基于时序动态约束的主动配电网滚动优化调度

叶雷　俞凯　陈博

【摘  要】在国内电力行业稳定发展的大环境下，各行各业对电力资源的依赖程度迅速增加的同时，国家对电力系统的运行环境也提出了更高的要求。而主动配电网不仅是保障城市电网安全稳定运行的基础，同时也是提升配电网供电安全可靠性能的重要途径，因此对主动配电网进行优化调度势在必行。为了有效消除主动配电网中间歇性能源和负荷等多方面因素对自动配电网优化调度造成的影响，本文以主动配电网优化调度存在的问题为出发点，进而提出了一种基于时序动态约束的自动配电网滚动优化调度方法。

【关键词】时序动态约束;主动配电网;滚动优化;实时调度

引言

近几年，随着我国电子科技技术的不断发展，人们的生活水平日益提升，对生活质量与用电质量提出了更深层次的要求。为了更好地满足大众对电能的需求，全面解决自动配电网优化调度中存在的问题成为电力企业战略发展目标的重中之重。然而在可再生能源大量接入的背景下，主动配电网将会面临分布式电源处理不确定性以及负荷波动等大问题，同时自动配电网的安全性能也因此受到一定程度的威胁。针对于此，本文提出时序动态约束下的主动配电网滚动优化调度，并通过一系列的仿真试验探索，证明出此优化调动策略的科学合理性与可行性。

1 主动配电网的概述

当前，国内大部分人都对主动配电网的认知上存在着较大的误区，认为只要接入分布式电源就为主动配电网。其实并非如此，主动配电网与微网的控制模式、电网构成以及运行状态都不尽相同。主动配电网的所属关系为企业电网，运行状态为常态并网和条件孤岛，电网主要由网状配电网+DG、储能、主动符合以及智能控制所构成，注意区别于传统的被动配电网系统。与此同时，主动配电网内部具有分散式或分布式的能源，并控制配电网的运行能力。与传统的被动配电网相比，主动配电网主要拥有三大特征，分别为完善的可控能力、灵活调控的网络拓扑结构以及分布式可控资源。换句话说，主动配电网能够更好地掌握到实时信息，具有更大的可观测范围。因此，将主动配电网大量投入使用可以有效解决可再生资源的消纳问题，切实实现将环境保护放在企业生产第一位的发展目标，进而推动我国智能电网技术的建设进程。

2 主动配电网优化调度存在的问题

2.1主动配电网优化调度的基本定义

所谓的主动配网优化调度实质是指基于配电网中分布式电源（distributed generator，简称为DG），主动配电网（active distribution network，简称为ADN）对其实行主动调控管理并且全方位实现网络安全经济运行的核心技术的一种重要手段[1]。另一方面，馈线自动化作为主动配网优化调度中的中心环节之一，其扮演着极其重要的角色。主要的职能为在第一时间发现配电线路发生故障的区域，并将监测到的故障信息及时发送到在线监控主机内，然后在线监控主机将故障信息发送给中心站，最后经由中心站将故障信息发送给主变电站后台，进而发出故障警告。

2.2主动配电网优化调度当中存在的问题

就目前发展情况来看，主动配电网的优化运行方式主要为如内实施修正的方法以及日前优化调度的方法[2]。尽管我国相关领域的专家学者针对主动配电网优化调度撰写过众多的文献、期刊，但他们所提出的内容仅按照日前调度方案的基础上所进行的小幅修改，存在较大的预测误差，且在实际的运行过程中可能会出现随机的突发事件，以至于最优调度方案与日前调度方案之间的落差相对比较高，甚至可能会引发安全事故，其造成的不良后果可想而知。除此之外，相关领域的研究学者所发布的文獻优化调度的内容仅针对于有限区域内，因而对主动配电网或储能系统（energy storage system，简称为ESS）等可控资源的微电网进行优化调度时，此调度方案存在一定程度的局限性，且对无功优化调度考虑的不够全面，进一步致使在分布式电源渗透率不断提升的影响下，单独分散式的分布式电源呈逐渐上升的趋势，从而导致进行优化调度的对象由原来单一的微电网逐渐转变成繁琐的区域配电网，潜移默化地增加了优化调度的复杂性。为了有效解决主动配电网优化调度当中存在的问题，本文提出了一种主动配电网滚动优化策略，旨在提升主动配电网的安全稳定性能，为进一步提高调度方案的经济水平奠定坚实的基础。

3 基于时序动态约束的自动配电网滚动优化调度方法

顾名思义，在时序动态约束下的自动配电网滚动优化调度方法是以动态约束为前提条件。与时序静态约束相比，时序动态约束一般来讲仿真使用的时间相对较长，首先确定测试向量，然后输入硬件模型，最后进行仿真。时需动态约束的实质意义是通过仿真软件动态的仿真电路，进而验证时需是否满足要求。经上述分析不难发现，基于时序动态约束的ADN滚动优化调度方法实际是以时序递进为基本原则而进行的实时调度。接下来将会将调度间隔值设为1小时以内，然后每间隔1小时后再去实施调度优化，进而以此类推，此次试验的目的为验证基于时序动态约束的自动配电网滚动优化调度方法是否可行。

图一

如图一ADN滚动优化调度策略示意图所示，其具体操作流程可分为以下三个步骤：

（1）在确定各个调度单元在第一时间段内的调度方案之后，首先要及时将T值设为24小时，然后将T值设定为固定调度周期，最后依照在第一个时间段内采集到的数据以及后面预测数据，构建出完整的滚动优化调动模型[3]。但需要注意的是，在执行步骤一时仅针对第一时间段内的调度方案，第二时间段的内容暂且不用操作，旨在实时掌握调度方案在执行方案后前后的变化情况，为下一时间段的实施调度内容提供最准确的参照条件。

（2）在执行步骤一之后，将在第一时间段收集到的数据及时更新为第二时间内的数据，然后将T视为步骤二的调度周期，最后按照步骤一的执行流程再一次获得最佳的滚动优化方案。步骤二与步骤一注意的事项相同，步骤二也仅执行第二时间段的内容，并且实时掌握各个调度单元在执行方案前后的变化情况，进而为下一步骤提供最重要的参照条件。

（3）执行步骤二之后，第一时间更新实时的监测数据，并且连续执行第三时间段内的实时调度内容，最后再次依照步骤一及步骤二的执行流程，依照时序递进的基本原则对后面的所有时间段进行滚动调度，最终完成24个时间段的整体调度方案[4]。这一系列的执行过程统称为基于时序动态约束的自动配电网滚动优化调度方案。若将此方案有效实施，将会最大限度保证供电网络的安全稳定性能。

4 结语

综上所述，全面研究基于时序动态约束的自动配电网滚动优化调度方案既能保证主动配电网的运行安全性，还能有效降低主动配电网的运行成本，可谓是一举两得。因此，将此类优化调度模型更好地融入到电力企业当中，为推动我国社会科技的进步发展提供巨大的原动力。

参考文献：

[1]庄慧敏，肖建.主动配电网的两阶段优化调度模型[J].西南交通大学学报，2015，50（05）：928-934.

[2]李振坤，崔静，路群，米阳，苏向敬.基于时序动态约束的主动配电网滚动优化调度[J].电力系统自动化，2019，43（16）：17-29.

[3]任佳依，顾伟，王勇，嵇文路，刘海波，曹戈.基于模型预测控制的主动配电网多时间尺度有功无功协调调度[J].中国电机工程学报，2018，38（05）：1397-1407.

[4]董雷，陈卉，蒲天骄，陈乃仕，王晓辉.基于模型预测控制的主动配电网多时间尺度动态优化调度[J].中国电机工程学报，2016，36（17）：4609-4617.

（作者单位：1、国网浙江省电力有限公司培训中心;2国网温州供电公司;3国网温州供电公司）