智能配電網優化調度技術應用探討

廣東電網有限責任公司汕頭供電局 廣東 汕頭 515000

引言

配電網作為有效連接電網和電力負荷的橋梁，是電力系統的重要組成部分之一，在配電網智能調度的前提下，能夠促進電力產業的飛速發展，保障電力系統安全、穩定、長期、高效地運行。僅依靠傳統的配電網調度不能滿足智能電網的需求，傳統配電網調度不僅工序復雜，同時在日常運行的過程中還需要經常維修，需要消耗大量的人力、物力和時間。現如今我國智能電網發展迅速，進一步促進配電網智能調度的發展就顯得十分重要，因此，需要牢牢把握住其關鍵技術，通過關鍵技術推動智能電網的良性發展。

1 智能配電網的概念和應用意義

配電系統是整個電力系統中最末端的系統，主要包含了110kV及以下等級電網，在智能電網中，智能配電網作為其中最為重要的一個環節，是隨著市場發展需求對傳統配電網技術的升華產物。對其本質進行分析，其是結合了計算機技術、網絡通信技術和自動化控制技術的一種綜合性技術。在實際運用中，智能配電網有著較強的自愈性，同時也為供電系統的安全和整體質量起到了確保作用。另外，智能配電網技術可以形成可視化的配電網系統，方便人們進行管理，能使管理人員主動融入用電環節的監管過程中，對于運行中產生的問題能夠及時有效地查找和排除，為配電網的安全可靠運行提供了堅實的基礎保障[1]。

智能配電網在配電網規劃中，由于其先進科學的監管技術，在電網實際運行時起到了良好的監控作用，對于降低設備損耗、優化電網資源和提高運行效率都起到了良好的作用，進一步增加了電網系統的經濟效益；智能配電網在保障用戶基本需求的同時，為用戶提供了更為優質的服務，避免了如斷電等不良情況的出現，為我國經濟穩定發展提供了良好保障；由于智能配電網主要以新能源為主，從而避免了污染物質的排放，為保障環境質量起到了良好的促進作用，為可持續發展提供了良好保障。

2 智能配電網調度系統優化目標

智能配電網的調度優化方式主要包含分布式電源、多元化用戶負荷以及全面態勢感知等類型。在預測配電網的發展態勢時，可以采用配電網運行分析技術、綜合功率預測技術來準確獲取配電網運行的軌跡信息。在此基礎上，調度系統可以通過快速在線仿真功能，分析計算配電網指標，按照預先設定的控制策略，給出最優調度方式，并對各執行單元發出調度指令，實現配電網智能化控制。還可以根據實際運行經驗，不斷優化、調整策略庫，提升調度系統的自動化、智能化水平。當配電網的智能調整無法滿足優化調度時，再由調度員人工干預[2]。

3 智能配電網調度系統存在的問題

（1）系統靈活性欠佳。雖然目前智能技術發展迅速，智能電網調度系統開始引進越來越多的技術，使系統功能更加豐富化，但是對系統設計進行分析，實現一體化架構設計仍十分困難，難以完成多級調度和多專業覆蓋，不能滿足調度中橫向協同以及縱向貫通的要求。從另一個角度分析，因為深受其他因素的影響，調度機構及廠站在系統建設環節，所使用的技術繁多，不具統一性和規范性，多為獨立建設，聯系松散，設計不具規范化，實現信息數據共享較為困難。這也是調度系統不具靈活性的重要原因[3]。

（2）系統不具導向性和實用性。從配電網調度的角度展開分析，其調度業務應根據業務職業的差異性進行有效劃分，這一方法能夠使不同的業務部門分批發展，進而有助于確立一個合理的調度自動化系統業務導向。但是具體來說，因為在調度系統建設的早期階段，不具備一個宏觀規劃，同時基礎技術體系也不夠完善和統一，直接導致調度自動化系統功能的不健全，無法滿足調度方案、監視技術、校正控制技術的要求，進而致使系統的業務導向越來越混亂，沒有一個明確統一的標準。從另一個角度展開分析，現如今我國電力行業發展迅速，大量的信息技術涌出并被廣泛地應用于智能電網調度系統中，所以導致一些研發較早的系統實用性和功能性越來越差。例如一些系統中的新型技術已經完全取代了傳統應用，并且傳統技術不具有實用性。但是一些應用技術因為水平較低或者其他因素，在具體使用的過程中仍需要投入大量的人力、時間和物力去維護，這樣才能確保系統不發生故障。

（3）系統標準化推廣率較低。現如今電力技術發展迅速，電力系統也逐漸趨于完善，該過程中出現了諸多電網數據，因為系統標準化管理跟不上技術發展的步伐，導致模型數據不統一問題嚴重，因為功能獨立的模型不能滿足整體調度需要，彼此間獨立建設不利于相互聯系，導致系統標準化推廣率較低，不利于智能電網調度運行的發展。并且現如今電網調度愈發復雜，傳統的方式已無法滿足目前調度的要求。

4 智能配電網優化調度關鍵技術

4.1 功率綜合預測技術

在配電網的調度過程中，需要及時預測負荷、電源的功率，并評估配電網的運行狀況，來提升調度管理效果。在實際應用中，對負荷和電源功率分別孤立預測，準確性較差，尤其是大型配電網。因此，在功率預測時，需要利用多種管理系統，采用大數據技術，將負荷和電源相結合進行功率綜合預測，提高預測精度[4]。

4.2 調度網絡優化技術

智能配電網的優化調度可以從網絡技術入手，結合電網供電能力開展配電網絡構架的梳理及優化。按照時間維度確定不同周期的控制目標，并分別采取相應措施：超短期目標重點關注節點電壓、失電負荷、開關動作次數；短期目標重點關注日最低線損、開關動作次數以及最優節點電壓；中長期目標重點關注月度最低線損、最優節點電壓、最少開關動作次數。通過分別完成超短期、短期和中長期的調度目標來實現配電網優化調度。

4.3 分布式電源優化管理技術

近十年以來，配電網中以光伏發電和儲能為主的分布式電源日益增多，改變了原配電網的純負荷格局和潮流方向。在優化調度過程中，需要充分考慮分布式光伏及儲能系統對配電網的潮流影響。分布式電源的優化管理主要采用實時修正、短期調控兩種方式。結合電力用戶的需求側響應及對大型負荷的電力調度，達到提高分布式光伏消納能力、充分利用分布式光伏的日間出力特性和儲能系統“峰時放電，平谷段充電”的運行方式實現削峰填谷的調度效果。

4.4“源網荷”協調技術

智能配電網的電源、電網構架和負荷以空間維度進行區域內的互動。“源網荷”短期協調需要考慮區域內的電力電量平衡，“源網荷”長期協調需要綜合考慮可再生能源消納、線路損耗等因素。優化調度需要建立不同類型的配電網拓撲結構以保證負荷多樣性，重點分析配電網區域內饋線間的相互支援以及配電網的整體平衡，提高配電網調度運行效率[5]。

4.5 智能在線仿真平臺

電網構架較為復雜：交直流線路混聯且有多種運行方式。現有調度仿真平臺存在穩定性不足、離線仿真偏差大、在線仿真性能不足、預警功能不完善等問題。南方電網以分布式數據中心為平臺基礎，借助在線控制、仿真分析、決策輔助等智能化功能，實現調度工作轉型，由人工經驗分析轉向智能化調度。智能在線仿真平臺需要重點研究平臺構架、算法和計算機軟硬件，應用數字孿生、大數據、并行計算、內存計算等互聯網技術，完善實時仿真、自動預警、計劃編制、在線校核等功能。

4.6 節能環保調度技術

近年來，國家日益重視節能環保、降低能源結構中化石能源的消耗比例。電網企業需要全面分析管轄區域內的能源分布，研究電網與可再生能源的大規模融合。在編制節能發電計劃時，優先調度水電、光伏、風電等清潔能源，并監控碳排放。編制節能發電計劃時需網、省一體化，研究網損修正、安全約束、執行效果評估、調度規則規范等技術，研究電源的碳排放或減排標準、運行特性及建模技術，實現常規能源與間歇式能源之間協調運行和優化調度，實現地區電源結構優化、智能配電網節能環保調度的目標[6]。

5 結束語

隨著科技的進步以及產業的發展，智能配電網的內涵以及功能不斷豐富。為了提高電網調度運行效率和安全可靠性，電網企業需要完善智能配電網并應用優化調度技術，提高功率綜合預測、調度網絡及分布式能源優化等技術水平，提高電力調度的節能環保效果，促進智能配電網的持續發展。