芻議智能電表在配電網(wǎng)中的擴展應(yīng)用

張忠斌

(國網(wǎng)六安供電公司,安徽六安 237000)

芻議智能電表在配電網(wǎng)中的擴展應(yīng)用

張忠斌

(國網(wǎng)六安供電公司,安徽六安 237000)

作為智能終端,將用戶的信息進(jìn)行充分的儲存、收集、分析和預(yù)測是智能電表的重要職能,它以廣域通信網(wǎng)絡(luò)作為媒介,搭建起了電力企業(yè)和用電者之間的橋梁。伴隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國在研究智能電網(wǎng)和配電自動化方面取得了一定的進(jìn)步,現(xiàn)階段智能電表的有效應(yīng)用,使實現(xiàn)智能電網(wǎng)成為可能。將負(fù)荷預(yù)測的方法應(yīng)用到配電網(wǎng)當(dāng)中是智能電表的未來發(fā)展和研究方向。對智能電表在配電網(wǎng)中的擴展應(yīng)用進(jìn)行充分的研究,有助于推動我國智能電表技術(shù)和智能電網(wǎng)的發(fā)展。

智能電表 配電網(wǎng) 負(fù)荷預(yù)測

近年來，我國的社會經(jīng)濟發(fā)展速度加快，飛速發(fā)展的社會經(jīng)濟導(dǎo)致我國企業(yè)和個人對于各種能源的需求量大大增加。能源的消耗同時給全球的環(huán)境和生態(tài)帶來了嚴(yán)重的破壞。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，人們開始注重研究新技術(shù)和方法來充分利用可再生能源。在這種狀況下，智能電網(wǎng)理論被提出，它能夠有效對能源進(jìn)行節(jié)約，在實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的過程中具有重大的意義。而現(xiàn)階段智能電表的應(yīng)用能夠有效促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。

1 智能電表的原理

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，近年來科學(xué)家在電子式電表的基礎(chǔ)上研發(fā)了智能電表。同傳統(tǒng)的電表相比，智能電表在運行職能和構(gòu)成方面都具有非常大的進(jìn)步。電流電壓線圈和鋁盤等是傳統(tǒng)電表的重要組成部件，當(dāng)渦流被能夠移動的鋁盤進(jìn)行感應(yīng)之后再用電流線圈相互影響是傳統(tǒng)電表的工作過程。而電子元器件是智能電表的組成部件，其在運轉(zhuǎn)的過程中首先要將用電者的電壓和電流進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，集成電路是由專門的電能表來進(jìn)行的，并將采集到的信息進(jìn)行有效的處理，并將其轉(zhuǎn)換成與電能成正比的脈沖進(jìn)行輸出。在最后，處理和控制工作室有單片機來執(zhí)行的，以用電量的形式將脈沖進(jìn)行顯示。

2 智能電表的擴展功能研究

同傳統(tǒng)的電表相比，提供雙向計量功能是智能電表最大的功能特點，它能夠有效監(jiān)視各大用電戶所擁有的電能質(zhì)量，同時還擁有自動抄表(AMR)和將電價進(jìn)行分時段計算的功能，數(shù)據(jù)處理能力也比傳統(tǒng)的電表高很多。近年來智能電表的應(yīng)用越來越廣泛，它具有多種拓展功能，在這里重點將配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測進(jìn)行分析。

2.1 傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測

種類繁多和性質(zhì)不同的負(fù)荷是電力系統(tǒng)最主要的特點之一，同時，人們在日常生活中用電的過程中是不規(guī)律的，因此，普通的解析式是無法將如此大量的負(fù)荷進(jìn)行累加的。從供電需求及社會和經(jīng)濟的發(fā)展方面來講，對于負(fù)荷的估計和預(yù)測不可忽視。人們在日常的生活當(dāng)中需要預(yù)測負(fù)荷，這樣才能夠?qū)⑿枰玫碾娏M(jìn)行提前的估計，保證工作和生活的正常進(jìn)行，此時就需要充分調(diào)查和分析歷史數(shù)據(jù)。預(yù)測結(jié)果能夠影響用電低谷設(shè)備的采用和蓄冷蓄熱技術(shù)的應(yīng)用等，能夠轉(zhuǎn)變用戶用電的高峰期和低谷期，這樣一來就能夠促進(jìn)系統(tǒng)更加可靠和經(jīng)濟的運行[1]。

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，負(fù)荷預(yù)測技術(shù)近年來得到了很大的進(jìn)步，例如，灰色預(yù)測技術(shù)、指數(shù)平滑預(yù)測技術(shù)等，尤其是SCADA裝置的有效應(yīng)用，使我國的配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)得到及時的收集和傳送。然而SCADA對于數(shù)據(jù)的有效測量才能夠促進(jìn)負(fù)荷預(yù)測的順利進(jìn)行，但是現(xiàn)階段自動化在我國的配電網(wǎng)當(dāng)中不夠發(fā)達(dá)，嚴(yán)重缺少測量模塊，SCADA只能在饋線一級進(jìn)行應(yīng)用，然而眾多的負(fù)荷是無法得到及時準(zhǔn)確的測量的。

2.2 在智能電表基礎(chǔ)上的廣域負(fù)荷預(yù)測

傳統(tǒng)的電表在應(yīng)用過程中會使網(wǎng)損現(xiàn)象發(fā)生在配電網(wǎng)線路當(dāng)中，這是SCADA技術(shù)在進(jìn)行負(fù)荷測量當(dāng)中的缺陷。智能電表之所以能夠?qū)⒇?fù)荷進(jìn)行更準(zhǔn)確的測量是由于它被安裝與用戶的一端，同時在整體的測量元件當(dāng)中它屬于最底層的元件，這就在很大程度上能夠?qū)y量負(fù)荷的精確度進(jìn)行提高。如果想要將某一區(qū)域內(nèi)在某一時間段內(nèi)的負(fù)荷值進(jìn)行真實的展現(xiàn)，我們可以將該區(qū)域內(nèi)的智能電表數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理來實現(xiàn)，這樣一來就能夠細(xì)化電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

然而在進(jìn)行這樣的操作過程中我們要充分考慮到如果將該區(qū)域某一時間段內(nèi)的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，那么傳輸過程中是否能夠得到整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的支持，以及頂端系統(tǒng)解決這樣大量數(shù)據(jù)的方法是什么。所以此時我們應(yīng)該將智能測量裝置安裝與饋線的出口處，它們是能夠與智能電表進(jìn)行通信相連的，智能電表數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)的處理都由這些裝置來完成，這樣就能夠?qū)跋到y(tǒng)處理數(shù)據(jù)的壓力進(jìn)行較小。分級處理數(shù)據(jù)的方法能夠促進(jìn)通信上的順暢[2]。

2.3 支持向量機負(fù)荷預(yù)測

在對負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測的過程中，其精度大小影響很重要的一個因素就是對核函數(shù)的選擇。長久以來人們對于核函數(shù)的選擇都進(jìn)行了大量的研究，在這些研究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，在這里我們選擇SVM的核函數(shù)的時候以指數(shù)函數(shù)來作為代表進(jìn)行研究。近年來，經(jīng)過不斷的研究和調(diào)查，我們了解到能夠嚴(yán)重影響SVM的性能表現(xiàn)的是寬度參數(shù)和懲罰系數(shù)在核函數(shù)當(dāng)中的體現(xiàn)。我們在進(jìn)行研究的過程中，在0.001與10之間固定懲罰系數(shù)c和不敏感損失參數(shù)ε，如果寬度參數(shù)不斷增大那么訓(xùn)練集中的標(biāo)準(zhǔn)均方差以后增大。因此，當(dāng)較小的寬度參數(shù)σ2過學(xué)習(xí)現(xiàn)象就會出現(xiàn)在SVM與訓(xùn)練集當(dāng)中。因此，SVM的泛化能力是受到寬度參數(shù)的重要影響的。但是，不敏感損失參數(shù)ε在變大的過程中會引起支持向量樹木的減少，還會造成一定程度的波動出現(xiàn)在訓(xùn)練時間當(dāng)中。這就表明，預(yù)測精度和泛化能力在SVM當(dāng)中受到不敏感損失參數(shù)ε的影響幾乎可以忽略不計。模型的性能會受到SVM參數(shù)選擇的嚴(yán)重影響，在現(xiàn)階段的發(fā)展當(dāng)中SVM的參數(shù)選擇還缺少公認(rèn)有效的結(jié)構(gòu)化方法。

3 結(jié)語

伴隨著我國經(jīng)濟的不斷進(jìn)步，社會經(jīng)濟在發(fā)展過程中對于能源的需求量大大增加，能源的消耗給環(huán)境和生態(tài)帶來了巨大的損害。在這種情況下我國應(yīng)積極充分利用現(xiàn)有能源，減少能源的浪費。智能電表的研發(fā)并使用有效的對我國個人和企業(yè)的用電情況進(jìn)行了監(jiān)督和控制，以獨特的優(yōu)勢提高了人們的節(jié)能意識。同時，我們還應(yīng)該注意到智能電表的種種擴展功能，尤其在負(fù)荷預(yù)測方面具有獨特的優(yōu)勢。通過對智能電表這一智能終端的有效應(yīng)用， 促進(jìn)了整個電網(wǎng)處理的優(yōu)化。

[1]吳旭陽.基于高級量測體系的配電網(wǎng)竊電判據(jù)研究[D].華北電力大學(xué),2014.

[2]何湘寧,宗升,吳建德,李武華,趙榮祥.配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)[J].中國電機工程學(xué)報,2014,29(02):5162-5167.