基于调控云的配网负荷转移策略方法

吴敏敏，黄剑峰，丁秀华，黄德志

（国网浙江义乌市供电有限公司，浙江 义乌 322000）

0 引言

负荷转移是指在某电网设备发生越限或需要计划检修时，通过改变电网运行方式，将其下送的负荷转移至其他设备供电。传统的负荷转移策略都是靠人工制定，由于配网联络复杂，当需要配网转移负荷时，调度员人工计算速度慢，难以在短时间内得出有效的负荷转移策略，不利于电网及设备的安全运行。特别是在进行变电站内主变、母线等主设备计划检修方式下的负荷转移决策时，计算过程耗时长、效率低，难以满足经济效益和人力资源需求[1-10]。

文献[11]主要针对10 kV联络线路，基于联络线路上的联络开关与分段开关，研究开关之间如何合理配合以便灵活转供线路负荷。文献[12]在配电网中，融合涵盖拓扑、开关、终端和二次设备等海量数据资源，设置了负载率、是否重要用户以及是否可控等约束条件，研究了一种可自动生成配网最优负荷转移策略的工具。

随机算法在产生转移策略时，耗时长、效率低，文献[13]为解决该问题，基于自适应免疫算法与基本树拓扑判断方法，提出来一种最优负荷转移方法，该方法可考虑不同转移因素的影响，无需枚举遍历，具有速度快、效率高的特点。

为提高电网安全运行能力，维护电力系统安全稳定，文中提出了一种基于调控云的配网负荷转移策略方法。首先，通过调控云获取变电站母线及馈线图模数据，基于拓扑识别技术得到变电站母线与馈线、馈线与馈线间的匹配关系。进一步的，提出了负荷转移越限识别判据，根据不同馈线间的匹配关系，按线路优先级使用该判据判别该转移路径是否有效，采用迭代算法不断优化从而得出母线各馈线负荷转移最优操作策略。最后，通过一个主变停役负荷转移决策示例，说明文中所提方法有助于快速优化电网运行方式，保证电网及设备安全稳定运行。

1 负荷转移原理

文中所研究的负荷转移主要包含10 kV 馈线负荷转移和10 kV 母线负荷转移。10kV 馈线负荷转移示意图如图1所示。

图1 馈线负荷转移示意图

2 负荷转移策略

基于拓扑识别技术得到变电站母线与馈线、馈线与馈线间的匹配关系，匹配关系示意图如图2所示。

图2 母线与馈线、馈线与馈线匹配关系示意图

进一步的，基于匹配关系，利用调控云上的历史负荷数据，进行10 kV馈线的负荷转移策略推导，将负荷转移至其它的10 kV馈线上。按线路优先级使用荷转移越限识别判据判别该转移路径是否有效，采用迭代算法不断优化从而得出母线各馈线负荷转移最优操作策略。

匹配策略原理如下：

1）普通一对一接线负荷转移：通过拓扑识别得到匹配配置表，按线路优先等级，一一按其历史负荷曲线进行判据校验，看是否能实现转移。

普通一对一接线负荷转移判据如以下两式：

式中：PA1表示A1 馈线历史日负荷曲线；PB1表示B1馈线历史日负荷曲线；P∑表示A1 馈线和B1 馈线历史日负荷曲线总加；PT表示B1馈线功率传输限值。

若式（1）成立，表明校验成功，匹配转移策略成立；否则，匹配转移失败。

基于线路历史日功率曲线（每5 min 采集一个点，每日288 个点），取功率最大值校验是否可转移，其历史功率曲线如图3所示。

图3 线路历史功率曲线图

2）特殊一对多接线负荷转移：将一对多中的“一”线和多条可转移线路，按历史负荷曲线逐条进行一对一校验，将校验不成功的匹配关系剔除，其校验原理与式（1）和式（2）相同。

3）特殊多对一接线负荷转移：对式（1）、式（2）校验成功的线路进行多对一接线校核，将多条馈线负荷全部转移至同一联络线，按历史负荷曲线进行判据校验。若校验成功，则将多条线路负荷全归至该联络线，判为多对一匹配成立；否则，将部分匹配关系判为校验不成功，进行往复迭代，直至校验不成功线路数最少。

特殊多对一接线负荷转移判据如以下两式所示：

式中：PAj表示A 变电站母线Aj馈线历史日负荷曲线；ℜ 表示多对一接线的多条馈线的集合；P∑表示多条馈线历史总负荷曲线；PT表示多对一接线的“一”线功率传输限值。

4）对在1）、2）和3）中匹配校验不成功的线路，进行母线转供负荷操作，筛选同母线下负载率最小线路作为转供线路，看是否可通过同母线馈线进行转供。

对负荷最终无法实现匹配的线路，筛选同母线下负载率最小线路作为转供线路，其转供示意图如图4所示。

图4 线路负荷经母线电源间接转移示意图

3 算例分析

基于以下算例，对文中所提方法进行说明。在A变电站，母线有4 条馈线；在B 变电站，母线有3 条馈线。A1 线通过联络开关可与B1 线相连；A2 线通过联络开关可与B1、B2 线相连；A3 线通过联络开关可与B2 线相连；A4 线通过联络开关可与B3 线相连，其示意图如图5所示。

图5 负荷转移示例图

已知A1 线、A2 线、A3 线和A4 线电流分别为100 A、80 A、160 A 和40 A；B1 线、B2 线和B3 线电流分别为200 A、200 A和50 A。线路输送限额均为400 A。

现将A 变电站母线馈线负荷全部转移至B 变电站。基于文中所提方法进行仿真分析，最终得到如下的匹配结果：

A1 线、A2 线转移至B1 线，A3 线转移至B2 线，A4线转移至B3线。其转移结果示意图如图6所示。

图6 负荷转移示例图

进一步的，将图5 中A 变电站母线A2 馈线电流改为180 A。同样，将A 变电站母线馈线负荷全部转移至B变电站。基于文中所提方法进行仿真分析，最终得到如下的匹配结果：

A1 线转移至B1 线，A2 线转移至B2 线，A3 线通过A变电站母线和A4线转移至B3线，其转移结果示意图如图7所示。

图7 负荷转移示例图

匹配结果改变原因主要在于A2 线负荷变为180 A 后，若A1 线、A2 线均由B1 线转移，将导致B1 线负荷越限，因而最新匹配结果将A1 线由B1 线转移，A2线由B2 线转移，A3 线通过A 变电站母线和A4 线转移至B3线，可满足要求。

4 结语

文中针对调度员实际人工进行负荷转移操作时存在的耗时长、效率低的问题，提出了一种在实际中行之有效的基于调控云的电网设备越限识别的负荷转移策略方法，通过该方法可使用系统推出负荷转移处置策略，优点在于通过电网拓扑、实时数据、设备参数等信息进行电网实时分析，并且推导出负荷转移策略方法，该方法有助于调度员及时了解电网的安全稳定状态，能够提前得到负荷转移策略，对于提升调度运行人员应对电网越限以及计划检修时的负荷转移具有重要意义。