最优控制理论在电力系统配网自动化中的应用概述

张剑

摘 要：本文介绍了最优控制理论在电力系统配网自动化中的应用现状，并说明了最优控制理论在电力系统配网自动化中的重要性和作用，阐述了最优控制理论在电力系统配网自动化中的应用研究，这对今后的电力系统配网自动化研究具有重要的参考价值。

关键词：电气企业；电气工程；重要作用；应用现状

1、最优控制理论在电力系统配网自动化中的应用现状

随着我国经济的不断发展，电力系统建设发展更加迅速，进而电力企业的规模也逐渐扩大，电力企业对各方面的管理也更加规范，更加合理，尤其是对电力企业资质管理体制更加的有序合理，电力企业在经济建设中发挥的作用也越来越大，而在电力系统配电网过程中，最优控制理论被广泛地应用，它是电力企业管理的重要内容，也是电力企业能够正常运行的重要保证，能够帮助打造电力企业的核心竞争力，是电力企业发展的内在要求。

在目前我国经济的发展阶段，我国的电力企业属于粗放型的经营模式，管理方面有一定形式的缺陷，就是管理部门将任务分配给项目管理人员，接着设想一下他们项目开展之后的进程，但是由于后期实施的过程中，缺乏专业人员的监督，使得项目工程有所延误。还有一种情况是，管理部门有较大的项目，但是没有具体的实施方案和执行技巧。还有一些企业的项目管理处于无序状态，硬件设施管理不齐全，器具堆放杂乱无章，项目部署没有合理科学地规划，导致项目进度无法推进，直接造成了企业项目的工程时间耽误。如果一个工程项目不规范、不科学，任其自由的发展，不仅会造成项目工期的延长，而且还会造成不必要的人力、物力、财力的损失。但有的项目人员为了一味的追求进度而不顾项目的承受能力，这势必会造成工程成本的增加，对工程的施工质量也无法保证，会给之后的电力系统配电项目留下巨大的隐患。

随着我国经济的快速发展，我国正处于“十三五”规划的攻坚之年和转型之年，要发挥市场在社会主义市场中的决定性作用，并且发挥政府的宏观调控作用来满足我国人们的物质精神文化需求。而电力系统配电网自动化为我国的经济注入新的活力，推动经济发展做出重要成果，在我国电力企业中发挥着至关重要的效益，甚至可以带动电力企业的发展。

我国目前的发展模式仍然以资源型产业和原料性产业，以牺牲环境和资源而换得经济的发展，这种盲目急速的发展状态使得经济的发展远远超出了环境和资源所能承受的范围，造成严重的能源资源短缺问题。因此，我国在上个世纪九十年代便开始研究将最优控制理论应用于电力系统配网自动化中，通过这一理论可以准确地控制电网的配电数据和范围，为我国得到电力企业实施电力配网带来不少便利。

2、最优控制理论在电力系统配网自动化中的基本概述

最优控制系统理论研究的主要问题在于，它是根据已建立的被控对象的数学模型，来选择一个容许控制的对象和区域，使得被控制的对象要按照规定进行运作，并要求将给定的某一性能的指标要达到最优化。近年来，随着我国科学技术的发展，计算机技术的不断进步，最优控制理论出现了数值解法，通过直接搜索法和叠加法找出最适合的控制范围，对于得出的结论比较接近或者是邻近取值，都用比较简单的梯度法或者单纯形法等等的方式。与此同时，计算机可以作为最优控制系统中的一个重要组成部分，可以实现数据在线控制，从而使得最优控制系统在电力系统配网自动化的应用中也变为现实，具有一定的实践意义。

发展到目前为止，对于最优控制系统的研究，无论是在深度上还是广度上都得到了一定程度的发展，而且未来的发展前景也是非常广阔的，并形成了非常实用的学科分支，例如有随机最优控制、分布参数控制等等方法。就目前的发展情况来讲，最优控制系统在电力系统的配网自动化的研究中还是具有非常大的现实意义和经济效益的。

3、最优控制理论在电力系统配网自动化中的应用研究

电力系统的配网自动化有很多因素和条件的限制，设计了新建变电站建设时间、建设地点以及容量大小的最优选择控制，要求满足配网自动化的最大需求。在已知的规划好的预测负荷和电源规划的基础上，根据现有的网络和计算机给出的确定参数，科学合理的新建线路，使得电力系统的配网自动化电网设计可以适应更好的电量负荷，要设计科学可靠的，运行安全且有经济实惠的。但是由于电力系统的配网自动化涉及的因素比较多，而且受到多种变量的束缚，进而电力系统的配网自动化其实是一个非常复杂的大规模的组合优化问题。

随着我国科学技术的发展，电力市场改革的不断深入，以及可靠性价值概念的形成，电力系统的配网自动化越来越受到重视，其中一个关键的因素是可靠性边际成本，从而使得配网自动化的的效益达到良好。而可靠性边际成本是指增加一个单位可靠性水平而获得更大的经济效益而减少投入成本，可靠性边际成本包括分段开关的投资费用和运行的维修费用，可靠性边际成本效益目的是为了那些因电力供给不足而造成的用户停电损失，而电力系统的配网自动化设计的总费用包括开关投资费用、运行维修费用和用户停电损失费用等等。

电力系统配网自动化设计还有一个比较重要的创新就是安装配电网故障定位系统，它是一个实时在线处理系统，可以随时解决用户提出的问题，但是其工作量大，工作环境相对恶劣，温差变化很大，而且一般都装在高电压和高电流的装置上，而且配电网的通信点一般都比较多而且分散，很难采用同一种方式来进行解决，一般要采用混合式的通讯方式，再加上一些干扰因素，配电网故障信息受干扰的可能性就会加大。

在最优控制理论应用中，还有一个重要的部分就是配电网的优化及重构，配电网的优化及重构是指配电网在正常运行中，在电力系统进行运作时，会根据理想的实际负荷来判断负荷的实际分布情况，进而决定网路信息的理想运作模式，在理想的运作模式与當前的实际运作模式加以对比，才可以决定采用的解决方式和实际的负荷运载量。这些理想的运作模式就是为了强制的改变电力系统的供电路径，使得电力系统的供电设备可以达到最优模式。

配电网优化及重构设备可以使得电力系统降低耗能，节约资源能源，进一步提高供电质量和供电可靠性和科学性，，改善电力系统的电压分布和功率分布，延长电力系统设备的使用时限，可以更好地带来经济效益和社会效益。通过优化重构不仅可以平衡负荷消除过载，进一步提高供电电压的质量，而且还可以降低电力损耗，提高电力系统设备的经济性。

4、结束语

综上所述，最优控制理论在电力配网自动化实践应用还是非常有成效的，而且应用前景非常广阔，使得电力系统管理已经更加的专业化、科技化、规范化和动态化。为了顺应时代的发展要求，电力系统企业应该努力提高其自身的核心竞争力，发挥其自身的优点来创造更多的价值，占据更多的市场份额。

参考文献：

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