电力系统节能优化软件控制过程仿真分析

摘 要电力系统软件不仅是降低电力系统在运行过程中能源消耗的重要手段，也是实验电力系统有效监测，可持续化运行、发展的关键。本文对电力系统节能优化软件的仿真技术应用进行分析，为当前电力行业系统软件节能工作提供借鉴。

【关键词】电力系统 节能优化软件 仿真系统

随着人们生产、生活对电力的需求量日益增加，电力行业对于电力运行过程的监视、控制、分析的难度也越来越大。电力系统仿真分析技术的出现提高了人们对电力运行的控制能力，保障了电力运行的安全性。但是，电力系统的实时运行也会带来较大的能源消耗，节能优化软件的开发与应用由此成为当前电力系统行业的研究热点。

1 电力系统节能软件的设计

1.1 电力系统节能软件模型的建立

电力系统能源损耗软件模型是开展电力监测工作的基础，而在模型的建立之初应在设计上融入节能的理念，实现设计的最优化。电力系统在运行的过程中通常会产生较大的能源消耗，规避非必要能源消耗成为电力系统节能的主要目的。实际用电情况变化率较高是造成非必要能源消耗的主要因素，但是该因素却是传统软件调度方法无法规避的。因此，在实际运用中通常规避传统的软件调度方法，利用先进的公式、软件提高对实际用电情况的控制能力。计算能源消耗有利于工作人员了解能源消耗情况，方便其建立软件模型。通常利用Rf=Ek·Xf·h与Gf=Rf·v两项公式对电力系统运行与不运行两种状态的能源消耗情况进行计算。其中，第一个公式是运行状态能源消耗的计算公式，Ek是运行过程中的电容量，Xf是电压，h是电流变换频率，V则是系统的运行时间。通过对公式中的数据参数进行记录，可形成一个相应的元件电阻集合。当电压为XK时，系统运行需要消耗的能源的计算公式为：

在该公式中，Vj是电力系统第j次运行时的持续时间，Xj则表示第j次运行时的电压，Hj则表示元件电流的变换频率。此外，在运行过程中还存在与电力系统运行无关的参数，根据无关参数可计算出非必要能源消耗，即电力系统在不运行时消耗的能源。公式如下Ru=Xd·Ku+|Xd|（K1+Kd）。在公式中，Xd表示系统不运行时的电压，Ku则表示电流。通常上述公式能为电力系统运行过程中的能源消耗情况提供良好的建模基础，控制能源消耗。

1.2 电路转换软件的设计

电路转换过程中通常会带来较大的能源损耗，因此电路转换环节的能源消耗控制也是电力系统节能工作中的重点内容。二进制能将电路转化过程用函数的形式表现出来，因此，二进制在电路转换参数计算中较为常用，可将电路能源转化的过程直观地表现出来。在特定的时间内，利用 公式可直观的看出电流系数由0转变为1的能源消耗的变化过程，可对电路转换过程的能源消耗进行实时的监测。工作人员可根据记录的参数计算出电力系统运行的最大效率，从而算出转化过程中所消耗的能源。电力系统能源损耗软件模型的建立与电路转换软件的设计是电力系统节能软件设计的两个主要的步骤，同时也是节能软件系统设计的基础性工作。

2 节能软件仿真分析

2.1 参数测试函数分析

节能软件是由数据、函数组合而成的系统，对于函数与数据的精确性要求相对较高。因此，在完成节能软件模型建立与电路转换软件的设计之后，工作人员需要对测试函数进行科学的分析，保证其在运行时能够发挥其实时监控、降低能耗的效果。对函数进行仿真测试分析是电力系统实现节能优化控制的关键步骤。当前节能软件参数分析通常使用Sphere Model函数进行分析，该函数测试只有一个最优值，具有较高的稳定性。

2.2 函数测试结果分析

函数测试结果与节能软件运行的稳定性息息相关，因此函数测试结果通常需要进行多次不同算法的比较、分析。如表1中所示。

上述测试结果需要对3种例子各自进行100次运算，并从100次运算的结果中选取不同算法的最优解的平均值，从而提高测试结果的准确性。在电力系统函数结果测试中，多重适应的例子算法的测试准确度相对较高，而自适应权重的粒子群算法的精准度则相对较差。因此，根据实际电力系统的运行需求、节能要求，工作人员需要择优选择合适的运算方式。

3 实验结果分析

在完成函数仿真测试之后，工作人员还需对收集到的数据进行验证、实验，确定数据的准确性，为电力软件系统的运行提供科学的数据支持。实验通常需要在Visual C++6.0的实验环境下进行，m表示元件数目，则表示运行过程中的电流变化率，f表示必要能源消耗，g则为非必要能源消耗。根据实验结果，将上述参数代入相应的运算公式，则可计算出电力系统运行中消耗能源与非必要消耗能源。

4 结语

在电力系统节能软件设计中，相关软件设计人员结合多核嵌入式、动态平衡及电路转换等方法进行设计，从而提高软件的运行效率。为应对当今乃至今后的技术挑战，设计人员应不断提高自身的信息技术能力与自身的创造力。此外，电力企业则应引进先进电力系统，提高自身对电力运行状态的监测、控制能力，降低系统运行过程中的能源消耗，提高自身的核心竞争力。

参考文献

[1]田芳，黄彦浩，史东宇，等.电力系统仿真分析技术的发展趋势[J].中国电机工程学报，2014（13）：2151-2162.

[2]冯冰玥，陈春新.企业配电网电能计量装置及管理节能软件设计[J].硅谷，2014（22）：12.

作者简介

张久杰（1984-），男，山西省汾阳市人。大学本科学历。现为国网山西省电力公司吕梁供电公司电力工程工程师。

作者单位

国网山西省电力公司吕梁供电公司 山西省吕梁市 033000