(国网浙江平湖市供电公司 浙江平湖 314200)
摘要：电力系统配网停电计划优化是一个多约束、多目标的问题，本文先简单阐述了配网停电计划内涵及优化配网停电计划的重要作用，介绍了配网停电计划编制流程，再研究了配网停电计划优化模型，最后对遗传算法展开相应介绍并对其加以改进，使之更加适合应用于配网停电计划优化过程，以求得最优的停电计划。
关键字：配网 停电计划 优化 编制
前言
伴随我国社会经济的飞速发展，电力用户对电力资源的需求也变得越来越大，尤其是工业、农业以及民用电力日益增加的需求，使得电力系统其负荷急剧增长，人们对于电力系统的可靠性、稳定性有了更高的要求。在电力企业的日常工作中，其中非常重要的一项就是电力设备的停电检修、施工工作。定期进行设备检修工作能够及时发现外观检查或常规试验难以察觉的问题，从而便于对其加以处理。然而由于我国电力系统的网络结构日渐复杂化，从而加大了配网的停电难度，基于此必须对现有的配网停电计划进行优化处理，从而使配网设备存在的故障或隐患得到快速稳妥的处理，进而为电力用户提供一个安全、稳定、可靠的供电系统。因此积极思考可行途径来优化配网停电计划具有尤为重要的作用和意义。
1配网停电计划概述
1.1配网停电计划内涵
当前我国配网停电计划主要有施工计划和检修计划。其中施工计划指在相应的停电范围内有施工班组进行施工，如线路导线半径加粗、客户变压器增容等。配网设备检修采取的检修方式主要是以定期检修方式为主，可以结合施工计划安排停电进行检修，并同时实施事故检修和状态检修，以提高配网的可靠性。所谓状态检修就是指以时间为标准开展预防性检修，从而避免发生设备故障事故。配网停电计划是指以用户需求、配网设备的工作状态为前提，对设备检修的停电时段进行合理设置，一般有年检计划、月检计划和日检计划。配网停电计划其编制过程是一个多约束多目标的优化问题，其优化所包含的约束条件主要有检修协调约束、检修管理约束、系统安全约束等，其优化所包含的目标主要有可靠性目标、管理型目标、经济性目标等。专门针对配网停电计划的优化问题的相关研究还较少，其优化方法一般都是借鉴机组检修计划的优化方法，如遗传算法、蚁群算法、粒子群算法、禁忌搜索算法以及模拟退火算法等。
1.2优化配网停电计划的作用
配网的停电工作将对电力企业产生重要影响，一是开展配网停电工作的时候造成的停电可能会给电力用户带来极大的经济损失；二是开展配网停电工作增加了对配网设备的检修维护费用。配网作为连接电力用户和电力系统的重要纽带，因其网络结构日益复杂化，使得难度急剧增大，因此对配网停电计划进行优化工作，有助于进一步优化组合不同专业停电计划，从而有效避免故障停电、重复停电的发生率，节约检修成本以及减少因停电而带来的经济损失。
2配网停电计划优化编制探究
2.1配网停电计划编制遵循原则
在编制配网停电计划的过程中应当遵循以下几点原则：一是要确保电力系统的运行安全，自动装置与继电保护装置之间要实现紧密配合；二是最大限度保证电力用户供电的安全可靠；三是确保电力系统内的各个设备不越限；四是确保各个负荷节点其电能质量符合有关规定标准；五是编制的停电计划应当使电力系统能够在最合理、最经济的方式下运行；六是停电计划的编制应确保在停电过程中能够最大化利用人力资源。
2.2配网停电计划编制的约束因素
在编制配网停电计划的过程中应当着重考虑以下几点约束因素：一是当上下两级调度机构同时编制检修计划的时候，下级调度机构其检修计划编制必须服从于上级调度机构检修计划，在满足上级调度机构检修计划的同时开展自身停电计划编制，结合施工，从而避免负荷点出现重复停电情况。二是配电停电工作要尽可能安排在用电负荷低谷阶段进行并尽量减少停电时间，从而确保电力用户的供电可靠性。三是必须将彼此互相排斥的检修项目放在不同的时段进行检修，以避免形成电气孤岛。四是在编制计划时，需要考虑诸多因素，如同杆架设的另外一条线路是否需要陪停、是否导致了双电源用户失电、是否与保供电要求冲突、生产作业计划是否超出了人力设备资源约束等等。五是在符合电力系统经济性运行和安全性运行的情况下已经编制好的停电计划尽量不对其进行调整。
2.3配网停电计划编制流程
配网停电计划编制流程，其中准备系统资料主要包括年度运行方式、年度检修计划（本年度须要检修或大修设备的负荷数据）、工区上报的相关设备检修数据、配网主接线图、系统预测和实际测量的负荷数据等。未完成部分是指对于因某项特殊原因导致停电计划任务尚未完成的，应当及时反映给工区、和施工班组，再由有关负责人将此情况反映给运维检修部，在生产计划会议上对尚未完成的任务进行妥善处理。
3 配网停电计划优化模型研究
配网设备不管其状态是处于好还是坏均有可能发生设备故障，因此如果可以合理地安排检修工作，有助于在设备故障发生之前就将其消灭于萌芽状态。最好可以结合施工计划一起编制检修计划，可以减少停电次数，提高供电可靠性。检修方案不同产生的检修效果以及所付出的成本是不同的，此外配网设备在发生故障的时候，不仅会造成设备故障检修成本与设备资产损害等设备自身的损害，还会降低配网安全性和造成电网负荷的损失。此外，配网设备发生故障还会引起环境损失与人身损失，因两者一般难以量化，在本文里暂不对其予以考虑。本文在对设备随机故障与负荷变换等因素的考虑基础上，评估在不同检修方案下配网的风险，进而使编制的检修计划更加合理，从而将检修期间产生的总风险降低至最低。从检修角度上看，配网在运行期间面临的总风险主要包含配网故障风险和配网检修风险，由于这两者是互相矛盾的，因此能够解决这一矛盾的唯一办法就是寻找到一个平衡点来协调两者关系，使检修之后配网的运行风险降到最低，此时的检修计划则是最恰当的，既不会因为检修不足而造成配网故障风险过高，又不会因检修过度而增大配网检修风险。
4算法改进在配网停电计划优化中的应用
配网停电计划优化是一个离散性、非线性、维数高的组合优化问题，并存在着难以处理的多项约束条件，运用传统的数学优化算法是不能对这类问题的求解需求予以更好地满足的。虽然将一些数学算法进行改进也能够对一些简化了的模型进行计算，然而其效果却不尽如人意，而且还会付出比较高的代价。本文主要运用智能优化算法来对配网停电计划予以优化，智能优化算法虽然不能确保解的最优性，但能够找到近似最优解，而且智能算法对处理离散性和非线性问题也不存在困难，因此尤为适合用来求解配网停电计划优化。目前常用的智能优化算法有遗传算法、蚁群算法、粒子群算法、禁忌搜索算法以及模拟退火算法等，其中蚁群算法、遗传算法、粒子群算法为三大群体算法。
4.1遗传算法的原理及基本操作流程
所谓遗传算法就是指一类借鉴生物界的进化规律(适者生存，优胜劣汰遗传机制)演化而来的随机化搜索方法。如同自然界生物进化一样，遗传算法通过逐代进化，逐渐逼近最优解。与传统的数学优化方法相比，遗传算法主要有以下几个特点：一是遗传算法的优化目标是将部分参数集体予以编码从而得到位串，而不是决策变量。位串编码能够向结构对象提供相应信息，且具有良好的优化效果。二是遗传算法能够对群体中的多个个体进行同时处理，从而同时对搜索空间中的多个解予以同时处理，因此遗传算法具有更好的全局搜索能力。三是遗传算法其适应度函数的定义域与连续可靠的约束没有任何关系，可以进行任意设定，因此不需要一些其他额外的信息，仅仅需要将适应度函数的信息予以充分利用就可以对问题予以解决，因此遗传算法具有更大的应用价值。四是遗传算法是一种具有概率性操作规则的计算方法，因此看似是在进行盲目的搜索，但是实际上其有着非常明确的搜索方向，尤其适合于环境因素比较复杂、高维数情况下，因此在配网停电计划优化问题中遗传算法更加适合。五是遗传算法能够通过自组织、自学习和自适应从而获得适应值大、生存概率较高的个体。遗传算法的基本操作流程如图2所示。
4.2基于罚函数来改进遗传算法
在对配网停电计划进行实际优化的过程中，由于存在着一定约束条件，而且这些约束条件其描述有着许多形式，因此在遗传算法的构造过程里，可以采用罚函数的方式来对这些问题中的约束条件予以处理，从而维持群体的多样性，进而改进遗传算法。以五峰函数为例。从表1可以看到，原算法的种群多样性随着进化代数的增加而增加，而改进算法其种群多样性一直维持在一个较为理想的状态，因此说明运用改进算法来寻找最优解具有更大的概率。
将改进遗传算法应用于配网停电计划优化的整个求解流程如下：读入相关数据信息（上级运检部下达计划、下级工区上报计划、检修计划停电信息）→设备分组编号→安排不可变更的计划→处理计划优化约束条件→运用改进遗传算法进行优化计算→输出计划优化结果。
5结束语
通过数据测试表明，改进后的遗传算法能够对配网停电计划予以有效优化，使得优化后的检修计划能够进一步改善配网运行的安全性和经济性，且进一步降低电力用户因停电造成的损失以及进一步降低检修人力成本。希望能通过本文对遗传算法的改进研究工作，给予其他电力企业一定参考与借鉴，使得改进后的遗传算法在配网停电计划的优化过程中得到更加广泛的应用，从而推动配网停电计划优化工作获得进一步发展，使其更好地为配网停电计划编制工作服务。
参考文献
[1]陈祖才，陈俊峰，敬海兵，等.基于无功优化的配网停电计划编制[J].电气开关，2012（04）：14-17.
[2]梁春燕.优化配网检修计划工作实施[J].装备制造技术，2012（11）：183-184.
作者简介
吴迪（1987.4-），男，吉林磐石人，东北电力大学学士，运检部专职，单位：国网浙江平湖市供电公司，研究方向：配网计划管理。
金朝晖（1976.11-），男，浙江平湖人，中国石油大学本科，副总经理，单位：国网浙江平湖市供电公司，研究方向：配网管理。
吴韬（1978.6），男，浙江平湖人，中国农业大学学士，运检部主任，单位：国网浙江平湖市供电公司，研究方向：配网计划管理
徐克（1979.11-），男，河南方城人，中国石油大学本科，运检部副主任，单位：国网浙江平湖市供电公司，研究方向：配网运行管理。
倪大伟（1981.11-），男，浙江平湖人，华北电力大学本科，检修建设工区主任，单位：国网浙江平湖市供电公司，研究方向：配网检修管理。
论文作者:吴迪,金朝晖,吴韬,徐克,倪大伟
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/19
标签：计划论文; 算法论文; 设备论文; 平湖市论文; 浙江论文; 电力系统论文; 工作论文; 《电力设备》2016年第22期论文;