芻議智能電表在配電網(wǎng)中的擴展應用

張忠斌

【摘 要】作為智能終端，將用戶的信息進行充分的儲存、收集、分析和預測是智能電表的重要職能，它以廣域通信網(wǎng)絡作為媒介，搭建起了電力企業(yè)和用電者之間的橋梁。伴隨著社會經(jīng)濟和科學技術的不斷進步，我國在研究智能電網(wǎng)和配電自動化方面取得了一定的進步，現(xiàn)階段智能電表的有效應用，使實現(xiàn)智能電網(wǎng)成為可能。將負荷預測的方法應用到配電網(wǎng)當中是智能電表的未來發(fā)展和研究方向。對智能電表在配電網(wǎng)中的擴展應用進行充分的研究，有助于推動我國智能電表技術和智能電網(wǎng)的發(fā)展。

【關鍵詞】智能電表 配電網(wǎng) 負荷預測

近年來，我國的社會經(jīng)濟發(fā)展速度加快，飛速發(fā)展的社會經(jīng)濟導致我國企業(yè)和個人對于各種能源的需求量大大增加。能源的消耗同時給全球的環(huán)境和生態(tài)帶來了嚴重的破壞。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，人們開始注重研究新技術和方法來充分利用可再生能源。在這種狀況下，智能電網(wǎng)理論被提出，它能夠有效對能源進行節(jié)約，在實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的過程中具有重大的意義。而現(xiàn)階段智能電表的應用能夠有效促進智能電網(wǎng)的發(fā)展。

1智能電表的原理

伴隨著科學技術的不斷進步，近年來科學家在電子式電表的基礎上研發(fā)了智能電表。同傳統(tǒng)的電表相比，智能電表在運行職能和構成方面都具有非常大的進步。電流電壓線圈和鋁盤等是傳統(tǒng)電表的重要組成部件，當渦流被能夠移動的鋁盤進行感應之后再用電流線圈相互影響是傳統(tǒng)電表的工作過程。而電子元器件是智能電表的組成部件，其在運轉的過程中首先要將用電者的電壓和電流進行數(shù)據(jù)采集，集成電路是由專門的電能表來進行的，并將采集到的信息進行有效的處理，并將其轉換成與電能成正比的脈沖進行輸出。在最后，處理和控制工作室有單片機來執(zhí)行的，以用電量的形式將脈沖進行顯示。

2智能電表的擴展功能研究

同傳統(tǒng)的電表相比，提供雙向計量功能是智能電表最大的功能特點，它能夠有效監(jiān)視各大用電戶所擁有的電能質量，同時還擁有自動抄表（AMR）和將電價進行分時段計算的功能，數(shù)據(jù)處理能力也比傳統(tǒng)的電表高很多。近年來智能電表的應用越來越廣泛，它具有多種拓展功能，在這里重點將配電網(wǎng)負荷預測進行分析。

2.1傳統(tǒng)負荷預測

種類繁多和性質不同的負荷是電力系統(tǒng)最主要的特點之一，同時，人們在日常生活中用電的過程中是不規(guī)律的，因此，普通的解析式是無法將如此大量的負荷進行累加的。從供電需求及社會和經(jīng)濟的發(fā)展方面來講，對于負荷的估計和預測不可忽視。人們在日常的生活當中需要預測負荷，這樣才能夠將需要用的電力進行提前的估計，保證工作和生活的正常進行，此時就需要充分調查和分析歷史數(shù)據(jù)。預測結果能夠影響用電低谷設備的采用和蓄冷蓄熱技術的應用等，能夠轉變用戶用電的高峰期和低谷期，這樣一來就能夠促進系統(tǒng)更加可靠和經(jīng)濟的運行[1]。

伴隨著科學技術的不斷進步，負荷預測技術近年來得到了很大的進步，例如，灰色預測技術、指數(shù)平滑預測技術等，尤其是SCADA裝置的有效應用，使我國的配電網(wǎng)絡數(shù)據(jù)得到及時的收集和傳送。然而SCADA對于數(shù)據(jù)的有效測量才能夠促進負荷預測的順利進行，但是現(xiàn)階段自動化在我國的配電網(wǎng)當中不夠發(fā)達，嚴重缺少測量模塊，SCADA只能在饋線一級進行應用，然而眾多的負荷是無法得到及時準確的測量的。

2.2在智能電表基礎上的廣域負荷預測

傳統(tǒng)的電表在應用過程中會使網(wǎng)損現(xiàn)象發(fā)生在配電網(wǎng)線路當中，這是SCADA技術在進行負荷測量當中的缺陷。智能電表之所以能夠將負荷進行更準確的測量是由于它被安裝與用戶的一端，同時在整體的測量元件當中它屬于最底層的元件，這就在很大程度上能夠將測量負荷的精確度進行提高。如果想要將某一區(qū)域內(nèi)在某一時間段內(nèi)的負荷值進行真實的展現(xiàn)，我們可以將該區(qū)域內(nèi)的智能電表數(shù)據(jù)進行綜合處理來實現(xiàn)，這樣一來就能夠細化電力系統(tǒng)的結構。

然而在進行這樣的操作過程中我們要充分考慮到如果將該區(qū)域某一時間段內(nèi)的全部數(shù)據(jù)進行匯總，那么傳輸過程中是否能夠得到整個網(wǎng)絡結構的支持，以及頂端系統(tǒng)解決這樣大量數(shù)據(jù)的方法是什么。所以此時我們應該將智能測量裝置安裝與饋線的出口處，它們是能夠與智能電表進行通信相連的，智能電表數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)的處理都由這些裝置來完成，這樣就能夠將傷及系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的壓力進行較小。分級處理數(shù)據(jù)的方法能夠促進通信上的順暢[2]。

2.3支持向量機負荷預測

在對負荷進行預測的過程中，其精度大小影響很重要的一個因素就是對核函數(shù)的選擇。長久以來人們對于核函數(shù)的選擇都進行了大量的研究，在這些研究數(shù)據(jù)的基礎之上，在這里我們選擇SVM的核函數(shù)的時候以指數(shù)函數(shù)來作為代表進行研究。近年來，經(jīng)過不斷的研究和調查，我們了解到能夠嚴重影響SVM的性能表現(xiàn)的是寬度參數(shù)和懲罰系數(shù)在核函數(shù)當中的體現(xiàn)。我們在進行研究的過程中，在0.001與10之間固定懲罰系數(shù)c和不敏感損失參數(shù)ε，如果寬度參數(shù)不斷增大那么訓練集中的標準均方差以后增大。因此，當較小的寬度參數(shù)σ2過學習現(xiàn)象就會出現(xiàn)在SVM與訓練集當中。因此，SVM的泛化能力是受到寬度參數(shù)的重要影響的。但是，不敏感損失參數(shù)ε在變大的過程中會引起支持向量樹木的減少，還會造成一定程度的波動出現(xiàn)在訓練時間當中。這就表明，預測精度和泛化能力在SVM當中受到不敏感損失參數(shù)ε的影響幾乎可以忽略不計。模型的性能會受到SVM參數(shù)選擇的嚴重影響，在現(xiàn)階段的發(fā)展當中SVM的參數(shù)選擇還缺少公認有效的結構化方法。

3結語

伴隨著我國經(jīng)濟的不斷進步，社會經(jīng)濟在發(fā)展過程中對于能源的需求量大大增加，能源的消耗給環(huán)境和生態(tài)帶來了巨大的損害。在這種情況下我國應積極充分利用現(xiàn)有能源，減少能源的浪費。智能電表的研發(fā)并使用有效的對我國個人和企業(yè)的用電情況進行了監(jiān)督和控制，以獨特的優(yōu)勢提高了人們的節(jié)能意識。同時，我們還應該注意到智能電表的種種擴展功能，尤其在負荷預測方面具有獨特的優(yōu)勢。通過對智能電表這一智能終端的有效應用， 促進了整個電網(wǎng)處理的優(yōu)化。

參考文獻：

[1]吳旭陽.基于高級量測體系的配電網(wǎng)竊電判據(jù)研究[D].華北電力大學，2014.

[2]何湘寧，宗升，吳建德，李武華，趙榮祥.配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡化技術[J].中國電機工程學報，2014，29（02）：5162-5167.