电网调度运行管理OMS系统优化方案设计

张宗包， 王子滔

(深圳供电局有限公司， 广东, 深圳 518000)

0 引言

配电网在电能配置中属于一个重要环节，可以与用户直接实现供电信息传输，具有覆盖区域广泛的特点，由于电网调度在运行管理过程中配电线路和负荷比较密集，因此导致输电线路损耗越来越严重[1]。根据相关数据统计分析，输电线路的线损电量大约占电网调度运行管理OMS系统的78%。由此可见，配电网调度运行管理OMS系统的线损占据的比例很大。

随着电力领域中的市场化程度越来越高，能量损耗与电网调度的经济效益存在非常密切的关系，电网调度运行管理OMS系统的经济性不仅关系着用户与企业的经济效益，还关系着电网调度带来的能量消耗[2]。由于电网调度运行管理OMS系统的负荷增长比较快，在节能方面具有非常强大的挖掘潜力[3]。

文献[4]考虑到电网运行指标在管理和控制过程中的不足，基于大数据平台设计了一种电网运行指标管控方案，利用电网调度运行管理数据、供电数据分析挖掘能力以及处理能力，融合了电网调度运行管理多业务数据，并实现了数据的共享，通过定义指标体系，实现了管控指标的计算功能，最后将该设计方案应用到实践中，结果表明该方案可以有效提升电网调度运行管理的精细化水平。文献[5]为基于涵盖多种类型负荷对电网调度系统展开优化改造分析，引入负荷调度模型建立电网调度系统，并为负荷侧资源提供了更多的调度接口，从而通过数据预处理模块、服务优化模块、结果处理模块对电网调度系统实施优化改造。然而将上述改造方案应用于电网调度运行管理OMS系统后发现其存在能耗高的缺点。为此，本研究提出了电网调度运行管理OMS系统优化改造方案。

1 优化改造方案设计

1.1 分析电网调度运行管理OMS系统的输出统计特征

在分析电网调度运行管理OMS系统输出的统计特征之前，先对其输出传输链路展开建模处理，并引入统计特征采样的方式[6]，在采集电网调度运行管理OMS系统输出信息的基础上，基于云计算模式的支撑，系统输出的电能是通过供电信息处理中心对电能进行集成与调度，将电网数据储存在系统的存储池中[7]，分析系统输出的统计特征并采集信息。图1显示了电网调度运行管理OMS系统输出的数据处理模型。

图1 电网调度运行管理OMS系统输出的数据处理模型

基于图1的数据处理模型，在每一个统计节点和电能转换器中，构建供电输出的比特流非线性序列xt，然后采用自回归滑动平均模型(ARMA模型)[8]构建电网调度运行管理OMS系统的输出电能传输序列非线性模型，那么自回归滑动平均模型表示为

(1)

其中，a0表示电网调度运行管理OMS系统输出的初始采样幅值，xn-i表示电网提供电能过程中功率损耗分布时间序列，bj表示振荡幅值。

对电网调度运行管理OMS系统的供电输出进行衰减调制，构建一个衰减函数，表示为

(2)

其中，a表示电网调度运行管理OMS系统供电输出的方程系数，BH(t)表示关联系数。

以上过程实现了对电网调度运行管理OMS系统输出电能传输序列的非线性建模，根据模型构建结果提取系统输出的统计特征[9]，并对其进行详细的分析。

x(t)=ej2πvx(t)t

(3)

vx(t)=v0+2βt

(4)

Yp(u)=Xp(u)+δ(v-(v0+βt))

(5)

其中，vx(t)表示供电输出样本从时域转换频域的关联系数。根据电网调度运行管理OMS系统输出供电数据的交叉项，对其进行自适应均衡处理[10]，得到供电输出样本序列关联特征分布，表示为

(6)

其中，H(·)表示Heavside函数，表达式为

(7)

综上所述，数据处理模型在对供电数据进行统计回归分析的基础上，建立了供电数据的特征相空间，分析了电网调度运行管理OMS系统输出的统计特征。

1.2 预测电网调度运行管理OMS系统可靠性

在分析电网调度运行管理OMS系统输出的统计特征基础上，预测其可靠性，假设电网调度运行管理OMS系统输出的采样时间为τt，那么根据第i组电网调度节点输出的电压和电流特征量[11]，构建供电数据的统计回归分析模型，表示为

(8)

(9)

根据以上过程，可以得到电网调度运行管理OMS系统可靠性的预测步骤如下。

Step 1 定义电网调度运行管理OMS系统供电输出的特征分布向量，即：

(10)

Step 2 采用自适应算法和均衡调度原理，求解电网调度运行管理OMS系统可靠性预测的第k个近似问题。

Step 3 寻找目标函数的最优值，得到一个电网调度运行管理OMS系统可靠性预测的最优解s(k+1)。

Step 4 引入自适应学习的算法，得到电网调度运行管理OMS系统可靠性预测结果。

Step 5 预测电网调度运行管理OMS系统可靠性。

利用以上步骤，即可预测电网调度运行管理OMS系统可靠性。

1.3 设计电网调度运行管理OMS系统优化改造方案

针对电网调度运行管理OMS系统在技术融合过程中存在很多难题，本研究采用“三层两网”的设计思路，设计了具体的电网调度运行管理OMS系统优化改造方案。

对电网调度运行管理OMS系统进行优化改造分为二次微机保护的优化改造和电网调度运行管理OMS系统网络化优化改造两部分。

考虑到电网调度的实际情况，电网调度运行管理OMS系统采用测控和保护装置进行独立配置。高压端采用测控和保护两个装置分开配置，低压端由于所有硬件设备都被更换，采用测控和保护两个装置整体配置[13-14]。二次微机保护的优化改造方案如图2所示。

图2 二次微机保护的优化改造方案

采用智能化的方式改造电网调度运行管理OMS系统的电压等级设备，需要在控制柜中采用航空插头接口模式，插接设备本体与控制柜。在选择网络通信速率时，要考虑到电网调度运行管理OMS系统的数据流量和骨干网络[15]。在优化改造方案设计中，根据相关标准要求，对电网调度运行管理OMS系统的过程层分别配置间隔、功能、位置、单一总线等优化改造方案。

2 实验对比分析

为了验证上述提出的电网调度运行管理OMS系统优化改造方案具有一定有效性，引入文献[4]中设计的改造方案和文献[5]中设计的改造方案与其做对比，测试了三种优化改造方案的电网调度能耗、系统运行能耗，并结合优化改造品质值的测试，验证了三种优化改造方案在电网调度运行管理OMS系统中的应用效果。

采用系统响应时间作为自变量，测试了三种电网调度运行管理OMS系统优化改造方案的电网调度能耗，结果如表1所示。

表1 电网调度能耗测试结果

从表1可以看出，随着电网调度运行管理OMS系统的运行时间越来越长，三种电网调度运行管理OMS系统优化改造方案的电网调度能耗越来越大。经计算，在实验测试过程中，本文方案的平均能耗为319.4 J，文献[4]方案的电网调度平均能耗为680.3 J，文献[5]方案的电网调度平均能耗为504.7 J。产生这一结果的原因在于本文方案通过分析电网调度运行管理OMS系统输出的统计特征，降低了电网调度能耗。

三种电网调度运行管理OMS系统优化改造方案的系统运行能耗测试结果，如表2所示。

表2 系统运行能耗测试结果

从表2可以看出，在系统运行能耗方面，本文提出的电网调度运行管理OMS系统优化改造方案是能量消耗最低的，说明该优化改造方案具有较好的优化改造效果。

三种电网调度运行管理OMS系统优化改造方案的优化改造效果品质值测试结果，如图3所示。

图3 优化改造效果品质值测试结果

从图3可以看出，在多次迭代中，本文方案在优化改造效果上，品质值基本都超过了0.9。产生这一结果的原因在于本文方案预先预测电网调度运行管理OMS系统可靠性，从而大大提高了电网调度运行管理OMS系统的优化改造效果。

3 总结

本研究通过分析电网调度运行管理OMS系统的输出统计特征，预测了其可靠性，并对电网调度运行管理OMS系统进行优化改造。结果显示，本研究提出的优化改造方案具有较好的应用效果。但是本文在研究过程中未考虑到外部因素对电网调度运行管理OMS系统的影响，在今后的研究中，将主要考虑进一步提高电网调度运行管理OMS系统在优化改造中的抗干扰能力。