城市中低壓配電網絡規劃優化方法探討

摘要：如何科學、系統地管理中低壓配電網絡規劃成為電力企業關注的重點。文章由城市中低壓配電網絡規劃的相關內容入手，分析優化管理工作中的相關問題，結合相關先進理論，對如何進一步優化城市中低壓配電網絡規劃進行了分析。

關鍵詞：城市電網；中低壓配電網絡；電網規劃優化方法；電力企業；電網技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM727 文章編號：1009-2374（2015）14-0040-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.019

電力是支撐城市發展的重要能源，是推動城市現代化建設的重要保證。在城市配電網絡管理中，必須要結合用戶要求、電網控制的相關內容，不斷優化管理措施，以保證電網規劃方法的科學、有效。

1 城市中低壓配電網絡規劃背景分析

在現階段的城市中低壓配電網絡規劃管理中，受多方面因素的影響，輸配電網絡規劃中存在規劃方向不明確、方法不科學的現象。本文討論城市中低壓配電網絡規劃的主要目的，就是分析相關電網技術，為城市發展提供穩定能源支持。

2 城市中低配電網絡規劃分析

2.1 城市中低配電網絡規劃的基本內容

在城市中低配電網絡規劃中，必須要充分認識到配電網規劃的不確定性與復雜性，具體表現在：（1）相關運行設備的有效度與電力負荷的曲線條件等具有明顯的不確定性，相關的優化管理方法不能完全消除電網運行管理中的風險要素；（2）要充分認識到社會市場環境、生產成本等因素影響，不斷優化配電管理方法；（3）要考慮線損、線路功率等多方面問題對線路影響，以保證配電網絡規劃合理、有效。

2.2 城市中低配電網絡優化規劃工作中存在的問題

在城市中低配電網絡規劃中存在諸多問題，導致相關優化措施難以達到既定效果。本文結合相關資料，統計優化工作中的問題，主要表現在以下兩方面：（1）數據收集難度大。中低配電網絡規模的不斷擴大，所涉及的設備越來越多，相關工作人員難以有效地根據相關管理要求統計不同設備的運行情況。還有不同電力生產領域所涉及到的數據內容不斷拓展，已有傳統的電力生產數據拓展到包括規劃區域的用電負荷數據、國民經濟類數據等于一體的綜合性數據領域。相關工作人員在統計這部分數據過程中，要投入大量人力、物力，還要控制數據統計流程，避免出現嚴重數據管理風險；（2）空間負荷預測準確性較低。現階段，在城市中低壓配電網路負荷預測中，主要采用總量預測技術，空間負荷預測是整個總量預測的核心，要預測不同生產單位的負荷情況，避免出現大規模負荷。但城市在現代化建設中，空間布局、用地類型發生明顯變化，對空間負荷的預測能力提出更高的要求，導致在電網規劃中難以保證預測的有效性。

3 城市中低壓配電網絡規劃優化的方法分析

本文將結合相關先進理論，以數字模型的方式對城市中低壓配電網絡規劃優化措施進行簡單分析。

3.1 基于啟發式的配電規劃優化方法

大量的電力規劃實踐證明，啟發式優化方法能夠滿足電網規劃的相關要求，再結合電網規劃的效果與電網運行效率，以科學的運算計算出令人滿意的結果。

現階段，啟發式的計算方法主要包括模擬退火法、遺傳算法、蟻群優化法等，從幾種技術相比較情況來看，蟻群優化法是一種較為常見的計算方法，該方法具有明顯的代理算法的特點，通過正反饋、貪婪式啟發搜索、分布計算等過程，尋找最終的食物源（中低配電網絡規劃方法）。

3.2 基本原理分析

在城市配電網絡規劃中，規劃輸電線路涉及到最小支出費用的最優目標函數，包括線路損耗、線路投資兩方面內容。其計算公式為：

其中C線路的計算公式為：

C線損的計算公式為：

式中：

N——輸電線路所經過變電站的例數

Lk——第k條輸電線長度

Pk——第k條輸電線路的傳輸功率

β——輸電線路折損系數

除上述幾方面因素外，線路還受到多方面因素的制約，例如輸電線路容量不足，導致相應的電力負載難以通過等。必須要將線損控制在合理范圍內，并在線損控制的相關要求下進一步優化配電網絡規劃方法。

3.3 應用分析

在采用以蟻群優化法為代表的啟發式優化方法時，要對相關的信息數據進行處理：（1）應使用標準形式（如框架形式等），描述該地區的地理數據特征，并收集與地理數據相關的電力信息，并要詳細記錄介紹節點坐標；（2）結合計算機語言，從地理數據中提取坐標、負荷等基礎信息，并記錄這些信息的特征值，并將特征值進行編號處理；（3）將所有的相關信息錄入到資料庫中。

在實際應用中，配電規劃作為一種“食物源”，“螞蟻”能根據鋪線過程中的相關要求，準確判斷相關線路。設人工螞蟻i在選擇前進路徑時，當行進到點K時，受啟發信息的影響，引發多種計算，包括待選前進路徑中訪問的頻率最高的街道、長度最短的街道、受轉移概率影響的目標街道等。在選擇街道的過程中，“螞蟻”會根據K點的相關電力數據左邊，選擇合適的街道。此時的計算方法，主要采用偽隨機比率作為確定K點的規則。

設一組蟻群中的“螞蟻”完成鋪設之后，街道中相應的計算公式就必須要進行相應的改變。一般情況下，改變的流程如下：

當螞蟻i在街道上行走，但未經過點K，點K的相關信息不需要改變，其計算公式為：

Γ[K（t+1）]=Γ（Kt）

若螞蟻i經過點K時，街道K的信息量應該根據相關內容進行適當的改變，其計算公式為：

Γ[K（t+1）]=（1-Γ0）Γ（Kt）+△Γ

式中：

t——螞蟻i到達K點的時刻

t+1——下一時刻

Γ0——街道信息矢量

△Γ——街道信息變化量

3.4 效果分析

采用基于蟻群優化法的啟發式的配電規劃優化方法，每個螞蟻都能清晰記錄所屬街道特定點的負荷值，為優化配電方法提供理論基礎，具有較高實用價值。

4 城市中低壓配電網絡未來研究方向

本文認為，在未來的城市中低壓配電網絡規劃中，可從以下三方面進行思考：（1）應進一步分析配電網絡優化的基本特點，并不斷優化配電網絡規劃優化方法，有效采用啟發式算法等優秀規劃方法，確保能發現更加詳盡的輸電網絡規劃方法；（2）在規劃過程中，充分考慮到不同因素對規劃效果的影響，并根據不同方法提出相應的解決措施；（3）考慮在過渡階段配電網絡優化補償方式等。

5 結語

由此可見，在優化規劃的過程中，要不斷注意新技術、新方法的應用，進一步提升城市中低壓配電網規劃能力，為城市現代化建設提供更加穩定的能源。

參考文獻

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作者簡介：劉倬（1988-），湖南岳陽人，深圳供電局有限公司助理工程師，研究方向：規建部物資管理。

（責任編輯：陳 倩）