国网银川供电公司 宁夏 银川 750000
摘要：针对配电网网格化抢修背景下抢修驻点设置、网格划分的合理性问题，依据配电网设备地理分布、电气拓扑、道路路况等多种约束条件，进行配电网抢修网格迭代寻优划分，形成综合考虑电网运行成本、并将电量损失等外部综合成本折算至运行成本的最优网格划分，能有效解决区域间工作量不均衡、区域边界处责任界定不明、跨片区负荷转供协调配合不利等实际问题。
关键词：网格化抢修；抢修驻点；迭代寻优；网格划分
1、目前网格化分存在的问题
1.1区域间工作量不均衡。主要反应在各片区间设备数量及老化程度不同，导致故障发生频率和人员工作强度不均衡，在采用抢修驻点及资源均衡配置的策略下，将导致部分区域人员到达现场平均时长、故障恢复时长均大幅增加，而部分驻点各类资源冗余闲置的情况，其折算电网运行成本处于较高水平。其次，片区范围过大、未考虑道路交通因素，也会致使故障恢复时间增加进而增加折算运行成本。
1.2区域边界处责任界定不明。当区域边界处发生故障无法明确判定责任归属片区时，需要任意一片区抢修队前往现场进行确认，由于双方处于对等地位，此时可能由于协调不畅导致人员到达现场勘查故障时长增加。而简单的采用双方同时到现场勘测故障方式，由于驻点据故障点距离等因素影响导致到达顺序不一致，也将间接导致人员勘查故障时长增加、故障恢复时间增加。
1.3跨片区负荷转供协调配合不利。若遇到电网事故等需进行跨片区负荷转供的情况，需对不同片区内抢修人员进行整合统一调配，然而由于片区划分导致的行政管辖、部门组织、获取故障信息时序和内容的不同，导致人员调配不当使故障恢复时间增加情况时有发生。负荷转供环节单一操作的延迟将导致整个电网事故处理过程的延迟，其额外损失电量及外界因素影响折算为运行成本数量巨大。
2、研究的关键技术
2.1网格区域边界的合理化目标函数及初值设定
考虑到办公场所等实际因素的限值，网格区域抢修驻点很难位于网格化抢修片区的中心位置，因此以到达现场时长最短为目标函数进行的计算不具实际意义。而以抢修范围内工作量配置均衡为目标函数，使各抢修驻点采用均衡资源配置方式时抢修资源利用率一致，通过调整资源配置改变工作量，并对“不同工作量情况下相同运行周期内因故障恢复时长减少节约综合成本曲线”和“资源配置增加导致成本增加曲线”进行比较，选择最佳工作量，形成以电网运行成本最低为目进行折算的最优网格化划分方案。
在设定初值时，为减少迭代规划次数，要对网格区域边界设备数量以设备修复时长、不同环境、类别的设备故障发生概率作为综合权重进行计算，使得初始抢修资源配置情况下各区域间工作量处于一致水平。
2.2网格区域边界的迭代寻优调整过程
每次迭代需经历电气拓扑、设备地理分布、道路路况等至少三个调整比较过程，不同地区根据特殊影响因素可增加额外调整过程。电气拓扑调整过程目的是为了保证同一片区内故障点停电隔离能够自行实现无需相邻网格人员配合，因此要求年度常规运行方式下某变电所10kV单一出线所带全部高低压设备应位于同一片区之内。设备地理分布调整主要将区域边缘设备未处于同一街道同侧的多个设备与相邻区域内相同工作量的多个设备进行交换，保证区域边缘的平滑、边界责任明确。道路路况主要考虑限行等特殊限制导致到达现场时长额外增加的因素，对划分不合理的区域进行调整。
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3、研究的基础条件
3.1需要根据运行经验形成不同运行环境下不同设备故障率及故障处理工作量的计算方法。一方面需考虑运行环境对不同质量设备的影响情况，同时需考虑外力破坏不当使用等人为因素的影响。
3.2需要有完整的反应设备地理位置的地理信息图、电气拓扑连接关系的电气拓扑图，包括架空线路、电缆走向，配变、开关柜等，此类图纸一般于电网规划期形成，用于网格区域边界的初值设定和整个寻优调整过程。
4、详细设计方案
4.1网格属性
以网格内开关柜为最小计算单元，网格属性及工作量计算标准如下：
①网格编号：用来唯一表识一个网格
②最小计算单元归属关系:包含在不同的集合下
③最小计算单元数值：不同类别运行环境下、不同类别设备工作量加权值不同
④工作量加权值：最小单元网格按所含设备类型进行定值，可查询标准化抢修手册查阅可得，目前典型设备根据经验值确定：跌落式熔断器（刀闸）为2人*25分钟，避雷器为2人*30分钟，柱上开关为2人*25分钟，开关站间隔、低压分支箱为5人*40分钟，电杆（包含一档线路）为10人*40分钟，变压器（包含变压器附件安装）为10人*40分钟，电缆头6人*40分钟，低压表箱（包含低压线路）为1人*20分钟。
⑤运行环境工作量修正系数：根据设备运行环境类对设备造成的损害程度以及故障概率进行评估形成的经验系数。其恶劣程度分数标准为2.0（恶劣），1.6（较恶劣），1.4（一般），1.0（较好）。
4.2多约束条件的网格迭代寻优划分过程
①计算全网各最小单元的工作量加权值，计算全网总工作量，设定初始抢修驻点数目并计算单驻点平均工作量，设置各区工作量差别精度。
②建立初始网格，计算各街道地理网格工作量加权值，以抢修驻点为中心所在区域按街道网格逐片区增大，同时计算累计工作量，当达到平均值时停止增大，此时所形成抢修网格区域既为初始网格。
③迭代过程，以电气拓扑图为依据调整各初始网格内同一电气连接部分的网格所属。以设备地理分布为依据调整临近边界处设备网格所属。以道路路况、河流桥梁位置为依据将设备划分至容易到达的驻点责任范围之内。
④结果验证和精度要求，计算各片区工作量总和，验证差距是否在精度范围之内，否则继续执行迭代过程直至工作量差距缩小至可接受的水平。
5、结论
配网网格化抢区域合理划分能够提升配电网运行工作的整体效率，并且能够有效减少用户停电时长提升社会综合效益。能有效解决区域间工作量不均衡、区域边界处责任界定不明、跨片区负荷转供协调配合不利等实际问题，保证了配网网格化抢修模式下网格划分的科学性和合理性。
参考文献
[1]李海涛，孙波，王轩.配电网网格化规划方法及应用[J].电力系统及其自动化学报.2015（12）34-36.
[2]段峥辉.配电网规划的网格化方法及应用[D].华北电力大学.2015.
作者简介
姜景琨（1990.09-），男，宁夏银川，本科，助理工程师。研究方向：配电网运行，配网自动化。
论文作者:姜景琨
论文发表刊物:《防护工程》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/7
标签：网格论文; 工作量论文; 设备论文; 区域论文; 故障论文; 片区论文; 边界论文; 《防护工程》2017年第19期论文;