摘要:配电网络作为电力系统中重要的组成部分之一,能够为用户提供质量达标的电能,它与人们的生产和生活密切相关,配电网运行的安全稳定能够给电力系统带来良好的经济效益和社会效益,如何优化配电网络的运行方式成为了当今研究的重要课题。本文将简要介绍配电网络的概况以及对如何优化配电网络进行简要地分析,通过了解当前配电网运行现状提出优化方案。
关键词:配电网络;运行方式;优化方案;
1.前言
电力系统的主要组成为电力的生产、输送、配置、供应等,它能够有效地完成一次能源向二次能源的转换、传送、分配和消费。而其中配电网是一种位于电力系统末端环节、面向用户为用户提供电能和分配电能的组织结构。其在电力系统中有着重要的作用,能够实现电能的供应和输送。配电网系统是一种集合电子技术、网络通讯、自动化控制为一体的系统,其涉及的范围广泛、综合性强,需要经过有效的协调才能够达到智能稳定的运行系统。
2.配电网运行方式优化的实际分析及意义
配电网的运行指构成配电网系统的所有设备都处于执行其功能的状态。由于系统运行过程中电力负荷会跟随外界的各种干扰以及自身的波动而变化,这种变化会严重影响配电网系统的安全可靠性。通常系统运行状态可以分为正常运行状态、检修状态和故障运行状态三种。配电网运行包含这些状态及其相互间的转移。三种运行状态之间的转换需要采取不同的控制手段来实现。在配电网中通过调整各种电力设备而达到改变配电网的运行状态的目的,称为配电网运行方式的优化。
配电网运行方式的优化需要通过建立合理的数学模型进行分析才能够达到优化运行方式的目的。配电网的数学模型是将配电网中的物理特征通过数学建模表达出来的一种分析模型。配电网的数学模型包含:线路、变压器、电容器、负荷和发电机组等,另外组成结构中的网络保护、熔断器、断路器和开关等逻辑元件等控制元件反映在控制功能上,也称为网络接线分析。网络接线分析将网络结点模型转化为母线模型。网络接线分析一般分为母线分析和电气岛分析两个步骤来完成。母线分析是将由闭合开关连接在一起的结点集合为一条母线;电气岛分析是通过线路和变压器将母线连接为电气岛。通过建立合理的数学分析模型可以实现配电网络运行方式的优化分析,达到配电网的运行优化。
通过优化智能配电网的运行方式,能够提高配电网络的可靠性以及供电能力,帮助其降低配电网的损耗。另外也可节约基础建设所耗费的投资,利用有限的资源发挥最大的经济效益和社会效益。具体而言,主要体现在:第一,优化智能配电网的运行方式,是电力企业发展战略最为核心的组成部分;第二,科学优化智能配电网运行方式,是最佳的系统投资效益提升途径;第三,科学优化智能配电网运行方式可以帮助系统提升运行效率,方便系统的管理;第四,智能配电网运行方式优化水平的高低直接关系到配电网自动化水平,因此,也属于配电自动化最关键的内容;第五,智能配电自动化规划与实施的基础在于科学优化配电网运行方式;第六,优化配电网运行方式,能够
降低系统损耗,从而提高供电可靠性,提升电网的运行效益,实现电网的良性发展。
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3.配电网运行方式优化方法
配电网运行方式优化方法是在建立了数学模型的基础上,通过数学分析所获得的优化方法,主要有:遗传算法、方案权重判断法、权重判断矩阵法等。
3.1 遗传算法
遗传算法是计算数学中用于解决最佳化的搜索算法,是进化算法的一种。进化算法最初是借鉴了进s化生物学中的一些现象而发展起来的,这些现象包括遗传、突变、自然选择以及杂交等。遗传算法属于群体遗传机理和自然选择的搜索算法,模拟自然遗传和自然选择中的杂交、反之以及突变现象,遗传算法中的三个遗传算子为:选择、交叉与变异。选择与交叉完成了遗传算法的大部分搜索功能,变异则是增加遗传算法,通过变异可以寻求最优解。
3.2方案权重判断法
方案权重判断法是按照树叶属性来建立并合理控制7个方案判断矩阵,也就是将数据标量化。在方案属性的决策表中,数据分为以下几种:第一,定性的数据,须通过标量化的方法将其转化成为规范化数据;第二,虽然已经将表中的定量属性量化,但是因为数量级和量纲不统一,所以也不能进行比较,须进行规范化的处理才可以实现。利用 AHP 相对标量法,形成 7个方案的权重判断矩阵,每一个矩阵对应某一个指标的方案权重判断矩阵,如矩阵 A1所表示的是与配电变压器之间负载率不平衡度指标相关联的方案权重判断矩阵,这样就可以优化智能配电网。
3.3权重判断矩阵法
利用权重判断矩阵法,可以围绕层次结构图将整个AHP 计算过程展开,其最终的目标在于各个方案对于总目标相对重要性的评分,被称之为综合权重。综合权重的越大则代表方案本身越优秀,反之,则越劣质。在综合权重求解之前,须对层次结构中的局部权重加以求解。局部权重包含:第一,各个方案就其属性而言的相对优越性被称之为方案权重,要求得到 A、B、C 方案权重,然后再分别计算下一级自属性的属性权重和方案权重;第二,在同一层次的属性中,对于上一层属性的相对重要性称之为属性权重,如要求各个方案的总目标 G综合权重,那么就要求得 G的子属性 A、B、C 方案权重以及对应 G 的属性权重。利用该方式,就可以获取关于最底层树叶属性的方案权重,然后一层一层向上,就能计算出方案的综合权重,进而作为综合凭据对方案的配电网进行评分。
4.结论
配电网作为电力系统的重要组成结构,在电力系统中起着输配电能的作用,通过优化配电网运行方式优化可以提高系统的运行管理和效益;科学的配电网运行有利于降低系统的网络损耗,提高系统的供电可靠性;随着电子技术的不断发展和提升,科学的优化配电网有利于配电网实现智能化。在未来高速发展的社会中,电力系统如何有效的实现精准可靠地配送电已经成为了电力发展之路,通过配电网运行方式的优化,能够为电力系统提供稳定可靠的电能。
参考文献:
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[4]杨滨. 配电网运行方式优化方法研究[D].上海交通大学,2009.
论文作者:段朝华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第1期
论文发表时间:2017/3/9
标签:权重论文; 配电网论文; 方式论文; 方案论文; 算法论文; 矩阵论文; 属性论文; 《电力设备》2017年第1期论文;