10kV配电网合环电流综合调控对策初探

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷8期   作者:李晓军
[导读] 随着我国经济与科技的不断发展,人们对于电力资源的需求量逐渐增加,
        李晓军
        国网北京平谷供电公司  北京 平谷  101200
        摘要:随着我国经济与科技的不断发展,人们对于电力资源的需求量逐渐增加,电网建设与配电安全成为了社会关注的问题。10kv配电网合环操作的目的在于提高供电可靠性,但是在实际操作的过程中却经常出现较大的合环电流,导致配电网无法稳定运行 甚至还会出现操作安全问题。针对10kv配电网合环电流问题与风险,技术人员应该不断优化调控策略,采取综合调控手段,消除安全隐患与故障风险。本文将从调控模型分析、多目标调控算法以及整体调控流程三个方面进行相关论述,以供参考。
        关键词:10KV配电网;合环电流;综合调控;调控对策
        引言部分
        我国在建设配置10 kV配电网的时候一般使用闭环设计且开环运行的供电方式,这样的系统设计方式能够在负荷转移以及设备检修的时候实现不停电倒负荷,不仅能够提高用电检修安全性,同时还能够提高供电可靠性。但在实际的操作中,由于合环点两端容易出现电压差过大的问题,从而导致其两侧馈线负荷以及线路阻抗参数分布不均匀,最终出现较大的合环电流,破坏电配电网的稳定性。对此,技术人员应该制定科学的合环电流调控策略,完善合环操作与系统,构建完善的合环电流综合调控模型,实现多目标综合调控,提高配电网运行的稳定性与安全性。
一、调控模型分析
(一)目标函数
        技术人员要想构建合环电流综合调控模式,就需要在合环操作之前对10kV配电网的可靠性与经济性进行科学全面的评估,为制定预防机制、构建调控模型提供依据。为了保障操作过程的安全性,技术人员应该实现对调控策略的有效控制,将合环电流降至最低,这样才能够防止线路系统出现合环电流过载或者跳闸等问题。一般来说,技术人员会使用戴维南等值法进行相关电力数据的测算。技术人员应当在保持操作安全的基础下明确以下调控目标:
        
        该目标中, 指的是指变压器分接头的主要调节数据,指的是电容器组的主要投切数据。从经济效益方面来看,合环操作并不需要资金成本,然而在实践应用的过程中,合环操作却能够导致配电网出现不同的网损现象,这也是综合调控工作中需要关注和计算的问题。经过以上分析我们可以得到最终的综合调控多目标函数如下:
(二)约束条件
        技术人员在建立综合调控模型的时候还应该科学分析控制约束条件的情况,这样才能够保障最终调控模型的有效性,笔者在此根据不同的情况将其分为两种不同的约束条件。第一种约束条件需要确保有效功率以及无功功率之间的平衡关系。第二种约束条件则主要作用于非合环支路电流的有效控制。经过技术人员实践研究能够发现,如果在电流保护的基础上出现II段延时,同时在其周期范围之外出现严重递衰现象,直至其最小化。则合环暂态的影响范围以及影响力度都会降低,一般只会在瞬时速断保护中发生作用。因此,技术人员在进行约束条件分析与探究的时候只需要对稳态电流有效值以及馈线载流量进行分析,保持电路稳定性[1]。
二、多目标调控算法
(一)优化问题解决策略
        技术人员利用多目标优化处理的时候经常会遇到多个目标之间相互矛盾的问题,导致多目标难以统一,无法确定最优决策。为了解决以上多目标处理问题,技术人员可以优化解决思路,在建立模型的同时设置不同目标的权重,这样就能够将多目标问题转化为单目标问题,有效提高模型可行性。技术人员在确定权重数据的时候也存在一定的问题,受到多目标函数差异的影响,技术人员一般选择使用Pareto最优解法实现对不同目标函数的权衡,进而明确各目标的权重参数。

以下为目标基础上Pareto最优解集的表现公式:
        
        
        经过上文的分析,技术人员已经掌握经济与安全指标函数相关权重参数,通过以上公式就能够实现两者之间的平衡最终得到多目标优化方法的最佳解。无论解偏向于哪一方都会导致另一方的衰减,因此以上解集就是最优解和最优决策方案。使用以上解法,技术人员就能够创建更大的选择范围,寻找最合适的综合调控方法,提高10kv配电网运行的稳定性与可靠性。
(二)具体算法策略
        首先,技术人员可以采取反向学习策略。具体来说,技术人员可以采取随机方式,从中抽取h个和声,并将其随机组合之后形成初始和声库,使用相应的公式对其进行计算,并确定对立和声库。技术人员将计算所得的和声库进行合并,同时将对立和声库中的不同和声目标函数进行运算,最后使用归一化的方式综合运算多个目标函数。之后根据以上步骤的运算结果,将其进行降序排列处理,得到前h个和声库的排列顺序。另外就是确定动态和声参数。要想提高运算有效性,保持全局调控的最佳状态,技术人员就需要使用动态和声参数进行调控。当系统迭加次数增加,其和声库容量h与和声库取值概率就将逐渐降低,相反,其音调微调概率则逐渐增大,这样就能够保障和声库的多元化状态,能够优化系统整体搜索能力[2]。
(三)设置动作顺序
        通过多目标算法与和声优化算法,技术人员能够明确调控元件的数量,之后还需要对其动作顺序进行科学的设置。技术人员在设置动作顺序的时候一般选用
递归算法,同时按照贪心搜索的模式优化动作顺序,提高整个调控过程的有效性。
具体来说,技术人员需要在调控开始之前将具体的参数输入进系统中,通常将   
初始网络G看做是一种参数,精英和声库E同样也是参数的一种。技术人员需要结合实际情况对E进行科学的划分,比如g1,g2,g3,g4,...。其次,技术人员将整体进行划分之后需要使用随机抽取的方式开展调控元件校验工作,保障其能够满足合环网络节点中的有功功率函数要求。经过系统校验如果出现了不符合约束条件的情况,则能够判定该方案失效。此外,技术人员还需要将E中的第J个调控元件进行排除,同时对合环网络G进行更新和优化。之后开展持续性校验工作,直到E成为空集为止。最后,技术人员在持续性校验过程中将E全部变为空集,说明算法已经完成应用,实现了对动作顺序的调控[3]。
三、整体调控流程
        经过上文的目标模型以及调控模型建立分析能够知道,合环电流整体调控流程能够被分为电流监测、建立模型、求解模型以及确定元件动作顺序四个环节。首先是对系统电流的监测,技术人员需要在实施具体的合环操作之前利用叠加方式开展运算,同时根据运算结果对不同支路的电流状态进行预测与评估,为之后的调控策略提供依据。其次就是建立调控模型,技术人员将在综合考虑经济效益与安全效益的基础上确定目标函数与约束条件,明确综合调控模型。之后,技术人员采用反向学习策略对调控模型进行运算,这一步能够得到Pareto最优解集。最后,技术人员还需要综合最优解集与递归算法得到动作顺序,明确最优调控策略[4]。
结束语:
        综上所述,10kv配电网的运行稳定性将会直接影响人们的正常生活,因此,技术人员应该强化对合环操作的调控,落实综合性调控工作,保障配电网的运行可靠性,促进电力行业持续发展。
参考文献:
[1]马云.10kV配电网合环电流综合调控的有效方法[J].电子元器件与信息技术,2021,5(02):103-104+121.
[2]刘松,黄纯.10 kV配电网合环电流综合调控策略研究[J].控制与信息技术,2019(06):24-28+35.
[3]石林.10kV配电网合环倒电时线路跳闸事故探讨[J].科技创新与应用,2016(32):180-181.
[4]马凌云, 林熠丹, 徐洲,等. 配电网合环调控策略研究[J]. 科技创新导报, 2019, 16(04):52-53.
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