基于時序動態約束的主動配電網滾動優化調度

葉雷　俞凱　陳博

【摘??要】在國內電力行業穩定發展的大環境下，各行各業對電力資源的依賴程度迅速增加的同時，國家對電力系統的運行環境也提出了更高的要求。而主動配電網不僅是保障城市電網安全穩定運行的基礎，同時也是提升配電網供電安全可靠性能的重要途徑，因此對主動配電網進行優化調度勢在必行。為了有效消除主動配電網中間歇性能源和負荷等多方面因素對自動配電網優化調度造成的影響，本文以主動配電網優化調度存在的問題為出發點，進而提出了一種基于時序動態約束的自動配電網滾動優化調度方法。

【關鍵詞】時序動態約束;主動配電網;滾動優化;實時調度

引言

近幾年，隨著我國電子科技技術的不斷發展，人們的生活水平日益提升，對生活質量與用電質量提出了更深層次的要求。為了更好地滿足大眾對電能的需求，全面解決自動配電網優化調度中存在的問題成為電力企業戰略發展目標的重中之重。然而在可再生能源大量接入的背景下，主動配電網將會面臨分布式電源處理不確定性以及負荷波動等大問題，同時自動配電網的安全性能也因此受到一定程度的威脅。針對于此，本文提出時序動態約束下的主動配電網滾動優化調度，并通過一系列的仿真試驗探索，證明出此優化調動策略的科學合理性與可行性。

1?主動配電網的概述

當前，國內大部分人都對主動配電網的認知上存在著較大的誤區，認為只要接入分布式電源就為主動配電網。其實并非如此，主動配電網與微網的控制模式、電網構成以及運行狀態都不盡相同。主動配電網的所屬關系為企業電網，運行狀態為常態并網和條件孤島，電網主要由網狀配電網+DG、儲能、主動符合以及智能控制所構成，注意區別于傳統的被動配電網系統。與此同時，主動配電網內部具有分散式或分布式的能源，并控制配電網的運行能力。與傳統的被動配電網相比，主動配電網主要擁有三大特征，分別為完善的可控能力、靈活調控的網絡拓撲結構以及分布式可控資源。換句話說，主動配電網能夠更好地掌握到實時信息，具有更大的可觀測范圍。因此，將主動配電網大量投入使用可以有效解決可再生資源的消納問題，切實實現將環境保護放在企業生產第一位的發展目標，進而推動我國智能電網技術的建設進程。

2?主動配電網優化調度存在的問題

2.1主動配電網優化調度的基本定義

所謂的主動配網優化調度實質是指基于配電網中分布式電源（distributed?generator，簡稱為DG），主動配電網（active?distribution?network，簡稱為ADN）對其實行主動調控管理并且全方位實現網絡安全經濟運行的核心技術的一種重要手段[1]。另一方面，饋線自動化作為主動配網優化調度中的中心環節之一，其扮演著極其重要的角色。主要的職能為在第一時間發現配電線路發生故障的區域，并將監測到的故障信息及時發送到在線監控主機內，然后在線監控主機將故障信息發送給中心站，最后經由中心站將故障信息發送給主變電站后臺，進而發出故障警告。

2.2主動配電網優化調度當中存在的問題

就目前發展情況來看，主動配電網的優化運行方式主要為如內實施修正的方法以及日前優化調度的方法[2]。盡管我國相關領域的專家學者針對主動配電網優化調度撰寫過眾多的文獻、期刊，但他們所提出的內容僅按照日前調度方案的基礎上所進行的小幅修改，存在較大的預測誤差，且在實際的運行過程中可能會出現隨機的突發事件，以至于最優調度方案與日前調度方案之間的落差相對比較高，甚至可能會引發安全事故，其造成的不良后果可想而知。除此之外，相關領域的研究學者所發布的文獻優化調度的內容僅針對于有限區域內，因而對主動配電網或儲能系統（energy?storage?system，簡稱為ESS）等可控資源的微電網進行優化調度時，此調度方案存在一定程度的局限性，且對無功優化調度考慮的不夠全面，進一步致使在分布式電源滲透率不斷提升的影響下，單獨分散式的分布式電源呈逐漸上升的趨勢，從而導致進行優化調度的對象由原來單一的微電網逐漸轉變成繁瑣的區域配電網，潛移默化地增加了優化調度的復雜性。為了有效解決主動配電網優化調度當中存在的問題，本文提出了一種主動配電網滾動優化策略，旨在提升主動配電網的安全穩定性能，為進一步提高調度方案的經濟水平奠定堅實的基礎。

3?基于時序動態約束的自動配電網滾動優化調度方法

顧名思義，在時序動態約束下的自動配電網滾動優化調度方法是以動態約束為前提條件。與時序靜態約束相比，時序動態約束一般來講仿真使用的時間相對較長，首先確定測試向量，然后輸入硬件模型，最后進行仿真。時需動態約束的實質意義是通過仿真軟件動態的仿真電路，進而驗證時需是否滿足要求。經上述分析不難發現，基于時序動態約束的ADN滾動優化調度方法實際是以時序遞進為基本原則而進行的實時調度。接下來將會將調度間隔值設為1小時以內，然后每間隔1小時后再去實施調度優化，進而以此類推，此次試驗的目的為驗證基于時序動態約束的自動配電網滾動優化調度方法是否可行。

圖一

如圖一ADN滾動優化調度策略示意圖所示，其具體操作流程可分為以下三個步驟：

（1）在確定各個調度單元在第一時間段內的調度方案之后，首先要及時將T值設為24小時，然后將T值設定為固定調度周期，最后依照在第一個時間段內采集到的數據以及后面預測數據，構建出完整的滾動優化調動模型[3]。但需要注意的是，在執行步驟一時僅針對第一時間段內的調度方案，第二時間段的內容暫且不用操作，旨在實時掌握調度方案在執行方案后前后的變化情況，為下一時間段的實施調度內容提供最準確的參照條件。

（2）在執行步驟一之后，將在第一時間段收集到的數據及時更新為第二時間內的數據，然后將T視為步驟二的調度周期，最后按照步驟一的執行流程再一次獲得最佳的滾動優化方案。步驟二與步驟一注意的事項相同，步驟二也僅執行第二時間段的內容，并且實時掌握各個調度單元在執行方案前后的變化情況，進而為下一步驟提供最重要的參照條件。

（3）執行步驟二之后，第一時間更新實時的監測數據，并且連續執行第三時間段內的實時調度內容，最后再次依照步驟一及步驟二的執行流程，依照時序遞進的基本原則對后面的所有時間段進行滾動調度，最終完成24個時間段的整體調度方案[4]。這一系列的執行過程統稱為基于時序動態約束的自動配電網滾動優化調度方案。若將此方案有效實施，將會最大限度保證供電網絡的安全穩定性能。

4?結語

綜上所述，全面研究基于時序動態約束的自動配電網滾動優化調度方案既能保證主動配電網的運行安全性，還能有效降低主動配電網的運行成本，可謂是一舉兩得。因此，將此類優化調度模型更好地融入到電力企業當中，為推動我國社會科技的進步發展提供巨大的原動力。

參考文獻：

[1]莊慧敏，肖建.主動配電網的兩階段優化調度模型[J].西南交通大學學報，2015，50（05）：928-934.

[2]李振坤，崔靜，路群，米陽，蘇向敬.基于時序動態約束的主動配電網滾動優化調度[J].電力系統自動化，2019，43（16）：17-29.

[3]任佳依，顧偉，王勇，嵇文路，劉海波，曹戈.基于模型預測控制的主動配電網多時間尺度有功無功協調調度[J].中國電機工程學報，2018，38（05）：1397-1407.

[4]董雷，陳卉，蒲天驕，陳乃仕，王曉輝.基于模型預測控制的主動配電網多時間尺度動態優化調度[J].中國電機工程學報，2016，36（17）：4609-4617.

（作者單位：1、國網浙江省電力有限公司培訓中心;2國網溫州供電公司;3國網溫州供電公司）