网络约束下的有序用电综合决策方法

2018-02-16王鹏翔

通信电源技术 2018年12期

王鹏翔

（国网宿迁供电公司营销部，江苏宿迁 223800）

1 有序用电的内涵和方法

1.1 核心内涵

有序用电的核心内涵是帮助解决电力供应不足的问题和现象，使有效的计划方案能够改善各种突发现象，进而有效解决电网的应用，维护基础电网的电力供给，有效诠释有序用电和保护电力用电稳定性的意义。在有序用电的多种使用方法中，需要根据不同的环境要求和人员要求进行探索，并依据合理的限流和调配方法，保证用电高峰时期人们对电力的需求，进而维护社会的稳定[1]。

1.2 优化方法

现阶段，我国主要使用集中优化方法进行用电管理和调控，具体包括以下几个方面。

1.2.1 错峰用电

错峰用电主要是借助规范的制度进行用户用电时间的调控，使用户能够错开上下班高峰，进行合理时间范围内的延后或提前，改善环境内用户用电状况，进而依据错峰方法缓解用电基准。

1.2.2 移峰用电

移峰用电主要是把用户用电负荷转化到其他时间段，调整用户休息日和上班时间的用电情况，进而在错开时间的基础上，保证有序用电措施的进行。特别是将生产计划的高峰时间和产业基础用电低谷时间进行互换，从而实现电能负荷的有效调整。

1.2.3 避峰用电

避峰用电主要是通过规范性的分级规划，限制各产业在高峰时期的总用电量，进而使用电量较高的产业能中断基础负荷。

1.2.4 轮休限电

轮休限电主要是制定有效的方法使产业能够在限电基础上调整上班时间，使用电量大的产业在周末进行产业工作，在正常日进行休息。

1.2.5 奖惩办法

在用电规划中加入供需平衡分析的奖惩办法，实现网络约束下的奖惩办法，不仅有利于产业用电的合理规划，还能在信息条件下改善基础网络损罚的问题[2]。

2 基于网络约束下的数学模型构建

需要细化对产业用电操作的分析，依据数学方法进行细化调研，使有序用电操作处于科学化和数据化中，使其能够直接展示用电损耗并制定优化方案。

2.1 构建目标函数

目标函数的建立需要考虑多维度用电调控手段补偿办法，并依据网损惩罚项构建函数：

其中，λtrans是基于错峰时段数据的补偿成本；t

i,k是基于移峰时段数据的补偿成本；是基于避峰时段数据的补偿成本；是基于轮休天数总数的补偿成本；是基于网损状态的惩治办法，Nuser是使用者的用电总天数；NP是代表产业当天的时段总数，i表示单位目标用户；k表示用户在用电总天数内的具体某一天，t表示单位时段内的具体时段。

2.2 限制条件

节点功率的约束条件。网络数据的基本构成受核心的平衡约束限制，平衡条件如下：

平衡条件中，等式左边的三项分别为单位节点所支出的功率总和、单位节点的总负荷、目标区域的总发电功率。其中，o、p分别为节点所在线路两端的编号；φ0为该线路和节点o所在线路节点的集合，ψ0为该线路和节点o所在线路的总负荷集合，r0为该线路和总发电机的节点集合；为目标线路l中所属的某一天k，其所在具体时段t从节点所在线路一端流向另一端，且另一端节点p具有功能性的有功潮流。

错峰时段约束：

核心意义是错峰内用户用电量的总数，且该数据具有唯一性。

移峰时段约束：

避峰时段约束：

其中，Ci,max使基于单位用户i的最大承受级数；是变量0～1。当u=0时，表示用户不会参加避峰；当u=1时，表示该用户i能承受避峰约束，且其最大承受级数Ci,k在1～Ci,max内进行波动。

轮休天数约束：

其中，Di表示使用者某周内i的工作天数，且轮休天数较其他约束条件相对固定，通常取值为5。

2.3 模型求解

模型求解核心基于对时间和空间维度的基础定义，并需要考虑过程中整合数字之间的规划问题，尽可能保证模型参数符合实际操作。因此，需要着重注意以下几个方面。

2.3.1 最大承受约束

有序用电的主要矛盾是处理用电高峰时期的电力规划问题，因此需要考虑发电机在约束条件中的最大承受约束力度，进而保证线路在有序用电操作中的潮流约束能发挥关键作用。

2.3.2 考虑条件

由于发动机的最大承受约束力度在用电高峰时期发挥作用，因此只需要注重其高峰期各函数数值的带入求解。在模型带入中，需要考虑模型的可行性，特别是需要定义有序用电的潮流约束功能，并根据定义内容进行时段推算。如果计算的数值没有与其相对应的时刻进行定义，那么需要根据发动机的核心安全运行进行考量，进一步进行约束筛选。

2.3.3 分析验证

如果在操作过程中发现用电高峰情况不满足各约束条件的定义，那么需要根据线路的安全参数进行考量，并降低安全数因子后进行模型的重新定义。因此，可以通过对Matlab软件进行Vaadin的软件优化模型求解，根据约束条件的内涵，使用不同的策略进行深化求解，如在10%的缺口数段需要对时间和安全系数因子进行探索。如图1所示，它的核心内涵是随着安全因数的增大，各项目的时间优化，进而保证模型的求解时间处于科学状态。随着安全因子基数的扩大，会将3 734.0 s的时间缩短为235.9 s，有利于基础模型的重新定义和求解，进而提升工作效率达15倍左右。

图1 约束条件作用下的不同安全系数因子的模型求解

3 算例分析

算例分析的内涵是通过分析与调研用户i的用电情况和形态负荷，基于实际操作难度，依据8种典型负荷曲线，进行各种调控方案内涵的探索手段的分析。依据不同的用户用电进行详细调查，其核心数据的功能表现为：优先使用错峰的用电方法调控，有利于调控手段的深化和拓展[3]；若实际情况和条件不满足错峰条件，可以采用移峰时段约束方法进行拓展；最后考虑避峰时段约束和轮休时段约束的有序用电作用，因为其不利于单位用电总量的持续供给。具体地，可以实际参考各方法的优势和劣势，通过以下三个方面进行优化和改进。

3.1 电源性缺电

当电力企业电源线缺电时，可以参考各函数约束条件进行有效的用电量修正，进而保证能在避峰约束条件下进行电源线缺电缓解。

3.2 电网性缺电

相关企业需要对电网的环网阻塞情况进行分析，并在线路中考虑各方法的约束条件内涵，结合实际环境情况分析，消除阻塞。同时，需要整改和匹配用电高峰的线路问题，保证线路能在约束条件中完善和修改。

3.3 构建基础系统

系统的功能构建可基于有序用电系统构建框架的功能形式进行探索，并严格注意主系统功能的拓展，及时注意系统物理基础构架中系统和用户的关系，使客户能依据电网的节点功能构建适合智能管理的代理结构，将有序用电的内涵拓展至数字化和智能化系统框架中[4]，再结合信息框架中各部门的基础职能，构建一个可适用于电网功能的多功能、智能化、功能化、灵动化的信息交换体系。