最優控制理論在電力系統配網自動化中的應用概述

張劍

摘 要：本文介紹了最優控制理論在電力系統配網自動化中的應用現狀，并說明了最優控制理論在電力系統配網自動化中的重要性和作用，闡述了最優控制理論在電力系統配網自動化中的應用研究，這對今后的電力系統配網自動化研究具有重要的參考價值。

關鍵詞：電氣企業；電氣工程；重要作用；應用現狀

1、最優控制理論在電力系統配網自動化中的應用現狀

隨著我國經濟的不斷發展，電力系統建設發展更加迅速，進而電力企業的規模也逐漸擴大，電力企業對各方面的管理也更加規范，更加合理，尤其是對電力企業資質管理體制更加的有序合理，電力企業在經濟建設中發揮的作用也越來越大，而在電力系統配電網過程中，最優控制理論被廣泛地應用，它是電力企業管理的重要內容，也是電力企業能夠正常運行的重要保證，能夠幫助打造電力企業的核心競爭力，是電力企業發展的內在要求。

在目前我國經濟的發展階段，我國的電力企業屬于粗放型的經營模式，管理方面有一定形式的缺陷，就是管理部門將任務分配給項目管理人員，接著設想一下他們項目開展之后的進程，但是由于后期實施的過程中，缺乏專業人員的監督，使得項目工程有所延誤。還有一種情況是，管理部門有較大的項目，但是沒有具體的實施方案和執行技巧。還有一些企業的項目管理處于無序狀態，硬件設施管理不齊全，器具堆放雜亂無章，項目部署沒有合理科學地規劃，導致項目進度無法推進，直接造成了企業項目的工程時間耽誤。如果一個工程項目不規范、不科學，任其自由的發展，不僅會造成項目工期的延長，而且還會造成不必要的人力、物力、財力的損失。但有的項目人員為了一味的追求進度而不顧項目的承受能力，這勢必會造成工程成本的增加，對工程的施工質量也無法保證，會給之后的電力系統配電項目留下巨大的隱患。

隨著我國經濟的快速發展，我國正處于“十三五”規劃的攻堅之年和轉型之年，要發揮市場在社會主義市場中的決定性作用，并且發揮政府的宏觀調控作用來滿足我國人們的物質精神文化需求。而電力系統配電網自動化為我國的經濟注入新的活力，推動經濟發展做出重要成果，在我國電力企業中發揮著至關重要的效益，甚至可以帶動電力企業的發展。

我國目前的發展模式仍然以資源型產業和原料性產業，以犧牲環境和資源而換得經濟的發展，這種盲目急速的發展狀態使得經濟的發展遠遠超出了環境和資源所能承受的范圍，造成嚴重的能源資源短缺問題。因此，我國在上個世紀九十年代便開始研究將最優控制理論應用于電力系統配網自動化中，通過這一理論可以準確地控制電網的配電數據和范圍，為我國得到電力企業實施電力配網帶來不少便利。

2、最優控制理論在電力系統配網自動化中的基本概述

最優控制系統理論研究的主要問題在于，它是根據已建立的被控對象的數學模型，來選擇一個容許控制的對象和區域，使得被控制的對象要按照規定進行運作，并要求將給定的某一性能的指標要達到最優化。近年來，隨著我國科學技術的發展，計算機技術的不斷進步，最優控制理論出現了數值解法，通過直接搜索法和疊加法找出最適合的控制范圍，對于得出的結論比較接近或者是鄰近取值，都用比較簡單的梯度法或者單純形法等等的方式。與此同時，計算機可以作為最優控制系統中的一個重要組成部分，可以實現數據在線控制，從而使得最優控制系統在電力系統配網自動化的應用中也變為現實，具有一定的實踐意義。

發展到目前為止，對于最優控制系統的研究，無論是在深度上還是廣度上都得到了一定程度的發展，而且未來的發展前景也是非常廣闊的，并形成了非常實用的學科分支，例如有隨機最優控制、分布參數控制等等方法。就目前的發展情況來講，最優控制系統在電力系統的配網自動化的研究中還是具有非常大的現實意義和經濟效益的。

3、最優控制理論在電力系統配網自動化中的應用研究

電力系統的配網自動化有很多因素和條件的限制，設計了新建變電站建設時間、建設地點以及容量大小的最優選擇控制，要求滿足配網自動化的最大需求。在已知的規劃好的預測負荷和電源規劃的基礎上，根據現有的網絡和計算機給出的確定參數，科學合理的新建線路，使得電力系統的配網自動化電網設計可以適應更好的電量負荷，要設計科學可靠的，運行安全且有經濟實惠的。但是由于電力系統的配網自動化涉及的因素比較多，而且受到多種變量的束縛，進而電力系統的配網自動化其實是一個非常復雜的大規模的組合優化問題。

隨著我國科學技術的發展，電力市場改革的不斷深入，以及可靠性價值概念的形成，電力系統的配網自動化越來越受到重視，其中一個關鍵的因素是可靠性邊際成本，從而使得配網自動化的的效益達到良好。而可靠性邊際成本是指增加一個單位可靠性水平而獲得更大的經濟效益而減少投入成本，可靠性邊際成本包括分段開關的投資費用和運行的維修費用，可靠性邊際成本效益目的是為了那些因電力供給不足而造成的用戶停電損失，而電力系統的配網自動化設計的總費用包括開關投資費用、運行維修費用和用戶停電損失費用等等。

電力系統配網自動化設計還有一個比較重要的創新就是安裝配電網故障定位系統，它是一個實時在線處理系統，可以隨時解決用戶提出的問題，但是其工作量大，工作環境相對惡劣，溫差變化很大，而且一般都裝在高電壓和高電流的裝置上，而且配電網的通信點一般都比較多而且分散，很難采用同一種方式來進行解決，一般要采用混合式的通訊方式，再加上一些干擾因素，配電網故障信息受干擾的可能性就會加大。

在最優控制理論應用中，還有一個重要的部分就是配電網的優化及重構，配電網的優化及重構是指配電網在正常運行中，在電力系統進行運作時，會根據理想的實際負荷來判斷負荷的實際分布情況，進而決定網路信息的理想運作模式，在理想的運作模式與當前的實際運作模式加以對比，才可以決定采用的解決方式和實際的負荷運載量。這些理想的運作模式就是為了強制的改變電力系統的供電路徑，使得電力系統的供電設備可以達到最優模式。

配電網優化及重構設備可以使得電力系統降低耗能，節約資源能源，進一步提高供電質量和供電可靠性和科學性，，改善電力系統的電壓分布和功率分布，延長電力系統設備的使用時限，可以更好地帶來經濟效益和社會效益。通過優化重構不僅可以平衡負荷消除過載，進一步提高供電電壓的質量，而且還可以降低電力損耗，提高電力系統設備的經濟性。

4、結束語

綜上所述，最優控制理論在電力配網自動化實踐應用還是非常有成效的，而且應用前景非常廣闊，使得電力系統管理已經更加的專業化、科技化、規范化和動態化。為了順應時代的發展要求，電力系統企業應該努力提高其自身的核心競爭力，發揮其自身的優點來創造更多的價值，占據更多的市場份額。

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