關于主動配電網優化調度的策略研究

王 芳

（國網寧夏電力公司 吳忠供電公司，寧夏 吳忠 751100）

0 引 言

合理性的調度策略是指搭建更加有效的電源-負載匹配模式，維持調度目標應用效果的同時，建構完整的配電網控制平臺，從而提高儲能利用率，實現調度策略的優化目標。

1 主動配電網優化調度整體要求

在互動配網調度優化工作中，要建立各個能源體系之間的耦合交互處理機制，從而完善綜合利用工作，確保能從根本上提高主動配電網（Active Distribution Network，ADN）系統的實時性運行效果，維持可靠處理模式。因為主動配電網本身就是多能源系統，能有效緩解RES出力的間歇性和波動性沖擊，從而順應電網運行要求，減少能源浪費。基于此，在主動配網優化調度模式中，要建立多源協同分析機制，從而降低系統對整個電網體系產生的沖擊力，保證能源供應的可靠性。

1.1 整體協調優化調度模式

結合配電網源以及負荷的特性落實分布式能源消納機制，提升電網實時性運行的經濟性，并且能匹配間歇式分布能源接入體系，從而提高空間尺度、時間尺度以及運行狀態的綜合控制效果[1]。整體優化調度模式如圖1所示。

圖1 優化調度架構模式

由圖1可知，在整個調度架構體系內，主動配電網調度中心要結合實際情況完成負荷以及集群處理，從而保證對應配電網能量管理效果符合預期。并且，主動配電網能源管理中心能結合模塊聚類管理單元進行常規化負荷預測信息的處理，在統一整合相關內容的基礎上，依據實時性狀態數據以及歷史數據對比分析，能夠更好地調度相關資源，維持優化運行的效果。

1.2 調度控制

主動配電網建立多源協同調度框架的過程中，將調度中心作為核心，開展相應的控制決策，獲取資源發電計劃的同時完成負荷預測，搜索并收集相關數據。從分布式電源出力約束條件以及主動配電網全局拓撲結構分析可知，建立完整的資源協同和優化調度工序要將全局作為目標，全面分析不同單元獲取的信息數據，建構完整的優化模型，從而指導柔性負荷調節控制方式，保證配電網調度工作的最優化。

另外，在調度控制環節中還要管控模塊聚類管理層，維持核心收集數據的規范性，并匹配供給側資源和需求側資源統計體系，維持監測和預測等工作的合理性，確保主動優化調度的最優化效果。例如，在上級決策制定后分布到不同模塊內，從而形成計劃指令體系，減少優化值偏差以及新能源的隨機性數據，維持各個單元微處理工作的最優化[2]。

2 主動配電網優化調度建模策略

2.1 多時間尺度優化調度

在主動配電網優化調度工作中，為了滿足調度的基本需求，需結合能源的實際情況開展相應的設計分析。因為風電能源以及光伏能源的預測數值和負荷側用電預測數值本身存在時間差異，所以要想提升調度優化的效果，可以將時間尺度作為標桿，進行分布式電源出力分析和負荷側需求分析，從而全面提升調度運維管理的實效性[3]。也就是說，要制定差異化調度計劃，維持調度模式相互配合的機制，從而保證能量調度和優化管理工作都能有序開展。例如，建設日前調度計劃，完成日前預測、用戶側參與調度信息分析以及削峰填谷等，并且利用修正參數的方式完成日內滾動計劃，構建超短期預測和跟蹤修正等模塊。

2.1.1 日前調度優化

要將調度計劃集中在日前調度預報信息和新能源歷史數據、負荷數據方面，從而全面預測相關數據，并且基于數據完成調度日計劃。一般而言，在日前調度計劃體系內，要明確了解到調度日內相關時段CDG信息機組的啟停狀態以及儲能系統（Energy Storage System，ESS）充放電狀態，全面分析負荷側柔性負荷響應分配的基本情況，進一步調控實時性運行模式，將主動配電網經濟運行作為整體管控結構的核心，優化出力單位以及柔性負荷參數，維持變電站低壓母線注入率的規范性，確保計算備案應用效果滿足預期。

首先，各個單位要結合能源預測數據以及負荷預測數據對需求側相應情況予以匯總。其次，結合模塊的聚類管理層完成單元數據的收集和匯總分析，在此過程中要確保整理、統計以及挖掘等基本流程的規范性，確保可調度容量分析的應用效果符合要求。最后，完成主動配電網能源管理中心的處理工作，從而制定日前優化調度計劃。

除此之外，要結合調度時段落實調度規劃，確保聚類控制器和儲能系統控制器等相關工作都能落實到位，從而滿足負荷量變化要求[4]。

2.1.2 日內調度優化

因為配電網應用能源的出力狀態本身就存在隨機性和波動性，所以為了滿足調度應用規范的具體要求，需沿用日前的預測數據，采取當日調度策略實施機制，尤其是對風電能以及光伏能隨機波動的分析工作，要確保預測誤差不會對主動配電網的穩定性產生影響。基于此，要利用滾動優化模式，對每個調度時刻進行優化時域分析，以保證在有限時間段內區域分析體系的合理性，并結合在線優化標準整合實際信息。例如，在第k個調度時刻結合已知數據信息以及歷史性數據信息，就能完成[k,k+n]時域內的狀態預測分析，結合相關優化目標獲取[k,k+m]的優化結果，以此類推完成滾動優化計算分析。滾動優化原理如圖2所示。

圖2 滾動優化原理

2.2 多源協同調度

從儲能調度成本分析入手，綜合考量全網優化調度應用要求，計算公式為：

式中，CESS,j表示j節點的ESS調度成本；Ceo,j表示ESS單位運維成本；Lj表示整體使用壽命；Δt表示單位調度時間[5]。與此同時，要結合ESS分析模式評估可控分布式電源的調度成本和廣義柔性負荷的調度成本等，從而結合調度時刻內總削減量完成單價補償處理，確保調度優化流程和效果符合預期。

另外，要依據粒子群算法判定各個維度最優方向移動內容，借助ISPO對高維離子進行子矢量劃分處理，確保最優化前進的合理性和規范性。首先，要將智能單粒子矩陣按照時段進行劃分處理，匹配歸一分析機制，建立對應矩陣模式后劃分k個子向量，并且結合子向量對應調度周期內的階段。其次，要將各個子向量依據空間差異化分布予以劃分控制，確保開關間隔內分布式單元子矢量模塊的完整性，并且維持開關通斷的控制效果[6]。基本流程如下：一是初始離子位置矢量，進入到子矢量劃分階段；二是設定參數，i=1、j=1；三是更新優化子矢量，若是j＜子矢量總數，則對j進行再次確認，評估其余設定迭代次數的大小。

3 主動配電網優化調度算例分析

在建立主動配電網優化調度方案和策略處理機制后，要結合算例對其應用效果予以評估。本文以三饋線互聯體系為例，整體主動配電網測試系統中具備44個基礎節點，系統的算例拓撲結構滿足對應標準，且整體計算分析框架內風能和光電能存在一定的不可調度性，僅僅依托可控分布式發電和儲能設備完成參數處理[7]。拓撲結構如圖3所示，其中黑色實心代表閉合狀態、空白代表斷開狀態。

圖3 拓撲結構

3.1 基礎能源配置

選取對應儲能設備，按照標準化連接予以控制。其中電池儲能的容量對應分別為250 kW·h和500 kW·h，對應的連接位置分別為A6、A10、A12、A19、B17和B6、B9。燃氣輪機的功率為300 kW，連接位置為 A20、B12。

3.2 基礎設定

設定調度周期為24 h，每間隔1 h劃分對象。利用ISPO算法完成分析，了解到可控分布式模塊整體出力特征和系統的負荷參數維持一致，調度優化模型系統最大負荷點和儲能單元充電系統相匹配，能為后續放電輸出提供保障。另外，不同儲能模塊子矢量區間存在差異，且會受到維度優化方向的影響，要結合充放電策略應用要求予以系統分析。

3.3 結 果

結合算例的具體內容可知，ISPO算法在實際應用過程中能結合分維度優化基礎獲取全局最優解，優化調度后全天運行成本有了明顯下降。并且為主動配電網靈活調度提供保障，維持切換次數應用效果和全面模型精準性，建構基于計算速度和計算精度都匹配的應用框架，從而實現綜合管理水平的進步[8-10]。

4 結 論

在主動配電網調度優化的過程中，要結合配電網技術應用要求和發展進程，建立完整的儲能模塊損耗分析機制，促進配電行業可持續健康發展。