电网综合停电计划管理研究

摘要：科学有效的停电管理可以达到最佳的停电时间、设备数量和综合优化所需的资源，以避免重复停电，降低功耗，提高系统供电的可靠性。根据世界主要城市的可靠指标，中国的城市电网可靠性指标远远低于世界平均水平。如何保证供电质量和安全的前提下，协调供电可靠性，提高企业的效率和资源配置，是国内电力公司解决的问题。

关键词：停电管理；多目标优化；可靠性；工作量均衡性

针对综合停电管理中存在的问题如工作量大、效率低等，提出多约束的决策综合停电管理提出分析模型。在此模型，所有的电力设备停电时间的特定组合为决策变量，以电网运行方式、供电可靠性的要求，在电网停电时间约束的经济资源配置和协调运行和维护，可靠性和负载平衡的联合优化。采用精英策略和目标函数值排序的多目标差分进化算法基于高性能的帕累托面前得到全局最优解集的计算过程。以RBTS-BUS6为例，该模型的合理性和有效性进行分析和计算验证。

一、电网综合停电管理多目标决策模型

本文从电力企业停电管理的实际需求出发，以停电管理方案的经济性、可靠性以及工作量均衡性联合最优为目标函数，如式（1）所示[1]。F=（f1，f2，f3）（1）式中：F为最优解；f1为经济性指标；f2为可靠性指标；f3为工作量均衡性指标。通过经济性、可靠性评估和工作量均衡性分析，能够实现对多个停电方案的定量评价和比较。经济性指标f1以电网停电损失描述，包括由于负荷削减造成的售电损失和设备故障引起的维修费用，该指标通过下式求得：式中：Y为停电设备集合；CP为电价；QLOLi为第i台设备停电时系统的负荷损失；Ui为设备i的停电持续时间；Cfi为设备i的停电检修费用。该指标既考虑到定期检修计划、工程接入计划、用户需求等带来的设备计划停电损失，又考虑到由于设备内外部因素不佳引起突发故障而造成的设备非计划停电损失，能够全面表征系统停电经济性。可靠性指标一般通过时间、频率及电量等进行描述。由于在经济性指标中考虑到了停电持续时间和负荷损失，因而可靠性指标f2采用停电频率指标进行表示[2]。电力系统的综合停电方案是一个具有大量不等式约束的非线性离散组合优化问题。在组合优化问题的过程中，本文采用精英策略和基于差分进化的多目标排序的目标函数值（差分进化）算法的有效性得到全局解集帕累托最优前沿。差分算法具有多路径搜索、隐式并行性、随机运算等特点，不需要假设连续性、导数的存在性和单峰性。

二、基于多目标决策的系统架构

停电计划综合优化采用B/S体系结构，将应用服务与数据库服务分别部署于不同的硬件服务器上，有效的提高系统的负载能力及响应速度。根据供电局网络分区的原则，应用服务器和数据库服务器部署在供电局内部网络、文件交换调度所需的信息和调度通过物理隔离设备服务器，因为电厂信息系统部署在两区、三区供电局信息系统不能直接访问的，因此现有的VPN设备的扩容，通过SSLVPN访问到的三个区局信息系统50多个电厂的支持，供电公司通过直接访问内部网络。针对配网停电计划优化，提出如下多目标（1）多目标：最大限度地提高供电可靠性，供电可靠性指标计算供电可靠性指标的最小值；安全风险、安全风险，在人员安全风险和用户停电计划影响的风险计算风险指标值均减小；最大工作量平衡工作量，建立评价模型，并计算每个工作量的最佳范围，工作量最小方差指标优化；停电时间调整量。为了尽量减少停电后的启动时间和计划停电时间的开始时间之间的差异。（2）多个约束：用杆保持与约束，优化的线路停止考虑停电。双电源的限制，需要进行优化确保两个或两个以上的用户的双电源不能同时切断。保证电力供应的限制，优化需要，以确保电力供应用户权力不能在时间范围内被切断。当负载被转移到过载时，设备不能过载时，负载进行了优化。工作的工作量并不是有限的，而优化需要保证的工作量不能超过阈值。

三、单相接地故障在线定位方法

在中性点接地系统中，发生单相接地故障，相当于接地接一零序电压源，各支路的零序容性电流、零序功率线为电容性无功功率。该流量通过非故障支路的零序电流方向从总线到线路，超前的零序电压为90度，流过故障支路的零序电流方向从线路到总线，滞后于零序电压90。根据上述分析，可以根据零序功率方向法进行故障定位。零序功率方向上的线路定位方法有以下两个特点。（1）单相接地零序电流与零序电压的相位关系不受过渡电阻大小的影响，对零序电压的相位90度的零序电流相位滞后的故障，零序电压的相位90度的零序电流相位超前的非故障区段。（2）故障区段和非故障区段的零序功率方向与零序功率方向相反。零序功率方向定位方法需要测量零序电压和零序电流。电感小，整个网络可以近似等于零序电压。彼得森线圈接地系统由于消弧线圈的补偿效果，采用基本的故障定位方法，可以用五个谐波分量的定位方法、标准和基本方法相同，五次谐波的相位测量零序电压和电流信号，如果接地点在上游检测点，零序电流五次谐波相位检测超过90度的零序电压；如果发生在零序电流检测点检测到下游的五次谐波的相位滞后零序电压90°。根据零序分量的五次谐波相位特性，可以确定连接点在检测点的上游或下游的位置，并最终确定故障点的位置。停电计划的综合优化是智能电网系统中智能运行和维护的一个典型实例。调度有机统一，在传统调度业务中向前迈出大一步。这表明，实施经验，以及技术创新的优化分析将帮助企业资源的灵活使用业务人员，提高企业精益化管理水平，为供电企业发展目标实现的有力支撑。利用电压和无功功率象限分布的方法，它可以引导系统的操作人员迅速作出决策，具有重要的指导作用，不受电网AVC控制实现。电压和无功功率的分配决策方法的使用有两象限电压合格率和网络损耗，通过该方法的应用有效地无法实现电压和无功功率的精确控制，但在一定的粗糙度范围内可以实现电压和无功功率，调整的目的。

参考文献

[1]王晓文，赵彦辉.电力系统无功优化模型的研究综述[J].华北水利水电大学学报（自然科学版），2015，36（2）：63-69.

[2]顾丹珍，徐瑞德.一种地区电网多目标无功优化的新方法-改进模拟退火算法[J].电网技术，2014，22（1）：71-74.

作者：华丁剑 单位：国网江西省电力公司赣西供电分公司