李若冰

摘 要 隨著電力企業(yè)的不斷改革和各項用電指標(biāo)的不斷優(yōu)化，電力運營得到了長足發(fā)展。在用電供應(yīng)保證的基礎(chǔ)上，供電可靠性成為了現(xiàn)今重要的供電質(zhì)量評價指標(biāo)。配電系統(tǒng)直接與電力用戶進(jìn)行關(guān)聯(lián)，屬于能量交換的終端部分。因此，其可靠性直接影響著用戶用電質(zhì)量。本文首先進(jìn)行了運行評價體系的計算，并與傳統(tǒng)的平衡計分卡方法相比后進(jìn)行了改進(jìn)，然后給出了主動配電網(wǎng)不完備模型診斷過程整體算法，最后通過配電系統(tǒng)的可靠性分析，建立針對主動電網(wǎng)的運行控制技術(shù)，挖掘供電潛力，并評價電網(wǎng)供電的未來發(fā)展。

關(guān)鍵詞 主動配電網(wǎng) 可靠性指標(biāo) 數(shù)據(jù)聚類 不完備模型 診斷過程整體算法

中圖分類號：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）05-0024-02

在主動配電網(wǎng)評價指標(biāo)體系中，可靠性指標(biāo)能夠直接反映主動配電網(wǎng)供電能力以及向電力用戶連續(xù)提供電源和數(shù)量的能力[1-2]，已被學(xué)者們廣泛研究[3]。因配電網(wǎng)屬于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以故障較為單一[4]，且設(shè)備數(shù)量多，不確定因素多，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分散，故障率較高，造成用戶停電事故較頻繁[5]。因此，配電網(wǎng)運行能力成為了重中之重，找出電網(wǎng)中的運行瓶頸加以處理，以達(dá)到配電網(wǎng)有效的運行方式是本文研究的目的。

1 運行評價體系計算

可靠性指標(biāo)通常是從事故對正常供電的影響的不同方面來衡量的，包括事故發(fā)生的頻率、概率、持續(xù)時間、失電量和用電量，不同的子系統(tǒng)在可靠性指標(biāo)上會有一定的差異，可靠性指標(biāo)體系一般分為負(fù)荷點指標(biāo)和系統(tǒng)指標(biāo)，對于系統(tǒng)的每個負(fù)荷點，負(fù)荷點指標(biāo)反映了事故的局部影響，系統(tǒng)指標(biāo)則反映了事故的全局影響，即表示事故的總體影響。影響全局的常用基本指標(biāo)可作為整個系統(tǒng)的負(fù)荷點指標(biāo)。

與傳統(tǒng)的平衡計分卡方法相比，本文主要改進(jìn)如下：

為了提高專家評分的判斷簡便性，將指標(biāo)比較1-9分，改為1-3分。

由于主動配電網(wǎng)規(guī)劃綜合評價指標(biāo)的絕對值通常物理意義不大，綜合指標(biāo)的相對值主要關(guān)注于規(guī)劃方案的比選，因此可將一個基準(zhǔn)方案的綜合指標(biāo)作為參考值1，并得出其他方案相對參考值的綜合指標(biāo)值。

對譜特征系統(tǒng)的分析，進(jìn)而檢測主動配電網(wǎng)信息物理層的數(shù)據(jù)鏈路，并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法來對此類檢測進(jìn)更加智能的算法優(yōu)化，來得到負(fù)荷。

2 運行控制技術(shù)

本技術(shù)主要由MCS單片機實現(xiàn)。在傳統(tǒng)的MCS估計中，電網(wǎng)可靠性指標(biāo)的求解可以看作是可靠性指標(biāo)計算函數(shù)的大量抽樣檢驗，然后得到的待算樣本再通過潮流計算方法獲取有效狀態(tài)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括正常狀態(tài)和故障狀態(tài)。機器學(xué)習(xí)技術(shù)具有計算速度快的特點，因而引入到主動配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)計算及評估中成為目前發(fā)展的趨勢，也備受電力企業(yè)專家學(xué)者的青睞。機器學(xué)習(xí)技術(shù)的實質(zhì)是通過大量的樣本訓(xùn)練建立一個綜合的電網(wǎng)運行狀態(tài)識別器，用狀態(tài)識別器代替最優(yōu)潮流計算來識別樣本的運行狀態(tài)，大大縮短了運行狀態(tài)識別的時間[6]。

提出的主動配電網(wǎng)故障診斷是一個整體過程。離線過程中建立起能夠與配電網(wǎng)行為相容的模型，在線監(jiān)督過程在獲取觀測，進(jìn)行診斷的同時補充離線建立起的不完備模型，如果沒有發(fā)現(xiàn)“超出預(yù)期”的不完備行為，則按完備模型診斷得到診斷路徑;否則，根據(jù)在線過程中生成的完備模型，定義不完備的行為，得到主動配電網(wǎng)不完備模型上的診斷。主動配電網(wǎng)不完備模型診斷過程整體算法如下：

輸入：不完備模型，觀測序列

輸出：診斷，或修改的不完備模型

步驟1：初始化

步驟2：增量診斷

步驟3：根據(jù)診斷結(jié)果對模型進(jìn)行訓(xùn)練，臨界狀態(tài)為當(dāng)前診斷結(jié)果的終止?fàn)顟B(tài)。

步驟4：判斷狀態(tài)。如果僅轉(zhuǎn)移不完備，則生成一個轉(zhuǎn)移，更新模型;如果事件完備僅狀態(tài)不完備，則生成狀態(tài)和事件。

診斷初始在完備假設(shè)下運行，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不能得到診斷結(jié)果時，考慮進(jìn)行不完備的模型發(fā)現(xiàn)。判斷不完備情況，分別進(jìn)行處理。不完備轉(zhuǎn)移是僅缺失了事件和狀態(tài)之間關(guān)系的不完備情況，因此在當(dāng)前臨界狀態(tài)及觀測相關(guān)的狀態(tài)中判斷是否能夠被當(dāng)前事件觸發(fā)，最終得到的狀態(tài)如果與已有模型狀態(tài)接近，則認(rèn)為是不完備的轉(zhuǎn)移結(jié)果。此時逆向獲取得到該狀態(tài)的狀態(tài)和事件，建立轉(zhuǎn)移，對不完備模型進(jìn)行更新。

在算法不能夠找到不完備轉(zhuǎn)移時，進(jìn)一步判斷是否能夠找到不完備狀態(tài)，使得完備事件觸發(fā)了完備狀態(tài)，得到不完備狀態(tài)。當(dāng)臨界狀態(tài)和觀測狀態(tài)之間沒有交集時，此時產(chǎn)生了狀態(tài)和事件的同時不完備。根據(jù)觀測窗口、帶有歷史數(shù)據(jù)的不完備模型生成初步的事件和狀態(tài)，更新不完備模型，進(jìn)一步地，根據(jù)在線運行的數(shù)據(jù)訓(xùn)練事件的函數(shù)參數(shù)，調(diào)整狀態(tài)屬性。

該系統(tǒng)的實現(xiàn)基于支持向量機和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種機器學(xué)習(xí)算法，能夠?qū)崟r監(jiān)控主動配電電網(wǎng)的運行狀態(tài)，大大減少了計算負(fù)擔(dān)。此外，利用多核計算平臺來加快模型的訓(xùn)練過程，優(yōu)化評價算法。在指標(biāo)計算階段，當(dāng)監(jiān)控到數(shù)據(jù)為正常運行狀態(tài)時，則反映故障的系統(tǒng)總負(fù)荷損失和平均停運持續(xù)時間均為零;當(dāng)監(jiān)控到數(shù)據(jù)為故障狀態(tài)時，則反映此類故障可靠性指標(biāo)未知，可利用最優(yōu)潮流計算來優(yōu)化。由于正常狀態(tài)樣本數(shù)大于故障狀態(tài)樣本數(shù)，因此機器學(xué)習(xí)方法只需計算小于0.2%故障樣本的最優(yōu)潮流，計算負(fù)擔(dān)大大減輕。

3 結(jié)論

本文首先進(jìn)行了運行評價體系的計算，并與傳統(tǒng)的平衡計分卡方法相比后進(jìn)行了改進(jìn)，然后給出了主動配電網(wǎng)不完備模型診斷過程整體算法，最后通過配電系統(tǒng)的可靠性分析，建立針對主動電網(wǎng)的運行控制技術(shù)，挖掘供電潛力，并評價電網(wǎng)供電未來發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李霞林，郭力，黃迪，等.直流配電網(wǎng)運行控制關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J].高電壓技術(shù)，2019，45（10）：3039-3049.

[2] 范開俊.智能配電網(wǎng)分布式控制技術(shù)及其應(yīng)用[D].山東大學(xué)，2016.

[3] 鐘清，張文峰，周佳威，等.主動配電網(wǎng)分層分布控制策略及實現(xiàn)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2015（06）：1511-1517.

[4] 程林，劉琛，康重慶，等.主動配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析與展望[J].電力建設(shè)，2015，36（01）：26-32.

[5] 劉廣一，黃仁樂.主動配電網(wǎng)的運行控制技術(shù)[J].供用電，2014（01）：30-32.

[6] 劉東，張弘，王建春.主動配電網(wǎng)技術(shù)研究現(xiàn)狀綜述[J].電力工程技術(shù)，2017（04）：67-68.