基于時序動態(tài)約束的主動配電網(wǎng)滾動優(yōu)化調度

葉雷　俞凱　陳博

【摘??要】在國內電力行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的大環(huán)境下，各行各業(yè)對電力資源的依賴程度迅速增加的同時，國家對電力系統(tǒng)的運行環(huán)境也提出了更高的要求。而主動配電網(wǎng)不僅是保障城市電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的基礎，同時也是提升配電網(wǎng)供電安全可靠性能的重要途徑，因此對主動配電網(wǎng)進行優(yōu)化調度勢在必行。為了有效消除主動配電網(wǎng)中間歇性能源和負荷等多方面因素對自動配電網(wǎng)優(yōu)化調度造成的影響，本文以主動配電網(wǎng)優(yōu)化調度存在的問題為出發(fā)點，進而提出了一種基于時序動態(tài)約束的自動配電網(wǎng)滾動優(yōu)化調度方法。

【關鍵詞】時序動態(tài)約束;主動配電網(wǎng);滾動優(yōu)化;實時調度

引言

近幾年，隨著我國電子科技技術的不斷發(fā)展，人們的生活水平日益提升，對生活質量與用電質量提出了更深層次的要求。為了更好地滿足大眾對電能的需求，全面解決自動配電網(wǎng)優(yōu)化調度中存在的問題成為電力企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展目標的重中之重。然而在可再生能源大量接入的背景下，主動配電網(wǎng)將會面臨分布式電源處理不確定性以及負荷波動等大問題，同時自動配電網(wǎng)的安全性能也因此受到一定程度的威脅。針對于此，本文提出時序動態(tài)約束下的主動配電網(wǎng)滾動優(yōu)化調度，并通過一系列的仿真試驗探索，證明出此優(yōu)化調動策略的科學合理性與可行性。

1?主動配電網(wǎng)的概述

當前，國內大部分人都對主動配電網(wǎng)的認知上存在著較大的誤區(qū)，認為只要接入分布式電源就為主動配電網(wǎng)。其實并非如此，主動配電網(wǎng)與微網(wǎng)的控制模式、電網(wǎng)構成以及運行狀態(tài)都不盡相同。主動配電網(wǎng)的所屬關系為企業(yè)電網(wǎng)，運行狀態(tài)為常態(tài)并網(wǎng)和條件孤島，電網(wǎng)主要由網(wǎng)狀配電網(wǎng)+DG、儲能、主動符合以及智能控制所構成，注意區(qū)別于傳統(tǒng)的被動配電網(wǎng)系統(tǒng)。與此同時，主動配電網(wǎng)內部具有分散式或分布式的能源，并控制配電網(wǎng)的運行能力。與傳統(tǒng)的被動配電網(wǎng)相比，主動配電網(wǎng)主要擁有三大特征，分別為完善的可控能力、靈活調控的網(wǎng)絡拓撲結構以及分布式可控資源。換句話說，主動配電網(wǎng)能夠更好地掌握到實時信息，具有更大的可觀測范圍。因此，將主動配電網(wǎng)大量投入使用可以有效解決可再生資源的消納問題，切實實現(xiàn)將環(huán)境保護放在企業(yè)生產第一位的發(fā)展目標，進而推動我國智能電網(wǎng)技術的建設進程。

2?主動配電網(wǎng)優(yōu)化調度存在的問題

2.1主動配電網(wǎng)優(yōu)化調度的基本定義

所謂的主動配網(wǎng)優(yōu)化調度實質是指基于配電網(wǎng)中分布式電源（distributed?generator，簡稱為DG），主動配電網(wǎng)（active?distribution?network，簡稱為ADN）對其實行主動調控管理并且全方位實現(xiàn)網(wǎng)絡安全經濟運行的核心技術的一種重要手段[1]。另一方面，饋線自動化作為主動配網(wǎng)優(yōu)化調度中的中心環(huán)節(jié)之一，其扮演著極其重要的角色。主要的職能為在第一時間發(fā)現(xiàn)配電線路發(fā)生故障的區(qū)域，并將監(jiān)測到的故障信息及時發(fā)送到在線監(jiān)控主機內，然后在線監(jiān)控主機將故障信息發(fā)送給中心站，最后經由中心站將故障信息發(fā)送給主變電站后臺，進而發(fā)出故障警告。

2.2主動配電網(wǎng)優(yōu)化調度當中存在的問題

就目前發(fā)展情況來看，主動配電網(wǎng)的優(yōu)化運行方式主要為如內實施修正的方法以及日前優(yōu)化調度的方法[2]。盡管我國相關領域的專家學者針對主動配電網(wǎng)優(yōu)化調度撰寫過眾多的文獻、期刊，但他們所提出的內容僅按照日前調度方案的基礎上所進行的小幅修改，存在較大的預測誤差，且在實際的運行過程中可能會出現(xiàn)隨機的突發(fā)事件，以至于最優(yōu)調度方案與日前調度方案之間的落差相對比較高，甚至可能會引發(fā)安全事故，其造成的不良后果可想而知。除此之外，相關領域的研究學者所發(fā)布的文獻優(yōu)化調度的內容僅針對于有限區(qū)域內，因而對主動配電網(wǎng)或儲能系統(tǒng)（energy?storage?system，簡稱為ESS）等可控資源的微電網(wǎng)進行優(yōu)化調度時，此調度方案存在一定程度的局限性，且對無功優(yōu)化調度考慮的不夠全面，進一步致使在分布式電源滲透率不斷提升的影響下，單獨分散式的分布式電源呈逐漸上升的趨勢，從而導致進行優(yōu)化調度的對象由原來單一的微電網(wǎng)逐漸轉變成繁瑣的區(qū)域配電網(wǎng)，潛移默化地增加了優(yōu)化調度的復雜性。為了有效解決主動配電網(wǎng)優(yōu)化調度當中存在的問題，本文提出了一種主動配電網(wǎng)滾動優(yōu)化策略，旨在提升主動配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性能，為進一步提高調度方案的經濟水平奠定堅實的基礎。

3?基于時序動態(tài)約束的自動配電網(wǎng)滾動優(yōu)化調度方法

顧名思義，在時序動態(tài)約束下的自動配電網(wǎng)滾動優(yōu)化調度方法是以動態(tài)約束為前提條件。與時序靜態(tài)約束相比，時序動態(tài)約束一般來講仿真使用的時間相對較長，首先確定測試向量，然后輸入硬件模型，最后進行仿真。時需動態(tài)約束的實質意義是通過仿真軟件動態(tài)的仿真電路，進而驗證時需是否滿足要求。經上述分析不難發(fā)現(xiàn)，基于時序動態(tài)約束的ADN滾動優(yōu)化調度方法實際是以時序遞進為基本原則而進行的實時調度。接下來將會將調度間隔值設為1小時以內，然后每間隔1小時后再去實施調度優(yōu)化，進而以此類推，此次試驗的目的為驗證基于時序動態(tài)約束的自動配電網(wǎng)滾動優(yōu)化調度方法是否可行。

圖一

如圖一ADN滾動優(yōu)化調度策略示意圖所示，其具體操作流程可分為以下三個步驟：

（1）在確定各個調度單元在第一時間段內的調度方案之后，首先要及時將T值設為24小時，然后將T值設定為固定調度周期，最后依照在第一個時間段內采集到的數(shù)據(jù)以及后面預測數(shù)據(jù)，構建出完整的滾動優(yōu)化調動模型[3]。但需要注意的是，在執(zhí)行步驟一時僅針對第一時間段內的調度方案，第二時間段的內容暫且不用操作，旨在實時掌握調度方案在執(zhí)行方案后前后的變化情況，為下一時間段的實施調度內容提供最準確的參照條件。

（2）在執(zhí)行步驟一之后，將在第一時間段收集到的數(shù)據(jù)及時更新為第二時間內的數(shù)據(jù)，然后將T視為步驟二的調度周期，最后按照步驟一的執(zhí)行流程再一次獲得最佳的滾動優(yōu)化方案。步驟二與步驟一注意的事項相同，步驟二也僅執(zhí)行第二時間段的內容，并且實時掌握各個調度單元在執(zhí)行方案前后的變化情況，進而為下一步驟提供最重要的參照條件。

（3）執(zhí)行步驟二之后，第一時間更新實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且連續(xù)執(zhí)行第三時間段內的實時調度內容，最后再次依照步驟一及步驟二的執(zhí)行流程，依照時序遞進的基本原則對后面的所有時間段進行滾動調度，最終完成24個時間段的整體調度方案[4]。這一系列的執(zhí)行過程統(tǒng)稱為基于時序動態(tài)約束的自動配電網(wǎng)滾動優(yōu)化調度方案。若將此方案有效實施，將會最大限度保證供電網(wǎng)絡的安全穩(wěn)定性能。

4?結語

綜上所述，全面研究基于時序動態(tài)約束的自動配電網(wǎng)滾動優(yōu)化調度方案既能保證主動配電網(wǎng)的運行安全性，還能有效降低主動配電網(wǎng)的運行成本，可謂是一舉兩得。因此，將此類優(yōu)化調度模型更好地融入到電力企業(yè)當中，為推動我國社會科技的進步發(fā)展提供巨大的原動力。

參考文獻：

[1]莊慧敏，肖建.主動配電網(wǎng)的兩階段優(yōu)化調度模型[J].西南交通大學學報，2015，50（05）：928-934.

[2]李振坤，崔靜，路群，米陽，蘇向敬.基于時序動態(tài)約束的主動配電網(wǎng)滾動優(yōu)化調度[J].電力系統(tǒng)自動化，2019，43（16）：17-29.

[3]任佳依，顧偉，王勇，嵇文路，劉海波，曹戈.基于模型預測控制的主動配電網(wǎng)多時間尺度有功無功協(xié)調調度[J].中國電機工程學報，2018，38（05）：1397-1407.

[4]董雷，陳卉，蒲天驕，陳乃仕，王曉輝.基于模型預測控制的主動配電網(wǎng)多時間尺度動態(tài)優(yōu)化調度[J].中國電機工程學報，2016，36（17）：4609-4617.

（作者單位：1、國網(wǎng)浙江省電力有限公司培訓中心;2國網(wǎng)溫州供電公司;3國網(wǎng)溫州供電公司）