低压线路负荷快速换相开关以及低压配电网综合节能控制系统软件(主站)。
1.1终端层
低压线路负荷快速换相开关周期性采集节点数据,上传给台区综合节能装置,同时接收台区综合节能装置下发的控制指令并执行,实现当前节点三相有功不平衡的控制。低压线路负荷快速换相开关集成物联网自组网加密通讯模块,通讯距离2km,并支持级联,稳定支撑低压配电网区域通讯,解决最后一公里的问题。
1.2中间层
台区综合节能装置主要由智能控制器、无功单元、通信单元等组成,采集台区低压侧数据上传给低压配电网综合节能控制系统软件(主站),接收主站下发的控制指标并进行优化决策与控制,最终实现低压线路三相有功不平衡集中决策、台区低压侧三相无功补偿与平衡决策控制、台区低压侧三相有功不平衡决策控制,以及台区高压侧无功平衡决策控制。台区综合节能装置控制终端集成物联网自组网加密通讯模块,同时支持可扩展通信接口,支持232、485、RJ45、EPON等接口,以适应各自网络环境进行应用。
1.3主站层
低压配电网综合节能控制系统软件(主站)接收台区智能终端上传的台区数据,实现对低压配电网的实时监视,同时针对台区控制手段与控制能力进行评估,分析决策各台区控制指标并下发。
2配电网运行方式优化
2.1数学方法求解配电网重构
对配电网进行重构时,使用数学方法求解,就是根据现有的数学理论对配电网进行重构。在求解配电网重构模型时,提出利用动态规划算法,将重构问题分解成需要进行多阶段决策的问题。利用0-1整数规划的方法将网损最小作为目标函数,对网络进行规划。将求解重构问题转化为求解一个非线性整数优化问题。利用分时段优化对动态重构中重构区间进行划分,构造含开关操作费用及阶梯式电价的综合目标函数;将锥优化的思想融入到配电网重构当中,通过目标函数线性化和约束条件的锥转化,对基本模型进行等价变换,生成配电网锥优化模型;提出了一种配电网差异化节能规划思路,建立了基于前推回代潮流计算法和灰色关联度预测法的节能潜力模型。运用数学方法的优势是可以在有限的时间内求解出局部的最優解,现如今随着配电网逐渐增大,利用数学方法计算重构问题,计算时间有时会长到无法满足工程的要求,故数学方法求解配电网重构问题只适用于小规模的配电系统当中,无法满足当前大规模的配电网络。
2.2启发式算法求解配电网重构
现代启发式算法在求解组合最优问题时表现出了卓越性能,使它在过去20a里受到了人们的广泛关注。启发式算法主要分为支路交换法与最优流算法。针对传统支路交换法每交换一次开关就要进行一回潮流计算的不足,对其进行改进,使算法可以作出符合实际要求的设定,增大了人工可操控度,但改进后的算法只对弱环网结构的配电网有效。提出将最优流模式法改进,对配电网络进行重构,将配电网络重构的问题转换为潮流优化的问题,并且在求解最优流模式时,使用了一种较为快速的单环网潮流算法,其缺点每次闭合开关后都需要进行一次潮流计算,检查电流是否过大;把动态重构问题分解为重构次数与时间间隔的组合,对各时段进行静态网络重构,不需进行潮流分析,缩短了网络重构的时间。运用启发式算法对配电网进行重构时,需要与配电网重构的特性结合,计算速度较数学方法有了一定的提高,但由于配电网重构自身的特点,系统初始状态会比较容易对结果产生影响,结果不能确定为最优解。
2.3线损理论计算工作应当定期开展
线损管理以理论线损计算为前提,为保证对电网经济运行过程中的薄弱环节做到定量认识,应当对线损实际完成状况和组成进行考量,该过程便要依赖线损理论计算,如此才能确保降损措施能够得到合理科学地制定和落实。县局基础工作的正规化要也要取决于线损理论计算工作的开展情况,因此这一部分应当作为关键内容布置给专职线损管理人员。
2.4收集电网基础资料,将负荷测试制度构建起来
对于经济运行和安全而言,符合资料占据了至关重要的地位,它能够有效且积极地指导网络经济运行方式和线损理论计算,对其实施有力地控制和掌握。进行线损理论计算的过程应当以电网设备的各项基础参数为前提,只有将电网基础资料及时收集起来并完成线损手册的编写,才利于供电企业顺利运行网络经济,其中,技术管理人员为手册的主要适用对象。
2.5低压配电网经济电压调整
根据配电网所带负荷计算经济电压,将配电网的运行电压调整至经济区间。根据有功损耗、电阻、电压三者的关系,当运行电压处于经济范围内时,电网的损耗将是最小。智能终端可兼容多种类型配变有载分接开关,对于不具备控制手段的无载配变,则可以通过统计分析功能提供档位优化建议,停电后调整到最佳档位。
结语
对配电网运行方式的优化是目前配电网节能降损的主要研究方向,具有多种优化方法,研究主要考虑优化算法的收敛性,收敛速度,鲁棒性的强度,各种算法的组合虽然对计算的速度与收敛性都有提高,但是求解的方法仍然需要提高。
参考文献
[1]周紫华.浅谈提高配电网节能降损应用技术的措施[J].科技创新与应用,2016,17.
[2]孙浩.论配电网节能降损的危害及其管理措施[J].通信电源技术,2016,03.