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【關(guān)鍵詞】供電管理;線損分析預(yù)測(cè);應(yīng)用
前言
隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展,人們的生活水平不斷的提高,人們對(duì)電能的需求量也在不斷的增加,電網(wǎng)系統(tǒng)為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的電能需求,一方面應(yīng)該不斷的擴(kuò)大電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模,另一方面通過(guò)強(qiáng)化供電管理,盡可能的降低線損,以此提高供電的穩(wěn)定性和可靠性,為人們提供更加可靠的電能。電網(wǎng)管理中的線損分析預(yù)測(cè)對(duì)提高線損管理效率具有十分重要的作用,因此供電企業(yè)應(yīng)該充分的認(rèn)識(shí)到線損分析預(yù)測(cè)在供電管理中的重要性。
1 線損二項(xiàng)式的概念
二項(xiàng)式系數(shù)法和系數(shù)法是計(jì)算電力負(fù)荷的非常有效的方法,系數(shù)法用于計(jì)算全廠、車間變電所以及負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定的干線的電力負(fù)荷,二項(xiàng)式系數(shù)法主要用于計(jì)算負(fù)荷波動(dòng)相對(duì)較大的直線或者干線的負(fù)荷,電力網(wǎng)通常是由許多電氣元件組成的,每一個(gè)元件的電能損耗都能夠用負(fù)載損耗以及空載損耗進(jìn)行表示,通過(guò)引入損耗結(jié)構(gòu)函數(shù)H(A、B、C)的概念,然后根據(jù)二項(xiàng)式B+CA2=A(公式1)的概念,將電能損耗結(jié)構(gòu)系數(shù)H定義為單位線損率的線損電量對(duì)供電量變化率,即H=[d(A)/dA]/ A%(公式2),其中A代表統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)的供電量;B代表電力網(wǎng)空載損耗;C代表和電力網(wǎng)、運(yùn)行狀況以及元件特性相關(guān)的系數(shù)。經(jīng)過(guò)換算公式1和公式2,得:A%=A/A=B/A+CA=A kz%+CA(公式3)。通過(guò)利用線損率計(jì)算公式,能夠準(zhǔn)確的分析導(dǎo)致線損發(fā)生變化的原因。
2 供電量增長(zhǎng)、功率因數(shù)變化以及過(guò)網(wǎng)電量對(duì)線損的影響分析
2.1 供電量增長(zhǎng)對(duì)線損的影響分析
預(yù)測(cè)負(fù)荷的方法有虛度,主要包括遺傳算法、負(fù)荷密度法、大用戶自然增長(zhǎng)法、部門分析法、電力彈性系數(shù)法、指數(shù)平滑預(yù)報(bào)法、回歸分下發(fā)卡爾曼濾波分析法、間序列法、負(fù)荷密度法等,每種預(yù)測(cè)方法都有各自的特點(diǎn)以及使用范圍,在進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí),應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)的要求選擇合適的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法,例如對(duì)于負(fù)荷可預(yù)見(jiàn)低、超長(zhǎng)發(fā)展等特性的負(fù)荷,通常采用負(fù)荷密度法分析負(fù)荷預(yù)測(cè),負(fù)荷密度法預(yù)測(cè)負(fù)荷的步驟表現(xiàn)為:首先,進(jìn)行實(shí)地負(fù)荷考察,搜集相關(guān)的負(fù)荷信息,統(tǒng)計(jì)用電容量,然后將搜集到的信息進(jìn)行負(fù)荷分類,根據(jù)當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷密度指標(biāo),預(yù)測(cè)負(fù)荷的分布狀況,并統(tǒng)計(jì)分類負(fù)荷好總負(fù)荷,最后預(yù)測(cè)負(fù)荷的大小,根據(jù)二項(xiàng)式:B+CA2=A(公式1),對(duì)公式兩邊進(jìn)行求導(dǎo)獲得:2CA =d(A) /dA(公式4),定義R為線損電量的增長(zhǎng)率,r為供電量的增長(zhǎng)率,根據(jù)增長(zhǎng)率的概念獲得:2CA/(B+CA2)=2r/(1+a)=R(公式5),根據(jù)公式5得知,供電量的增長(zhǎng)和線損電量的增長(zhǎng)成線性比例的關(guān)系,由于α通常大于1,因此2/(α+1)>1,也就是說(shuō),線損電量的增長(zhǎng)和供電量的增長(zhǎng)成正相關(guān),當(dāng)供電量的增長(zhǎng)量逐漸的增加時(shí),線損電量也在逐漸的增加。
2.2 提高功率因數(shù)對(duì)線損的影響分析
由于電網(wǎng)中具有大量的感性負(fù)載,這樣就導(dǎo)致電網(wǎng)的功率因數(shù)相對(duì)較低,在相同功率條件下,功率因數(shù)越低,負(fù)載電流則越大,并且線損成平方比增加,當(dāng)有功功率不變的狀況下,提高電力用戶的功率因數(shù),能夠有效的降低用戶的無(wú)功功率,即通過(guò)提高功率因數(shù)能夠降低電網(wǎng)中輸送無(wú)用功的量,達(dá)到降低線損的效果,當(dāng)將功率因數(shù)cosθ1提高至cosθ2,線損降低的結(jié)果可以用 (1cos2θ1/ cos2θ2) ×100%=ΔP(公式6),當(dāng)功率因數(shù)從0.6提高至0.9時(shí),功率損耗降低率為56%;當(dāng)功率因數(shù)從0.65提高至0.9時(shí),功率損耗降低率為48%;當(dāng)功率因數(shù)從0.7提高至0.9時(shí),功率損耗降低率為40%。根據(jù)供電量,能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出線損電量,然后根據(jù)減少的線損電量,能夠計(jì)算相應(yīng)的線損率,實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)線損的目標(biāo)。
2.3 過(guò)網(wǎng)電量對(duì)線損的影響分析
電網(wǎng)承擔(dān)著向鄰近電網(wǎng)配電以及向電力用戶配電的任務(wù),電網(wǎng)在想鄰近電網(wǎng)以及電力用戶供電的過(guò)程中,存在一定的電能損耗,下面分析過(guò)網(wǎng)電量對(duì)線損的影響,假設(shè)A為供電量,A1為電網(wǎng)售電量,電網(wǎng)線損功率根據(jù):A kz%+CA1=A fz%(1+a)=A%(公式7)進(jìn)行計(jì)算,其中a=A kz%/A fz%代表?yè)p耗結(jié)構(gòu)比;Afz%代表負(fù)載損耗率。當(dāng)存在過(guò)網(wǎng)電量A2時(shí),假設(shè)供電量A和過(guò)網(wǎng)電量的比率為q,由于電壓網(wǎng)絡(luò)的線損系數(shù)的值不變,因此,線損率的公式可以由:A′%=A fz%A/(A+A2)=A kz′%+A fz′%(公式8),通過(guò)計(jì)算能夠預(yù)測(cè)過(guò)網(wǎng)電量對(duì)線損的影響。
3 強(qiáng)化線損分析預(yù)測(cè)的有效措施
3.1 創(chuàng)建完善的線損管理體系
通過(guò)創(chuàng)建完善的線損管理體系,制定明確的線損管理目標(biāo),并且將目標(biāo)進(jìn)行分解,然后分配到不同的單位,由各個(gè)單位的人員進(jìn)行具體的實(shí)施,這樣既能夠保證分配的目標(biāo)具有可行性,又能夠用充分的激發(fā)人員的工作積極性和主動(dòng)性,因此制定線損管理目標(biāo)是線損管理體系的重點(diǎn)內(nèi)容,想要能夠保證線損管理目標(biāo)能夠真正的貫徹落實(shí)到實(shí)處,應(yīng)該不斷的研究歷史數(shù)據(jù),然后通過(guò)分析和計(jì)算,掌握合理的額度以及分解方式,制定相應(yīng)的目標(biāo)。
3.2 提高供電管理的自動(dòng)化水平
隨著電網(wǎng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,各種先進(jìn)的技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在供電管理中。想要提高供電管理中的線損分析預(yù)測(cè),就應(yīng)該實(shí)現(xiàn)供電管理的自動(dòng)化管理,通過(guò)遠(yuǎn)程信息采集系統(tǒng)采集電網(wǎng)的信息,提高計(jì)量的遠(yuǎn)程采集水平,達(dá)到在某一個(gè)時(shí)間段內(nèi)能夠自動(dòng)采集供售電量的所有信息的效果,這樣能夠?yàn)橛?jì)算線損提供可靠而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持,增強(qiáng)對(duì)線損管理的力度。因此,通過(guò)提高供電管理的自動(dòng)化水平,實(shí)現(xiàn)對(duì)所有配電設(shè)備的自動(dòng)化管理,對(duì)強(qiáng)化線損分析預(yù)測(cè)具有十分重要的作用。
3.3 強(qiáng)化營(yíng)業(yè)管理
只有準(zhǔn)確、高效的完成超標(biāo)工作,才能夠保證線損的統(tǒng)計(jì)分析不會(huì)出現(xiàn)大量的偏差,為了能夠有效的降低線損,在傳送電能時(shí)應(yīng)該盡可能的選擇在一條線路上進(jìn)行,然后強(qiáng)化營(yíng)業(yè)管理,定期或者不定期的對(duì)抄表工作人員進(jìn)行培訓(xùn),再?gòu)?qiáng)化內(nèi)部審查和稽查力度,創(chuàng)建完善的信息管理系統(tǒng),保證抄表工作的效率和準(zhǔn)確性,以此保證線損分析的效率和準(zhǔn)確性。
4 結(jié)束語(yǔ)
總而言之,線損分析預(yù)測(cè)在供電管理中發(fā)揮著非常重要的作用,其不僅關(guān)系到供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,還關(guān)系到供電網(wǎng)的穩(wěn)定,因此,應(yīng)該重視線損分析預(yù)測(cè)在供電管理中的應(yīng)用,然后通過(guò)采取相應(yīng)的強(qiáng)化手段,以此不斷的提高線損分析預(yù)測(cè)工作。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞 電力市場(chǎng) 電力系統(tǒng) 穩(wěn)定性 相互影響
一、電力市場(chǎng)穩(wěn)定性分析
(一)電力市場(chǎng)的概念分析
廣義的電力市場(chǎng)是電力生產(chǎn)運(yùn)輸以及使用、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)的總稱,狹義的電力市場(chǎng)是指電力買方和賣方通過(guò)競(jìng)價(jià)等方式,對(duì)電力產(chǎn)品進(jìn)行的一種交易,也可以說(shuō)是指競(jìng)爭(zhēng)性的電力市場(chǎng)。電力產(chǎn)品作為一種特殊的商品形式,在電力市場(chǎng)進(jìn)行交易,也需要遵循一般的經(jīng)濟(jì)規(guī)律,即市場(chǎng)通過(guò)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng),使個(gè)人和企業(yè)、社會(huì)都實(shí)現(xiàn)利益最大化之間的平衡,這也是電力市場(chǎng)穩(wěn)定性分析的意義所在。
(二)電力市場(chǎng)的供給與需求
電力市場(chǎng)的供給與需求與普通的商品有所區(qū)別,電力市場(chǎng)的需求與需求量并不一樣,是通過(guò)電力價(jià)格與購(gòu)買數(shù)量的關(guān)系,來(lái)反應(yīng)用戶在不同的價(jià)格時(shí),愿意購(gòu)買和消費(fèi)的電量。在傳統(tǒng)的電力運(yùn)營(yíng)時(shí)期,電價(jià)的制訂和監(jiān)管通過(guò)政府部門來(lái)執(zhí)行,將綜合成本分?jǐn)偨o各個(gè)用戶。在引入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制后,電力市場(chǎng)的需求有了一定的彈性,這彈性主要體現(xiàn)在價(jià)格上,那么需求彈性就是需求量與價(jià)格分別變化的比例,需求彈性越小,說(shuō)明價(jià)格對(duì)需求量的影響越小。電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)最終導(dǎo)致需求與供給之間達(dá)成平衡,其主導(dǎo)因素是需求,但是生產(chǎn)費(fèi)用如設(shè)備投資、人工等生產(chǎn)能力也對(duì)市場(chǎng)價(jià)格產(chǎn)生一定的影響,長(zhǎng)期均衡合理的電價(jià)是引導(dǎo)電力市場(chǎng)資源優(yōu)化配置的保障。
(三)電力市場(chǎng)穩(wěn)定性分析
電力市場(chǎng)的穩(wěn)定,絕不能違背市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的客觀規(guī)律,由于電力系統(tǒng)的物理穩(wěn)定性以及技術(shù)特性等特點(diǎn),使得其市場(chǎng)行為與一般的商品有很大不同。例如,一般商品按最低報(bào)價(jià),而電力產(chǎn)品卻采用邊際報(bào)價(jià),這也說(shuō)明電力市場(chǎng)穩(wěn)定性的研究不能簡(jiǎn)單套用一般商品的理論。電力市場(chǎng)中,電能作為商品,它的生產(chǎn)和消耗在實(shí)際意義上的存儲(chǔ)環(huán)節(jié)并不存在,無(wú)論是電廠、電網(wǎng)還是用戶,都無(wú)法以電的形式,直接地規(guī)?;剡M(jìn)行儲(chǔ)存。因此,發(fā)電與用電總功率需要保持平衡,如果達(dá)不到平衡,就會(huì)影響電力市場(chǎng)的穩(wěn)定。電力市場(chǎng)的交易方式有長(zhǎng)期合約、期貨交易、現(xiàn)貨交易等,恰當(dāng)?shù)慕灰滓?guī)則對(duì)電力市場(chǎng)的穩(wěn)定性意義重大。
二、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
(一)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念
電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,從概念上來(lái)講,是指當(dāng)電力系統(tǒng)受到一些因素的干擾后,能夠靠系統(tǒng)本身的控制設(shè)備,來(lái)恢復(fù)穩(wěn)定的運(yùn)行方式的能力。需要注意的是,電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,需要同時(shí)滿足三個(gè)條件:一是系統(tǒng)同步運(yùn)行的穩(wěn)定性。二是系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定性。三是系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性。只有在電力系統(tǒng)保持穩(wěn)定的前提下,才能完成系統(tǒng)向各種負(fù)荷提供電能的要求,因此說(shuō),電力系統(tǒng)的穩(wěn)定是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本條件。
(二)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定
電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定,指一類功角的穩(wěn)定,但是不同的國(guó)家和地區(qū)對(duì)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的含義有不同的解讀。例如,北美地區(qū)認(rèn)為動(dòng)態(tài)穩(wěn)定是考慮發(fā)電機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng),特別是勵(lì)磁控制系統(tǒng)的小擾動(dòng)穩(wěn)定。電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定,是指大擾動(dòng)功角穩(wěn)定,它的失穩(wěn)通常是因?yàn)槿狈ψ銐虻耐搅?,從而產(chǎn)生非振蕩失穩(wěn)現(xiàn)象,從時(shí)間來(lái)看,失穩(wěn)發(fā)生在擾動(dòng)后的三到五秒,如果是大型電力系統(tǒng)并且有明顯的區(qū)間振蕩模式,時(shí)間也會(huì)延長(zhǎng)到發(fā)生擾動(dòng)后的十到二十秒。
(三)電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定
電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定,是指初始運(yùn)行條件下,系統(tǒng)受到干擾后所能維持所有節(jié)點(diǎn)電壓值的能力,這種能力往往取決于電力系統(tǒng)維持負(fù)荷供給和負(fù)荷需求之間平衡關(guān)系的能力。電力系統(tǒng)電壓不穩(wěn)就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部分節(jié)點(diǎn)的電壓逐漸上升或者下降,由此系統(tǒng)發(fā)電機(jī)和其他設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中失去原有的同步運(yùn)轉(zhuǎn)。電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定,是指系統(tǒng)電量和負(fù)荷出現(xiàn)非常明顯的不平衡現(xiàn)象時(shí),系統(tǒng)維持頻率穩(wěn)定的能力。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重?cái)_動(dòng)后,電力系統(tǒng)的電壓、頻率、潮流等都會(huì)發(fā)生很大幅度的變化,穩(wěn)定研究的目的就是確定在最小負(fù)荷損失的前提下,達(dá)到系統(tǒng)區(qū)域的平衡狀態(tài)。
三、電力市場(chǎng)穩(wěn)定性與電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的相互影響
(一)電力市場(chǎng)特有的輔助服務(wù)市場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響
輔助服務(wù),是指發(fā)電企業(yè)為了保證電力系統(tǒng)的安全可靠性和運(yùn)行能力,而采取的一種措施,包括自動(dòng)發(fā)電控制設(shè)備、旋轉(zhuǎn)設(shè)備、非旋轉(zhuǎn)設(shè)備、替代設(shè)備,無(wú)功及電壓支持設(shè)備、恢復(fù)控制及黑啟動(dòng)程序等。這些電力供應(yīng)設(shè)備的投資,對(duì)維持電力市場(chǎng)和電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定,具有非常重要的作用。電力工業(yè)技術(shù)的運(yùn)用,將一部分負(fù)荷引導(dǎo)到負(fù)荷低谷時(shí)段,實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)分時(shí)電價(jià)的實(shí)施。電商通過(guò)售電利潤(rùn)資本的逐漸積累,又可以研發(fā)和改造電力工業(yè)技術(shù),從而降低發(fā)電成本。
(二)電力市場(chǎng)穩(wěn)定性與電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是相互制約的
電力市場(chǎng)以電力系統(tǒng)為基礎(chǔ),電力系統(tǒng)以電力市場(chǎng)為模式,二者的穩(wěn)定性之間的關(guān)系是相互制約的關(guān)系,任何一方的穩(wěn)定性出現(xiàn)問(wèn)題,都會(huì)引起另一方穩(wěn)定性的變化,甚至危及國(guó)家和社會(huì)的穩(wěn)定。具體表現(xiàn)為:第一,電網(wǎng)輸電容量,受到電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,但是不會(huì)影響輸電價(jià)格,由于電網(wǎng)技術(shù)形成的市場(chǎng)壁壘影響到可用發(fā)電容量,從而影響到電力市場(chǎng)的穩(wěn)定。第二,電力市場(chǎng)的穩(wěn)定性,會(huì)直接影響參與市場(chǎng)交易各方的利益,從而影響電力系統(tǒng)的發(fā)展和創(chuàng)新。第三,發(fā)電設(shè)備和電網(wǎng)設(shè)備,由不同的電力市場(chǎng)參與方投資,存在進(jìn)度不協(xié)調(diào)等問(wèn)題。電網(wǎng)建設(shè)與電廠設(shè)備設(shè)施建設(shè),周期都較長(zhǎng),長(zhǎng)時(shí)間滯后的建設(shè)過(guò)程,與電網(wǎng)運(yùn)行和用電市場(chǎng)快速變化形成干擾,當(dāng)電力市場(chǎng)出現(xiàn)不安全不穩(wěn)定,就會(huì)影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
(張勇單位為內(nèi)蒙古華伊卓資熱電有限公司;王圓媛單位為內(nèi)蒙古超高壓供電局)
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關(guān)鍵詞:ETAP;電力系統(tǒng);潮流分析;仿真實(shí)驗(yàn)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)26-0128-02
電力系統(tǒng)運(yùn)行概念比較抽象,而且難以采用實(shí)物操作或演示,學(xué)生理解起來(lái)存在很大難度。通過(guò)形象的圖形界面直觀反映電力系統(tǒng),可以加深學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行原理和過(guò)程的理解,因此利用可視化的仿真軟件作為輔助教學(xué)工具,加深學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)概念的理解很有必要。ETAP是一款能夠滿足教學(xué)和企業(yè)使用的圖形界面友好、建模直觀、運(yùn)行方式多樣并且功能強(qiáng)大的電力和電氣系統(tǒng)分析軟件。
一、ETAP簡(jiǎn)介
ETAP(Electrical Transient Analysis Program)是由美國(guó)OTI公司(Operation Technology Inc)開(kāi)發(fā)的面向企業(yè)應(yīng)用的軟件,主要用于電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模擬、運(yùn)行、監(jiān)測(cè)、控制、優(yōu)化和自動(dòng)化,能夠?yàn)槠髽I(yè)提供智能電力監(jiān)測(cè)、能量管理、系統(tǒng)優(yōu)化和自動(dòng)化、實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)等應(yīng)用方案。其采用單線圖等可視化技術(shù),模擬電力系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài),直觀地闡述了電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本概念。其智能交互式圖形用戶界面給使用帶來(lái)極大方便,元件選擇及運(yùn)行方式等設(shè)置豐富全面,可以滿足各種情況下的電力系統(tǒng)分析的需求。ETAP除了基本的運(yùn)行分析之外,還包含很多功能,使其成為一款出色的商用電力系統(tǒng)分析軟件,ETAP的電力系統(tǒng)基本功能包括潮流分析、短路分析、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析、繼電保護(hù)配合、諧波分析、接地網(wǎng)系統(tǒng)等[1]。計(jì)算結(jié)束后ETAP不但能夠在圖中直觀地顯示出一些基本數(shù)據(jù),還能形成多份不同種類的詳細(xì)數(shù)據(jù)報(bào)告。
二、應(yīng)用ETAP建模和演示潮流分析
電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ),課堂教學(xué)中往往注重解析算法的推導(dǎo)或計(jì)算機(jī)算法原理的講解,而忽視了潮流分析的實(shí)際應(yīng)用。潮流分析的目的主要有:在電力系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)中選擇系統(tǒng)接線方式、選擇電氣設(shè)備及導(dǎo)線截面、確定電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定性等[2-4]。使用ETAP軟件可以方便地實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用,使學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)研究的問(wèn)題和方法有整體了解,而不會(huì)淹沒(méi)在各種計(jì)算中把握不到電力系統(tǒng)分析和應(yīng)用的方向。
1.電力系統(tǒng)原型及其建模。ETAP提供了便捷的圖形化使用界面用于建立單線圖,可以添加、刪除、移動(dòng)、連接、縮放、設(shè)置參數(shù)等。將各元件模塊選出來(lái)、連接并設(shè)置好參數(shù),就可以建立基于ETAP的電力系統(tǒng)仿真模型。
本文采用輻射型網(wǎng)絡(luò)主接線系統(tǒng)為原型建模,建好的模型如圖1所示,發(fā)電機(jī)G1為平衡節(jié)點(diǎn),額定電壓為18kV,電壓相角為0,變壓器B1的額定容量為360MVA,變比為18/121,Uk%=14.3,X/R=2.238;變壓器T2、T3的額定容量為15MVA,變比為110/11,Uk%=10.5,X/R=0.123;線路L1、L2長(zhǎng)度為80km,電阻為0.21Ω/km,電抗為0.4160Ω/km,電納為2.74×10e-6S/km;負(fù)荷F1:20+j15MVA,負(fù)荷F2:28+j10MVA。
發(fā)電機(jī)G1的運(yùn)行模式選擇平衡節(jié)點(diǎn),設(shè)置的有功和無(wú)功數(shù)值只是迭代時(shí)的初值。母線標(biāo)稱電壓標(biāo)示在圖中。負(fù)荷F1、F2類型選擇恒容量。
2.潮流分析。ETAP潮流分析模塊計(jì)算電力系統(tǒng)中的母線電壓、支路功率、電流和功率等,用戶能夠選擇不同的計(jì)算方法來(lái)提高運(yùn)行效率,如牛頓-拉夫遜法、快速解耦法。潮流計(jì)算結(jié)果可以在圖中直觀地顯示出來(lái),也可以查看結(jié)果輸出報(bào)告。
在潮流分析運(yùn)行模式下,點(diǎn)擊運(yùn)行,其結(jié)果如圖2所示,其中紅色數(shù)據(jù)是運(yùn)行計(jì)算的結(jié)果,黑色箭頭表示功率流向,圖中顯示了計(jì)算所得的各支路的有功功率、無(wú)功功率和母線電壓。通過(guò)潮流結(jié)果分析器可以查看潮流分析的詳細(xì)結(jié)果報(bào)告,在分析報(bào)告里可以選擇查看通用信息、母線結(jié)果、支路結(jié)果、負(fù)荷、電源這五種報(bào)告類型,每個(gè)類型里面可以選擇所需顯示的潮流結(jié)果。圖3是支路結(jié)果報(bào)告,顯示了各支路的有功和無(wú)功潮流、電壓降、有功和無(wú)功損耗。
ETAP有詳盡的越線報(bào)警功能,當(dāng)有母線過(guò)壓、負(fù)荷或電纜等過(guò)負(fù)荷時(shí),ETAP潮流分析出現(xiàn)報(bào)警提示,根據(jù)此提示,更改電力系統(tǒng)元件或接線方式使系統(tǒng)運(yùn)行正常,該功能為電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了方便。學(xué)生也可以通過(guò)更改參數(shù)設(shè)置或增減元件等方法觀察比較仿真結(jié)果,進(jìn)一步研究有功功率和無(wú)功功率的分布特點(diǎn)。
三、在教學(xué)實(shí)踐中引入ETAP
《電力工程基礎(chǔ)》及《電力系統(tǒng)分析》對(duì)初學(xué)者而言是一門比較抽象的課程,其知識(shí)點(diǎn)多,各種計(jì)算比較復(fù)雜,課堂分章節(jié)講授,更多拘泥于概念的認(rèn)知和計(jì)算過(guò)程的強(qiáng)調(diào),使得學(xué)生將大量時(shí)間花在公式的記憶上,難以對(duì)電力系統(tǒng)從整體上把握和全面理解,導(dǎo)致知識(shí)割裂,很多概念無(wú)法真正理解,不能與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)。不但挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,而且學(xué)習(xí)起來(lái)也十分困難。電力系統(tǒng)作業(yè)計(jì)算過(guò)程復(fù)雜,也難以在作業(yè)題中體現(xiàn)想要實(shí)現(xiàn)的目的。引入ETAP仿真,通過(guò)元件參數(shù)的設(shè)計(jì)及其自身提供的幫助文件中的解釋,學(xué)生聯(lián)系理論知識(shí),可以直觀地鞏固電力系統(tǒng)中的一些基本概念,把各章節(jié)的知識(shí)連貫起來(lái)理解。ETAP以可視化的方式建立模型,直觀地反映要分析的問(wèn)題,計(jì)算部分都由內(nèi)部程序完成,使得授課的重心更多地放在模型建立和結(jié)果分析上。
ETAP雖然能解決不少問(wèn)題,但它只是一個(gè)工具,在教學(xué)生使用前應(yīng)該要求學(xué)生掌握好電力工程基礎(chǔ)知識(shí)和電力系統(tǒng)分析計(jì)算理論,這樣實(shí)驗(yàn)課才能順利進(jìn)行。用ETAP軟件做電力系統(tǒng)模型分析有相當(dāng)大一部分工作是建立系統(tǒng)模型,模型的質(zhì)量直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)分析的成敗。為了保證模型的正確性,建模前要先弄清楚各元件的數(shù)學(xué)模型并了解軟件中元件參數(shù)代表的含義[5]。
ETAP軟件是一款商業(yè)軟件,與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)教學(xué)專用軟件MATLAB電力系統(tǒng)仿真模塊集(SinPower Systems Blockset,PSB)相比,具有更多的分析應(yīng)用程序功能供用戶選擇,其元件的參數(shù)設(shè)置和系統(tǒng)控制方式也較為豐富,一方面它可以更好地解決實(shí)際電力及電氣的問(wèn)題,另一方面這對(duì)于學(xué)生掌握該軟件的使用造成一定的難度??紤]到目前學(xué)生在本科階段學(xué)習(xí)側(cè)重于理論,使用的軟件大多也偏向于教學(xué)應(yīng)用類,遠(yuǎn)不能滿足培養(yǎng)工科應(yīng)用型人才的需求,要培養(yǎng)與國(guó)際接軌的工程類專業(yè)人才,有必要了解和學(xué)習(xí)使用復(fù)雜一些的商用軟件。通常課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)置以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為多,通過(guò)校企合作,學(xué)校為學(xué)生提供了功能強(qiáng)大的ETAP軟件作為實(shí)踐學(xué)習(xí)的工具,如果充分利用好該軟件,有利于激發(fā)教師和學(xué)生的興趣,還為學(xué)生進(jìn)一步探索更廣泛的電力系統(tǒng)的知識(shí)及其應(yīng)用提供了平臺(tái)。
四、結(jié)束語(yǔ)
電力系統(tǒng)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,系統(tǒng)規(guī)模龐大,算法復(fù)雜,很多概念和運(yùn)行方式需要在大系統(tǒng)中模擬才能更透徹地理解。ETAP基于直觀的圖形顯示和封裝的計(jì)算運(yùn)行,可以幫助學(xué)生理解電力系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)概念,加深對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的認(rèn)識(shí),同時(shí)由于其功能強(qiáng)大,可以便于學(xué)生進(jìn)一步探索研究相關(guān)問(wèn)題。
參考文獻(xiàn):
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[2]唐志平.供配電技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2013.
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關(guān)鍵詞: 降低成本、擴(kuò)大市場(chǎng)、優(yōu)質(zhì)服務(wù)
近幾年我國(guó)的電力得到了快速的發(fā)展,電力制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸得到了緩解。但這種緩解是低水平的,并隨著緩解出現(xiàn)了一些新的情況,概括為:
一、供求矛盾依然存在
1、電量供需雖基本平衡,但矛盾依然存在。按傳統(tǒng)的負(fù)荷率來(lái)計(jì)算,電量滿足;現(xiàn)狀是峰谷差加大,負(fù)荷率下降,出現(xiàn)高峰時(shí)限電,低谷時(shí)停機(jī)。
2、電網(wǎng)調(diào)峰手段不足,運(yùn)行環(huán)境困難加大,造成啟停機(jī)多,致使電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益下降。
3、電網(wǎng)發(fā)展滯后,特別是城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)和配網(wǎng)。有電送不出,有電用不上的現(xiàn)象制約了當(dāng)前電力市場(chǎng)的擴(kuò)大。
4、合理的電價(jià)形成機(jī)制沒(méi)有建立起來(lái)。達(dá)到同網(wǎng)同質(zhì)同價(jià)還是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。
二、管理和服務(wù)滯后
1、服務(wù)思想認(rèn)識(shí)不足,服務(wù)觀念滯后。沒(méi)有真正樹(shù)立顧客至上、以顧客需求為導(dǎo)向的服務(wù)思想。對(duì)服務(wù)營(yíng)銷缺少長(zhǎng)遠(yuǎn)的認(rèn)識(shí),觀念比較陳舊、落后。
2、服務(wù)運(yùn)行機(jī)制不健全,管理不規(guī)范。具體表現(xiàn)為:管理體制僵化,沒(méi)有靈活多變的營(yíng)銷技巧;管理方法陳舊,沒(méi)有真正把電力銷售從思想上推向市場(chǎng);管理手段落后,缺乏強(qiáng)有力的規(guī)章制度。
3、服務(wù)承諾及優(yōu)質(zhì)服務(wù)的宣傳不夠,客戶心目中的傳統(tǒng)電力企業(yè)形象并未從根本上改變。從廣大農(nóng)電市場(chǎng)來(lái)看,絕大多數(shù)客戶對(duì)傳統(tǒng)電老大作風(fēng)留下的印象還未從根本上消除。
4、服務(wù)人員素質(zhì)較低。缺少相應(yīng)的職業(yè)道德,工作的主動(dòng)性差;技術(shù)、業(yè)務(wù)水平相對(duì)滯后,許多服務(wù)中的技術(shù)難題不能得到及時(shí)解決。
三、開(kāi)拓電力市場(chǎng)的建議
1、滿足市場(chǎng)的需求
目前電網(wǎng)運(yùn)行峰谷差加大,高峰限電低谷停機(jī)的問(wèn)題比較突出。表現(xiàn)是負(fù)荷增長(zhǎng)不平衡,實(shí)質(zhì)是受多年的電力短缺影響,拉閘限電造成的表面高負(fù)荷率,在有緩解時(shí)馬上就不適應(yīng)了。這個(gè)問(wèn)題必須從電網(wǎng)和客戶兩方面進(jìn)行解決。
① 從目前電網(wǎng)看:通過(guò)城網(wǎng)與農(nóng)網(wǎng)的改造,縮小供電半徑,電壓質(zhì)量相對(duì)提高;保證電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;加強(qiáng)客戶的需求側(cè)管理,搞好負(fù)荷預(yù)測(cè)與分析,合理安排設(shè)備檢修和備用。
② 對(duì)客戶努力提高負(fù)荷率:合理安排可調(diào)峰客戶的用電時(shí)間和班次;大力推廣客戶負(fù)荷自動(dòng)控制技術(shù),對(duì)可間斷進(jìn)行供電的客戶及負(fù)荷進(jìn)行高峰段分區(qū)域短時(shí)限電。
2、積極開(kāi)拓新的市場(chǎng),提高競(jìng)爭(zhēng)力
做為供電企業(yè),不僅能滿足客戶主動(dòng)要求用電,而且要千方百計(jì)鼓勵(lì)和支持客戶用電,這就要求我們供電企業(yè)必須在主觀上把自己擺正位置,更新觀念,以自身去適應(yīng)客戶。
① 與其它能源的競(jìng)爭(zhēng):目前,許多農(nóng)村澆地、城鎮(zhèn)供暖、供熱、供氣,還停留在柴油、燃煤與天然氣、液化氣上,這并不是說(shuō)用不上電,而是電價(jià)偏高,普通老百姓用不起或供電不正常影響所致,這就需要我們進(jìn)一步優(yōu)化供電結(jié)構(gòu),降低損耗,降低電價(jià),提高供電可靠率。
② 與自身管理模式的競(jìng)爭(zhēng):隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷深入,電力營(yíng)銷已不是什么新生事物。但是由于電力行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)形成的壟斷性經(jīng)營(yíng),使得我們的電力營(yíng)銷隊(duì)伍在一定程度上尚缺乏營(yíng)銷的概念,他們的日常工作只是收費(fèi)、線損與電價(jià)管理,還沒(méi)有真正轉(zhuǎn)軌到以市場(chǎng)為導(dǎo)向的營(yíng)銷管理。需要建立和完善一套規(guī)范的營(yíng)銷聯(lián)動(dòng)體系,建立互動(dòng)便捷的客戶關(guān)系信息網(wǎng)絡(luò)。
③ 提升服務(wù)水平:應(yīng)不斷提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平,努力提高業(yè)務(wù)素質(zhì),提高為客戶服務(wù)的綜合能力。以“客戶就是上帝”的服務(wù)理念,急客戶所急,想客戶所想,與客戶建立起穩(wěn)定、融洽的關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)互惠互利,使電力企業(yè)自身得到不斷發(fā)展壯大。
④ 大力發(fā)展農(nóng)村市場(chǎng)。農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,是新的電力增長(zhǎng)點(diǎn)。積極有效地發(fā)展農(nóng)電,建好農(nóng)網(wǎng),是今后農(nóng)電工作的重點(diǎn)。
[關(guān)鍵詞]供電基本要求 系統(tǒng)分類 安全用電常識(shí)
中圖分類號(hào):F842 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)19-0056-01
1 礦井供電系統(tǒng)的分類和等級(jí)劃分
1.1 供電系統(tǒng)的分類 在滿足電力用戶對(duì)供電可靠性要求的同時(shí),又照顧供電的經(jīng)濟(jì)性,這是合理的供電原則之一。無(wú)論在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中還是煤礦企業(yè)中,不同的用電戶對(duì)供電的可靠性要求不完全相同,因此通常將它們分為三類:一類負(fù)荷、二類負(fù)荷、三類負(fù)荷。
一類負(fù)荷:凡因突然中斷供電會(huì)導(dǎo)致人身傷亡事故,或損壞重要設(shè)備且難以修復(fù),或給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)很大損失者,均屬于這一類。顯然煤礦屬于一類負(fù)荷。煤礦中的通風(fēng)、排水、升降人員、抽放瓦斯、醫(yī)院等也都屬于一類負(fù)荷,又稱保安負(fù)荷。因此是煤礦中最重要的用戶,要求供電絕對(duì)可靠。為此,對(duì)這類用戶的供電,必須設(shè)有備用電源和備用供電線路。
二類負(fù)荷:凡因突然中斷供電會(huì)造成大量減產(chǎn)者。如煤礦中專門用于提升煤和物料的提升設(shè)備、壓風(fēng)機(jī)、井底車場(chǎng)、采區(qū)變電所等。
三類負(fù)荷:凡因突然中斷供電對(duì)生產(chǎn)沒(méi)有直接影響者。
1.2 供電電壓等級(jí)的劃分 目前,煤礦井下采用交流電電壓等級(jí)有:6000V、1140V、660V、380V、127V、36V。
6000V―為礦區(qū)內(nèi)高壓配電電壓或動(dòng)力電壓。
660V―為井下低壓配電電壓或動(dòng)力電壓。
1140V―為采煤機(jī)的專用電壓。
127V―為井下照明、手持式電鉆的電壓。
36V―為控制電壓,也叫安全電壓。
直流電壓有:250V或550V為井下架線電機(jī)車的電壓。
2 井下電氣設(shè)備的三大保護(hù)
2.1 過(guò)電流保護(hù) 過(guò)電流簡(jiǎn)稱過(guò)流。凡是流過(guò)電氣設(shè)備和電纜的電流超過(guò)了它們的額定電流。
電氣設(shè)備和電纜出現(xiàn)過(guò)流后,一般會(huì)引起它們過(guò)流,嚴(yán)重時(shí)會(huì)將它燒毀,甚至引起電火災(zāi)和井下瓦斯、煤塵的爆炸。由此可見(jiàn),電氣設(shè)備和電纜的過(guò)流是一種不正常狀態(tài)。井下常見(jiàn)的過(guò)流故障為短路、過(guò)負(fù)荷、斷相三種。
2.1.1 短路 短路是指電流不經(jīng)過(guò)負(fù)載,而是經(jīng)過(guò)電阻很小的導(dǎo)體直接形成回路,其特點(diǎn)是電流很大,可達(dá)到額定電流的幾倍、十幾倍、幾十倍,甚至更大。因?yàn)殡娏骱艽?,發(fā)熱劇烈,如不及時(shí)切除,不僅會(huì)迅速燒毀電氣設(shè)備和電纜,甚至引起絕緣油和電纜著火釀成火災(zāi),還會(huì)引起瓦斯、煤塵爆炸。
2.1.2 過(guò)負(fù)荷(過(guò)載) 過(guò)負(fù)荷不僅是指它們的電流超過(guò)了額定數(shù)值,而且過(guò)電流的延續(xù)時(shí)間也超過(guò)了允許的時(shí)間。
電氣設(shè)備和電纜過(guò)流后,絕緣繞組和絕緣導(dǎo)體的電流密度增加,發(fā)熱加劇。如果過(guò)流的延續(xù)時(shí)間很短,不超過(guò)允許的時(shí)間,電氣設(shè)備和電纜的溫度不會(huì)超過(guò)它們所用絕緣材料的最高允許溫度,因而不會(huì)被燒毀,允許繼續(xù)運(yùn)行,這種情況稱為允許的過(guò)載。但是,如果延續(xù)時(shí)間超過(guò)了允許的時(shí)間,電氣設(shè)備和電纜的溫度將升高到足以損壞它們的絕緣,如不及時(shí)切斷電源,將會(huì)發(fā)展成漏電和短路故障,因此也要加以預(yù)防和保護(hù)。
引起電纜和電氣設(shè)備過(guò)負(fù)荷的原因,主要有兩個(gè)方面:一是電氣設(shè)備和電纜的容量選擇過(guò)小。另一個(gè)是對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的錯(cuò)誤操作,此外,電機(jī)的端電壓過(guò)低或電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí),將長(zhǎng)期通過(guò)電機(jī)的啟動(dòng)電流,因而是最嚴(yán)重的過(guò)負(fù)荷。
2.2 漏電保護(hù) 電網(wǎng)的漏電又分為集中性和分散性漏電。集中性漏電是指在變壓器中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)中,由于某處(或某點(diǎn))的絕緣損傷而發(fā)生的漏電。分散性漏電則是由于整個(gè)電網(wǎng)或整條線路的絕緣水平降低,而沿整條線路或整個(gè)電網(wǎng)發(fā)生的漏電。
漏電的危害:①增加人身觸電的危險(xiǎn);②增加引起瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn);③可能造成電雷管先期爆炸事故;④可能引起電火災(zāi);
漏電保護(hù)的類型有漏電閉鎖和漏電跳閘兩種。
所謂漏電閉鎖,是指在開(kāi)關(guān)合閘之前對(duì)電網(wǎng)的絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè),如果電網(wǎng)的對(duì)地絕緣電阻值低于規(guī)定的漏電閉鎖動(dòng)作電阻值,則使開(kāi)關(guān)不能合閘,起閉鎖作用。其多裝在用于直接控制和保護(hù)電機(jī)的磁力起動(dòng)器上。漏電跳閘保護(hù)通常是由檢漏保護(hù)裝置配合自動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.3 保護(hù)接地 保護(hù)接地就是把電氣設(shè)備的金屬外殼和框架,用導(dǎo)線與埋在地下的接地極連接起來(lái)的一種保護(hù)措施。轉(zhuǎn)貼于 233網(wǎng)校論文中心 http://
2.3.1 保護(hù)接地的作用:主要起著分流的作用,可以減少通過(guò)人體的電流和產(chǎn)生電火花的能量,從而避免人身觸電事故和瓦斯、煤塵爆炸事故的發(fā)生。
2.3.2 保護(hù)接地網(wǎng) 從保護(hù)接地的原理可以得知,保護(hù)接地裝置的保護(hù)作用是否可靠,關(guān)鍵在于是否能將它的電阻值降低到規(guī)定的范圍以內(nèi)。我們通常把單個(gè)電氣設(shè)備的接地極稱為局部接地極。在安裝時(shí)也要采取一些措施來(lái)降低接地極的電阻。但仍往往降低不到需要的數(shù)值,使它滿足規(guī)定的要求。因此為可靠地預(yù)防人身觸電和瓦斯、煤塵爆炸事故的發(fā)生,對(duì)井下電氣設(shè)備要求建立保護(hù)接地網(wǎng)。
2.3.3接地保護(hù)研究
電氣接地本身是一個(gè)大概念,按其作用分為電氣功能性接地和電氣保護(hù)性接地兩大類。電氣功能性接地是保證系統(tǒng)能夠成立.設(shè)備能夠正常運(yùn)行所必須的,例如變壓器中性點(diǎn)接地.電子設(shè)備專用工作接地等。電氣保護(hù)性接地是保證系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行安全及保證相關(guān)人員與財(cái)產(chǎn)安全,如防雷接地.用電設(shè)備正常不帶電金屬部分接地.架空線N線重復(fù)接地等。在保護(hù)性接地概念中,用電設(shè)備可以分為接零和接地兩種保護(hù)性接地形式。有些現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)于接地(接零)和輔助等電位聯(lián)結(jié)的概念容易混淆,其實(shí)兩者并不是一個(gè)概念。
保護(hù)接地(接零)的范圍是:①變壓器.電動(dòng)機(jī)及電器;②電力設(shè)備的傳動(dòng)裝置;③室內(nèi).室外配電裝置的金屬構(gòu)架.鋼筋混凝土構(gòu)架的鋼筋及靠近帶電部分的金屬圍欄等;④配電裝置與控制裝置的框架;⑤電纜的金屬外皮及電纜接線盒.終端盒;⑥電力線路的金屬保護(hù)管.各種金屬接線盒(如開(kāi)關(guān).插座等金屬接線盒).敷線的鋼索及起重運(yùn)輸設(shè)備的軌道;⑦在非瀝青地面場(chǎng)所的小接地短路電流系統(tǒng)架空電力線路的金屬桿塔;⑧安裝在電力線路桿塔上的開(kāi)關(guān).電容器等電力設(shè)備及其支架等。
3、結(jié)束語(yǔ)
煤礦井下是一個(gè)特殊的工作環(huán)境,有易燃、易爆可燃性氣體和腐蝕性氣體,潮濕、淋水、礦塵大、電網(wǎng)電壓波動(dòng)大、空間狹小、機(jī)電設(shè)備啟動(dòng)頻繁等,因此,對(duì)煤礦進(jìn)行可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、合理的供電,對(duì)提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益和保證安全生產(chǎn)方面有著十分重要的意義。作者簡(jiǎn)介:石金森,男,39歲,大專學(xué)歷礦山機(jī)電專業(yè),現(xiàn)在龍煤集團(tuán)鶴崗分公司益新煤礦機(jī)電科任主任工程師,主要從事礦井高壓供電及井下采掘區(qū)低壓供電方面的技術(shù)管理工作,工作期間主要參與了新一變電所搬遷期間益新礦高壓供電線路調(diào)整改造工程,新副井高、低壓配電室安裝工程,益新礦北部配電所低壓配電室的安裝工程,益新礦C擴(kuò)主扇熱風(fēng)爐供電系統(tǒng)改造工程,中部廣場(chǎng)輔助電纜橋架設(shè)計(jì)安裝等工程,通過(guò)各項(xiàng)工作的開(kāi)展,在礦井安全、高效供電方面積累一定的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 張學(xué)成,工礦企業(yè)供電,2005(2).
關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng) AMI平臺(tái) 電力負(fù)荷 預(yù)測(cè)分類
Abstract: the smart grid is the development direction of future power grid to self-healing, security, power generation resources compatible, electric power user interaction, electric power market coordination, resources optimization efficiency, power quality quality, information system integration as the main characteristics of the realization of the intelligent power grid, cannot leave the precise load forecasting technology support. The development of the electric power industry on the one hand it directly restricts the national economic and social development, and the right power load forecasting that the development of the national economy can provide enough power, and to the development of the electric power system itself to provide help, especially for electric power system for planning, accurate load forecasting the whole planning is the basis and premise of work. This article on the intelligence under the environment of network based on AMI platform power load forecasting classification research at the same time, increase the reliability of the predicted results.
Keywords: smart grid AMI platform power load forecasting classification
中圖分類號(hào): U665.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
對(duì)于智能電網(wǎng)中,AMI的主要作用是提供一個(gè)智能平臺(tái),通過(guò)這個(gè)平臺(tái)精確掌握負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的特性,主要方法是使用小波聚類算法來(lái)進(jìn)行負(fù)荷分類。這樣做的目的是因?yàn)閷?duì)于工業(yè)用電、農(nóng)業(yè)用電以及普通民用電來(lái)講,其電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果是不同的,對(duì)電力負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類和分別預(yù)測(cè),則會(huì)大大增強(qiáng)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。這種方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于暢通負(fù)荷預(yù)測(cè)智能掌握整體負(fù)荷預(yù)測(cè),而不能考慮實(shí)際不同用電對(duì)負(fù)荷的不同需求。
1 智能電網(wǎng)及電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)概述
近年來(lái),歐美等國(guó)家相繼展開(kāi)了建設(shè)具有靈活、清潔、安全、經(jīng)濟(jì)、友好等性能的智能電網(wǎng)的研究,并將智能電網(wǎng)作為未來(lái)電網(wǎng)的研究方向。中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司也提出了智能電網(wǎng)計(jì)劃(Smart grid plan; Intelligent electrical network Plan),其內(nèi)容有:以堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)以堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ),以通信信息平臺(tái)為支撐,以智能控制為手段,包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié),覆蓋所有電壓等級(jí),實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合,是堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開(kāi)放、友好互動(dòng)的現(xiàn)代電網(wǎng)[1]。
智能電網(wǎng)主要由四部分構(gòu)成:高級(jí)計(jì)量構(gòu)架(AMI),高級(jí)配電運(yùn)行(ADO),高級(jí)輸電運(yùn)行(ATO),高級(jí)資產(chǎn)管理(AAM)。技術(shù)上智能電網(wǎng)是通過(guò)以上四部分之間的密切配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的[2,3]。AMI是為了智能電網(wǎng)建立可靠的通信和IT的基礎(chǔ)設(shè)施。風(fēng)能、光伏等可再生能源接入智能電網(wǎng),加劇了系統(tǒng)的隨機(jī)特性,對(duì)傳統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)提出了更高的要求,同時(shí)信息系統(tǒng)的集成也為負(fù)荷預(yù)測(cè)提供了更廣泛全面的數(shù)據(jù)支持,為新一代負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)提供了實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)。
電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)是指:在考慮一些重要的系統(tǒng)運(yùn)行特性、增容決策和自然條件下,利用一套系統(tǒng)的處理過(guò)去和未來(lái)負(fù)荷的方法,在一定精度意義下,決定未來(lái)某些特定時(shí)刻的負(fù)荷值。電力負(fù)荷預(yù)測(cè)作為電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)之一,是實(shí)時(shí)控制、運(yùn)行計(jì)劃和發(fā)展規(guī)劃的重要前提和依據(jù),其預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性對(duì)投資、網(wǎng)絡(luò)布局和運(yùn)行的合理性更是有著重要影響?,F(xiàn)如今,各個(gè)企業(yè)在衡量電力企業(yè)的管理現(xiàn)代化的水平的時(shí)候,已將電力負(fù)荷預(yù)測(cè)工作的水平作為主要標(biāo)志之一。電力負(fù)荷自身所具有的“大周期套小周期”的特殊的周期性為負(fù)荷預(yù)測(cè)提供了依據(jù),所以如何利用好電力負(fù)荷的周期性變化規(guī)律成為提高負(fù)荷預(yù)測(cè)精度的核心問(wèn)題之一[4]。
2智能電網(wǎng)環(huán)境下負(fù)荷分析
智能電網(wǎng)改變了傳統(tǒng)電網(wǎng)中負(fù)荷點(diǎn)和電源點(diǎn)概念,新的能源和新的管理方式的引入對(duì)負(fù)荷行為影響巨大。
2.1分布式電源對(duì)負(fù)荷的影響
可再生能源既包括大型集中式發(fā)電,也包括可再生能源小型分布式發(fā)電。美國(guó)計(jì)劃到2021年可再生能源發(fā)電比例達(dá)到21%,我國(guó)計(jì)劃到2020年可再生能源達(dá)到15%,由于風(fēng)電、光伏、潮汐等新能源的間歇特性,極大增加了系統(tǒng)的隨機(jī)風(fēng)險(xiǎn),對(duì)系統(tǒng)頻率、電壓穩(wěn)定、電能質(zhì)量都有不利影響。傳統(tǒng)的用戶是只吸收電能,電能只是單向的從電網(wǎng)流向用戶。而在具有分布式電源的智能電網(wǎng)環(huán)境下,用戶側(cè)不但吸收電能,同時(shí)小型的分布式電源也向電網(wǎng)輸送電能,使得電能在電網(wǎng)和用戶之間可以雙向流動(dòng)。這一新特點(diǎn),對(duì)傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。
2.2需求側(cè)管理對(duì)負(fù)荷的影響
需求側(cè)管理DSM(Demand Side Management)是指通過(guò)采取有效的激勵(lì)/懲罰措施,引導(dǎo)電力用戶配合電網(wǎng)來(lái)優(yōu)化自身的用電方式,通過(guò)調(diào)整電力消耗和電能需求,達(dá)到保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源的目的的用電管理活動(dòng)。電力需求側(cè)管理的前提是電力負(fù)荷自身天然所具備的時(shí)間不均衡性和空間不均衡性。負(fù)荷的時(shí)間不均衡性是指各類負(fù)荷往往在相同的時(shí)段出現(xiàn)高峰和低谷,造成系統(tǒng)在凌晨負(fù)荷低谷時(shí)期和傍晚負(fù)荷高峰時(shí)期的負(fù)荷差極大。負(fù)荷的時(shí)間分布不均衡,導(dǎo)致了高峰時(shí)段供電緊張。負(fù)荷空間不均衡性是指由于資源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等原因所造成的電源和負(fù)荷的分布在空間上的不均衡性。這種不均衡性導(dǎo)致了輸配電投資的增加,并在負(fù)荷高峰期可能出現(xiàn)部分輸配電設(shè)備過(guò)載,以至于部分發(fā)電資源不能充分利用。智能電網(wǎng)中的需求側(cè)管理,用戶側(cè)的信息更為豐富,雙向的信息流動(dòng)使得用戶可從電網(wǎng)側(cè)得到實(shí)時(shí)的電價(jià)信息和電網(wǎng)運(yùn)行信息,有利于制定更為靈活、更為復(fù)雜的管理策略。不但對(duì)用戶的用電行為進(jìn)行規(guī)范,而且可根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況和電價(jià)情況對(duì)分布式發(fā)電出力進(jìn)行調(diào)整。
智能電網(wǎng)下需求側(cè)管理的引入,使得傳統(tǒng)的不可控的負(fù)荷變成可以引導(dǎo)的負(fù)荷,可以根據(jù)電網(wǎng)峰谷分布對(duì)負(fù)荷曲線進(jìn)行削峰、填谷或移峰填谷,這就削弱了負(fù)荷的隨機(jī)特性,使負(fù)荷變得部分可控。這樣就使對(duì)完全不可控的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)變成了對(duì)部分可控負(fù)荷的預(yù)測(cè),這一點(diǎn)與傳統(tǒng)的概念完全不同,也為在智能電網(wǎng)下的負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)提出了新的研究方向。
2.3儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展對(duì)負(fù)荷的影響
智能電網(wǎng)的驅(qū)動(dòng)力之一就是為了容納新能源的接入。由于風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源的間歇性特點(diǎn),對(duì)傳統(tǒng)的發(fā)電和負(fù)荷損耗之間必須時(shí)刻保持平衡這一原則提出了挑戰(zhàn)。為了對(duì)間歇性的新能源出力進(jìn)行控制,可以通過(guò)在電網(wǎng)中安裝儲(chǔ)能裝置來(lái)平滑新能源的出力曲線。儲(chǔ)能裝置的接入,可以在電力充沛時(shí)儲(chǔ)存電能,在負(fù)荷高峰期釋放電能,達(dá)到削峰填谷、減少系統(tǒng)備用需求的作用。這樣就會(huì)使儲(chǔ)能裝置既是負(fù)荷又是電源,并且完全可控,這一特點(diǎn)為在智能電網(wǎng)下的負(fù)荷預(yù)測(cè)提供了新的研究?jī)?nèi)容。
3智能電網(wǎng)下的高級(jí)測(cè)量體系
3.1高級(jí)測(cè)量體系
高級(jí)量測(cè)體系[5](Advanced Metering Infrastructure,AMI)是一個(gè)用來(lái)測(cè)量、收集、儲(chǔ)存、分析和運(yùn)用用戶用電信息的完整的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng),主要由智能電表、通信網(wǎng)絡(luò)、量測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(MDMS)和用戶戶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)(HAN)四部分組成。
根據(jù)國(guó)外的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),AMI可提供許多的優(yōu)點(diǎn),例如:量測(cè)及收集能源使用咨詢,支援緊急尖峰電價(jià)計(jì)量的用戶計(jì)費(fèi);提供用戶了解能源使用狀態(tài)并進(jìn)行節(jié)能;支持傳送信號(hào)進(jìn)行用戶負(fù)載控制,以應(yīng)付電價(jià)改變的自動(dòng)響應(yīng);支援故障偵測(cè)、故障定位及復(fù)電等停電管理;改善負(fù)載自動(dòng)預(yù)測(cè);用戶用電品質(zhì)管理等[6]。
3.2 智能電表
電價(jià)是電力改革的關(guān)鍵,智能電表能將用電量和電能價(jià)格同時(shí)進(jìn)行顯示,這將大大的推動(dòng)公眾居民們新的生活和用電方式。人們能夠基于環(huán)境和價(jià)格的考慮,終將會(huì)選擇在消費(fèi)者和電力公司之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信的智能電表,這也將大大的提高效率,增強(qiáng)互動(dòng)性,節(jié)約時(shí)間,增強(qiáng)透明度,最大程度地優(yōu)化能源用量。智能電表使智能電網(wǎng)更加智能化,是智能電網(wǎng)的重要組成部分,使智能電網(wǎng)做出更加積極的行為,如實(shí)時(shí)分、決策和計(jì)劃等。電力的價(jià)值信號(hào)收集和功能是智能電表在智能電網(wǎng)中具備的主要功能,優(yōu)化投資和運(yùn)行費(fèi)用,協(xié)調(diào)發(fā)電機(jī)組與用戶電器的關(guān)系是這些功能的主要作用。智能電表的迅速發(fā)展使得人們對(duì)于智能電表的發(fā)展給予了更大的重視。
智能電表是以微處理器應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為核心的智能化儀表,具有自動(dòng)計(jì)量/測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、雙向通信和功能擴(kuò)展等能力,能夠?qū)崿F(xiàn)雙向計(jì)量、遠(yuǎn)程/本地通信、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互、多種電價(jià)計(jì)費(fèi)、遠(yuǎn)程斷供電、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、水氣熱表抄讀、與用戶互動(dòng)等功能。支持智能電網(wǎng)對(duì)負(fù)荷管理、分布式電源接入、能源效率、電網(wǎng)調(diào)度、電力市場(chǎng)交易和減少排放等方面的要求,是以智能電表為基礎(chǔ)構(gòu)建的智能計(jì)量系統(tǒng)的主要功能。
智能電表有內(nèi)置的通信模塊,能夠接入雙向通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心進(jìn)行信息交流,存取信息的實(shí)時(shí)抄表(在任何時(shí)候可讀取并驗(yàn)證用戶的電力信息)、遠(yuǎn)程訪問(wèn)和開(kāi)斷、干擾和篡改檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)電壓超出范圍,同時(shí)還支持實(shí)時(shí)價(jià)格和電力價(jià)格或需求側(cè)管理。智能電表還有一個(gè)非常有效的功能,當(dāng)它檢測(cè)到電源故障報(bào)警有損失可以發(fā)送回的信息(其中許多是內(nèi)置蓄電電容來(lái)實(shí)現(xiàn)),這給故障檢測(cè)和響應(yīng)提供了極大的方便。
3.3 通信系統(tǒng)
AMI通信系統(tǒng)使用一個(gè)固定的雙向通信網(wǎng)絡(luò),能夠把收集到的數(shù)據(jù)(包括故障報(bào)警和報(bào)警裝置干擾)實(shí)時(shí)地從智能電表傳到數(shù)據(jù)中心,是全部高級(jí)應(yīng)用的基礎(chǔ)。
AMI/AMR系統(tǒng)一般由現(xiàn)場(chǎng)部件,通信部件和后臺(tái)組件組成?,F(xiàn)場(chǎng)部件是指智能電表,通信部件包括通信塔、衛(wèi)星、載波、配電所和光纖等。后臺(tái)組件包括計(jì)量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(MDMS)和AMI網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)(AMCC) 常見(jiàn)的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括分層系統(tǒng)、星狀和網(wǎng)狀網(wǎng)和電力線載波,向數(shù)據(jù)中心實(shí)施廣域通信可以采用不同的媒介,如銅或光纖、無(wú)線射頻、電力線載波(PLC)、電力線寬帶(BPL)、因特網(wǎng)等。在分層系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中,數(shù)據(jù)集中器則通過(guò)廣域網(wǎng)(WAN)和數(shù)據(jù)中心相連,而電表和數(shù)據(jù)集中器由局域網(wǎng)(LAN)連接。數(shù)據(jù)集中器是局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的交匯點(diǎn),通常在桿塔上、在變電站里或在其他的一些設(shè)施上。局域網(wǎng)最主要的考量是以最低的成本連接用戶,因此對(duì)通信的速率要求不高。數(shù)據(jù)集中器可以發(fā)送到下游電表接力的數(shù)據(jù)中心和用戶的命令和信息。在局域網(wǎng)中,數(shù)據(jù)集中器立即或與預(yù)先設(shè)定的時(shí)間去收集或接收附近的電表或資料根據(jù)的測(cè)量值,然后將數(shù)據(jù)傳送使用廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。常見(jiàn)的方式為塔塔式或網(wǎng)格狀射頻網(wǎng)絡(luò),寬帶電力線通信(BPL)和電力線載波(PLC)。目前,大多數(shù)局域網(wǎng)使用私有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是不公開(kāi)的開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)(如TCP/IP協(xié)議,和ANSIC12.22等)發(fā)展緩慢。
3.4 計(jì)量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(MDMS)
AMI其中一個(gè)重要組成部分是信息系統(tǒng)和應(yīng)用,其處于數(shù)據(jù)中心,其中量測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(MDMS)尤為重要,MDMS是一個(gè)可以分析的數(shù)據(jù)庫(kù),它是通過(guò)與AMI自動(dòng)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)(ADCS)的配合來(lái)行使作用,智能電表所發(fā)出的計(jì)量值或其他信息被ADCS按照先前設(shè)定的時(shí)間取回來(lái)到數(shù)據(jù)中心,并與其他系統(tǒng)分享。一些相關(guān)的系統(tǒng),如行動(dòng)工作者管理系統(tǒng)(MWM):停電管理系統(tǒng)(OMS);能量管理系統(tǒng)(EMS);調(diào)度管理系統(tǒng)(DMS);配電自動(dòng)化和其他運(yùn)行方面的應(yīng)用系統(tǒng)會(huì)直接收到實(shí)時(shí)運(yùn)行需要的信息,MDMS對(duì)從企業(yè)服務(wù)總線(ESB)取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并按照需求傳給其他系統(tǒng),如電能質(zhì)量管理、用戶信息系統(tǒng)(CIS)、負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)、變壓器負(fù)荷管理(TLM)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、企業(yè)資源計(jì)劃(ERP),這些系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求比較低。
AMI數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)、編輯、估算是MDMS的一個(gè)重要功能,MDMS可以確保即使在故障通信網(wǎng)絡(luò)和用戶端中斷時(shí),對(duì)信息系統(tǒng)或軟件的完整性和準(zhǔn)確性的數(shù)據(jù)流的流向。
對(duì)會(huì)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)類型的功能取決于可用于實(shí)現(xiàn)MDMS提供時(shí)間計(jì)費(fèi),關(guān)稅高峰和其他復(fù)雜的計(jì)費(fèi)方式。
除了支持對(duì)多種市政計(jì)量?jī)x表(氣、電、水)的管理功能外,MDMS數(shù)據(jù)可以對(duì)智能儀表進(jìn)行控制,如按需實(shí)時(shí)讀取,開(kāi)啟或關(guān)閉等等;能夠支持需求側(cè)響應(yīng)和停電修復(fù)、維持系統(tǒng)讀表操作的實(shí)施時(shí)間。
充分利用己經(jīng)收集了豐富的信息,是目前取得AMI效益的關(guān)鍵。許多電力公司計(jì)劃整合現(xiàn)有信息系統(tǒng)的功能,并建立與MDMS的接口來(lái)改善他們的功能水平。
3.5 家庭網(wǎng)絡(luò)(HAN)
最近兩年才出現(xiàn)的較新概念用戶戶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)(HAN),因此在AMI項(xiàng)目計(jì)劃之中,較多公司還沒(méi)有考慮把它加入進(jìn)去。HAN可以把智能電表和用戶戶內(nèi)可控的電器或裝置(如可編程的溫控器)通過(guò)用戶入口或網(wǎng)關(guān)連接起來(lái),從而用戶可以根據(jù)電力公司需要,參與電力市場(chǎng)或需求側(cè)響應(yīng)。HAN通過(guò)網(wǎng)關(guān)或用戶入口把智能電表和用戶戶內(nèi)可控的電器或裝置連接起來(lái),積極參與需求響應(yīng)或電力市場(chǎng),能源管理功能包括以下內(nèi)容:
(1)實(shí)時(shí)顯示使用能源及其價(jià)格信息給用戶;
(2)根據(jù)用戶的反饋信息為設(shè)置基礎(chǔ);
(3)根據(jù)用戶需求設(shè)置能源消耗或負(fù)荷控制峰值;
(4)如果用戶不參與則負(fù)載自動(dòng)調(diào)整;
(5)用戶積極干預(yù)功能。
用于室內(nèi)的戶內(nèi)顯示器(IHD)是HAN的一個(gè)重要設(shè)備。IHU接收第一次測(cè)量值和功率計(jì)的價(jià)格信息,然后連續(xù)地近于實(shí)時(shí)地把這個(gè)信息給用戶,使用戶快速準(zhǔn)確地了解多少用電,成本和市場(chǎng)信息。隨著這種含有鼓勵(lì)用戶節(jié)約用電的作用,可以調(diào)整電源用戶或系統(tǒng),如電力系統(tǒng)的一些用電調(diào)整到系統(tǒng)需求的低谷時(shí)段用來(lái)實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)的需求。根據(jù)不同項(xiàng)目的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),這些措施可減少高峰負(fù)荷至少5%。HAN具有用戶自由設(shè)定的選擇功能,負(fù)荷控制可以通過(guò)不同的電價(jià)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn),因而用電調(diào)整基本無(wú)需用戶不停地參與。同時(shí),IHD具有動(dòng)作權(quán)限功能,用于限定從電力公司和地方當(dāng)局控制的動(dòng)作權(quán)限。
HAN的用戶入口可以處在的不同的設(shè)備上,如電表、相鄰的集中器、由電力公司提供的獨(dú)立的網(wǎng)關(guān)或用戶的設(shè)備(比如用戶自己的因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān))。
4 基于AMI的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)分類
4.1 智能電網(wǎng)與負(fù)荷預(yù)測(cè)
一般的,在進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí),總負(fù)荷的變化情況是我們最關(guān)心的問(wèn)題。然而一個(gè)地區(qū)的總負(fù)荷是由這個(gè)區(qū)域中千千萬(wàn)萬(wàn)不同類型的負(fù)荷匯聚而成的。由于所受的敏感因素影響也不同,不同類型的負(fù)荷的運(yùn)行特性不同,如果能夠?qū)Σ煌N類的負(fù)荷分別進(jìn)行預(yù)測(cè),那么預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度將會(huì)大大提升。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)不具備智能電網(wǎng)這樣統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái),因而對(duì)負(fù)荷的情況了解不夠深入。隨著智能電網(wǎng)的深入發(fā)展,尤其是高級(jí)測(cè)量體系A(chǔ)MI的建立,為電力負(fù)荷預(yù)測(cè)提供了完善的平臺(tái)??梢蕴嵘?fù)荷預(yù)測(cè)的精確度。由于智能電表在智能電網(wǎng)中的廣泛安裝,通過(guò)各種通信方式傳輸給MDMS的負(fù)荷數(shù)據(jù)將會(huì)是海量數(shù)據(jù),如何將海量的負(fù)荷數(shù)據(jù)按照不同的類型分門別類將會(huì)成為負(fù)荷預(yù)測(cè)應(yīng)用的挑戰(zhàn)。本章利用小波聚類技術(shù)對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行分類研究。
4.2 電力負(fù)荷小波聚類技術(shù)
小波聚類方法是一種基于網(wǎng)格和密度的多分辨率聚類算法,能有效的處理大數(shù)據(jù)集合和多維度數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)任意形狀的類,成功地處理孤立點(diǎn)[7]。小波聚類方法是利用小波變換的多分辨率特性達(dá)到聚類的目的。
小波聚類分析的基本思想是:對(duì)原始復(fù)合信號(hào)先量化到特征空間中,對(duì)小波變換的實(shí)施在特征空間中進(jìn)行,聚類就是在對(duì)小波變換后的空間內(nèi)尋找連接在一起的部分。為每個(gè)聚類添加標(biāo)簽后進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)算法提供的映射表確定原始數(shù)據(jù)集中各數(shù)據(jù)點(diǎn)所屬的聚類。其算法描述如下:
l)量化特征空間。即將初始數(shù)據(jù)集中每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換到量化空問(wèn)中去;
2)對(duì)量化后的特征空間應(yīng)用小波變換,在經(jīng)小波變換后的特征空間不同層次中找出連接在一起的部分(即為聚類);
3)給每個(gè)量化單元添加聚類標(biāo)識(shí),形成查找表;
4)將數(shù)據(jù)集中個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)映射到各聚類中。小波變換的多分辨特性能使小波聚類算法在不同的尺度下以任意的精確度有效地確定任意形狀的聚類。這是本文選用小波聚類算法在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷預(yù)測(cè)是重要原因,在負(fù)荷預(yù)測(cè)過(guò)程中,使用基于小波的聚類方法,大大的提高了搜索的效果,節(jié)約了大量的時(shí)間,提高了計(jì)算的效率。
4.3基于AMI平臺(tái)的電力負(fù)荷分類
假定在某供電區(qū)域總共有70個(gè)負(fù)荷子節(jié)點(diǎn),其總負(fù)荷如圖1中(l)所示,圖1中(2)為由智能電表測(cè)量送給DMDS的共70個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)。直觀的從圖1(2)中很難看出不同類型的負(fù)荷特性有什么區(qū)別。利用小波聚類方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,小波選取haar小波,對(duì)負(fù)荷分類選取離散小波變換后的第1、3、6層低頻系數(shù),相似度的度量采用歐式距離,結(jié)果如圖2所示。
圖1 總電力負(fù)荷及各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷
圖2 電力負(fù)荷小波聚類結(jié)果
從上圖中可以看出,負(fù)荷被明顯的分為4類,其中2(2)為第一類負(fù)荷,其總的疊加負(fù)荷如圖2(2)所示。同樣,2(3)、(4)分別為第二類負(fù)荷及其總的疊加負(fù)荷,2(5)、(6)為第三類負(fù)荷及其總的疊加負(fù)荷;2(7)、(8)為第四類負(fù)荷及其總的疊加負(fù)荷。從四類負(fù)荷的疊加負(fù)荷2(2)、(4)、(6)、(8)可以看出,這四類負(fù)荷的行為特性完全不同,因而其敏感因素也不同??梢愿鶕?jù)其負(fù)荷的自身特性,量身定做預(yù)測(cè)方法及預(yù)測(cè)輸入因素。然后將預(yù)測(cè)結(jié)果綜合起來(lái)作為整體的預(yù)測(cè)值,這樣就能大大的提高負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度。
5 結(jié)論
通過(guò)介紹智能電網(wǎng)的發(fā)展及其對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響,由于智能電網(wǎng)AMI的快速發(fā)展,為精準(zhǔn)的負(fù)荷預(yù)測(cè)提供了平臺(tái)。提出了利用小波聚類方法對(duì)AMI提供的海量負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類,把一個(gè)供電區(qū)域的負(fù)荷分解成若干種不同特性的負(fù)荷,為進(jìn)一步的量身定做負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)提供基礎(chǔ)。這種方法不僅在負(fù)荷預(yù)測(cè)應(yīng)用的應(yīng)用方面具有很大的智能化,不僅在對(duì)信號(hào)降噪部分使其能夠自動(dòng)的對(duì)不良數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí),不僅提高了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,更是大大增強(qiáng)了在實(shí)際應(yīng)用中整體系統(tǒng)的智能性;在負(fù)荷預(yù)測(cè)部分也智能的對(duì)負(fù)荷信號(hào)進(jìn)行分類,大大改進(jìn)了傳統(tǒng)負(fù)荷方法中僅能對(duì)整體進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè),不能智能的對(duì)不同周期、不同環(huán)境下的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)的問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:電力行業(yè);需求側(cè)管理;電力負(fù)荷管理;用電方式;用電率 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):TM712 文章編號(hào):1009-2374(2015)32-0040-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.32.022
1 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)
所謂的電力負(fù)荷管理系統(tǒng)是采集客戶端實(shí)時(shí)用電信息的基礎(chǔ)平臺(tái),是運(yùn)用通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等高科技對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行有效的監(jiān)管和控制以及管理等各方面的綜合性管理系統(tǒng)。電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的上線和運(yùn)用是一種高節(jié)能、高環(huán)保的技術(shù),具有較高的經(jīng)濟(jì)效益,節(jié)省了大量的人力、物力、財(cái)力,同時(shí)使監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)相當(dāng)準(zhǔn)確,對(duì)比人工監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)而言其準(zhǔn)確性大大提高了??梢哉f(shuō)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)是一個(gè)高科技改良型的技術(shù)系統(tǒng),不僅成本小,而且控制性以及時(shí)效性特別強(qiáng)大。接下來(lái)筆者從多個(gè)方面對(duì)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行層層的分析和探究:
1.1 操作方法簡(jiǎn)便、操作工人少、預(yù)測(cè)精準(zhǔn)性高、經(jīng)濟(jì)效益提升
電力負(fù)荷管理系統(tǒng)是結(jié)合高科技進(jìn)行有效改良型的一種管理系統(tǒng),其屬于全自動(dòng)化的高效控制管理系統(tǒng),在這套管理系統(tǒng)中的全部操作流程僅需要2~3人即可完成所有操作,就此一點(diǎn)可以知道該管理系統(tǒng)能夠?qū)θ斯べY源的浪費(fèi)進(jìn)行大大的節(jié)約。而且該管理系統(tǒng)對(duì)于檢測(cè)數(shù)據(jù)的收集以及分析的能力相當(dāng)強(qiáng)大,所以電力負(fù)荷管理系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性也特別高。不僅如此,電力負(fù)荷管理系統(tǒng)還可以對(duì)現(xiàn)實(shí)企業(yè)的用電做到詳盡的管理,這對(duì)于企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益而言是很大的提升。從任何一個(gè)方面來(lái)說(shuō),電力負(fù)荷管理系統(tǒng)都可以說(shuō)是多方面的節(jié)能降耗且管理得當(dāng)?shù)南到y(tǒng)。
1.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控的范圍拓寬
現(xiàn)階段的電力負(fù)荷管理系統(tǒng)主要由兩類組成:一類是較為普通的電力負(fù)荷管理系統(tǒng);另一類是無(wú)線電力負(fù)荷管理系統(tǒng),該管理系統(tǒng)包括了230m無(wú)線電以及gprs通信方法。所謂的普通電力負(fù)荷管理系統(tǒng)主要是通過(guò)預(yù)設(shè)電纜對(duì)用戶的電荷進(jìn)行有效的監(jiān)控以及分析,然而無(wú)線電力負(fù)荷管理系統(tǒng)則是使用無(wú)線電從而對(duì)用戶的用電信息以及數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集和檢測(cè)。由于無(wú)線電力負(fù)荷管理系統(tǒng)本身的優(yōu)勢(shì),使得其比普通電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的覆蓋范圍更加廣泛,但是相對(duì)于傳統(tǒng)的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)而言,這兩類電力控制管理方式的控制范圍都更加廣泛,由此可見(jiàn)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的覆蓋范圍廣泛,可控范圍也更加大。
1.3 危險(xiǎn)事故少、維修更便捷
傳統(tǒng)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)如出現(xiàn)事故,維修時(shí)非常麻煩,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)并沒(méi)有使用全自動(dòng)設(shè)備,所以需要使用的人力就更多,更因?yàn)槿绱似涫鹿实陌l(fā)生概率也更大。相較于傳統(tǒng)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)而言,現(xiàn)代化的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)采用的是全自動(dòng)設(shè)備進(jìn)行操作和運(yùn)轉(zhuǎn),可以將發(fā)生事故的原因控制在幾個(gè)方面之內(nèi),這樣事故的可能性就大大縮小了,就算發(fā)生了事故,維修起來(lái)也更加容易和快捷。
從上述的論點(diǎn)中可以知道,電力負(fù)荷管理系統(tǒng)擁有操作簡(jiǎn)單、維修便捷、控制范圍廣、精準(zhǔn)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn),正因?yàn)槠鋼碛羞@么多的優(yōu)勢(shì),所以電力負(fù)荷管理系統(tǒng)也得到了前所未有的廣泛使用。電力負(fù)荷管理系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)而言是無(wú)法比擬的優(yōu)勝者,不僅解決了很多傳統(tǒng)電力控制系統(tǒng)無(wú)法避免的漏洞,還展現(xiàn)了自身卓越的優(yōu)勢(shì),降低了成本,提升了收益,這一點(diǎn)就決定了其能夠成為當(dāng)今電力控制系統(tǒng)中不可或缺的一部分。
2 電力需求側(cè)管理的重要性以及優(yōu)勢(shì)
需求側(cè)管理其實(shí)是一種相比較而言成本極小的管理模式,該管理模式在國(guó)際上都屬于一種相當(dāng)先進(jìn)的高效管理方式。該管理方式的全稱為需求性側(cè)管理,簡(jiǎn)而言之就是對(duì)于資源進(jìn)行有效規(guī)劃的現(xiàn)代管理技術(shù)。其主要的操作模式是通過(guò)對(duì)用戶的用電方式進(jìn)行相應(yīng)的改變來(lái)使得終端的用電率達(dá)到最大化的技術(shù),這樣可以使得資源做到最大的優(yōu)化配置。該管理模式也擁有小成本的優(yōu)勢(shì),從而大大地促進(jìn)了工業(yè)以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速前進(jìn),將資源的有效利用率做到極致。但是事物均有兩面性,該管理方式只能夠解電力供求燃眉之急,無(wú)法從根本上解決電力供求的難題。然而,目前沒(méi)有找到更有效率的方法進(jìn)行解決,所以需求側(cè)管理是目前而言比較可行的管理方法,以下探討了三種需求側(cè)管理的作用:
2.1 資源利用率的最大化
其實(shí)需求側(cè)管理的最終目的是為將電力供求的平衡達(dá)到最大化,而且防止不必要的資源浪費(fèi),將資源的利用率做到最大化。
2.2 成本低、有效性好
其成本極低,由于提倡資源利用的最大化,所以不僅將資源進(jìn)行了保護(hù),還使得管理的成本降到最低。
2.3 環(huán)境保護(hù)作用大
由于需求側(cè)管理的最終目的是將資源的利用率做到最大化,從而可以對(duì)資源的利用達(dá)到極致,對(duì)于資源的使用進(jìn)行降低,保護(hù)了環(huán)境的發(fā)展。
3 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)在需求側(cè)管理中的應(yīng)用
電力負(fù)荷管理系統(tǒng)在需求側(cè)管理中的應(yīng)用具有相當(dāng)大的作用,對(duì)于需求側(cè)管理而言設(shè)備的支持是相當(dāng)重要的,而電力負(fù)荷管理系統(tǒng)也是這個(gè)支持的設(shè)備。從可持續(xù)發(fā)展方向來(lái)看,電力負(fù)荷管理系統(tǒng)以及將資源的利用率做到了最優(yōu)化,這一項(xiàng)就已經(jīng)非常適合需求側(cè)管理的實(shí)際要求。
由于人類對(duì)資源的過(guò)度開(kāi)采造成了環(huán)境面臨的形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻。需求側(cè)管理本身的目的就是節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境,而電力負(fù)荷管理系統(tǒng)對(duì)資源利用的最大化也可以保護(hù)環(huán)境。因此,需求側(cè)管理與電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的目標(biāo)都是保護(hù)環(huán)境。
4 結(jié)語(yǔ)
電力負(fù)荷管理系統(tǒng)和需求側(cè)管理是一種相輔相成的關(guān)系,彼此共同進(jìn)步、共同發(fā)展。值得注意的是,電力負(fù)荷管理系統(tǒng)和需求側(cè)管理已經(jīng)在實(shí)際的社會(huì)中進(jìn)行了廣泛的使用,并且其使用的結(jié)果非常好,在多個(gè)方面都取得了不可小覷的成就,可以說(shuō)這便是電力負(fù)荷管理系統(tǒng)在需求側(cè)管理中得到完美展現(xiàn)的極致時(shí)刻,其對(duì)我國(guó)電力的發(fā)展都起到了很好的促進(jìn)作用,摒棄了傳統(tǒng)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的弊端,完成了一個(gè)質(zhì)與量的升華。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】縣域電網(wǎng) 電力負(fù)荷 負(fù)荷預(yù)測(cè)
1 引言
本文縣域電網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)荷特性分析主要針對(duì)縣域范圍,通過(guò)對(duì)電力負(fù)荷分布的描述,對(duì)縣域所覆蓋范圍內(nèi)的用電負(fù)荷進(jìn)行分析,例如電網(wǎng)負(fù)荷的大小、增長(zhǎng)趨勢(shì)等等。并且對(duì)影響負(fù)荷及負(fù)荷特性的主要因素進(jìn)行分析,最后對(duì)負(fù)荷技術(shù)在縣域范圍內(nèi)的使用進(jìn)行一個(gè)總結(jié),只有盡可能提高負(fù)荷預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度才可以保障預(yù)測(cè)方法的準(zhǔn)確性,進(jìn)一步保證電力的正常供應(yīng)。
2 電網(wǎng)負(fù)荷的特性分析
2.1 電力負(fù)荷的主要內(nèi)容
電力負(fù)荷系統(tǒng)所指的概念是連接電力系統(tǒng)的所有用電設(shè)備的功率的總和。電力系統(tǒng)是一個(gè)時(shí)變的系統(tǒng),只有對(duì)電力系統(tǒng)時(shí)刻進(jìn)行監(jiān)控和管理,保證發(fā)電、供電和用電過(guò)程中的動(dòng)態(tài)平衡,才可以保證生產(chǎn)生活的順利進(jìn)行,也一定程度上避免了系統(tǒng)故障所帶來(lái)的損失。因此就需要對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)荷特性做出分析,負(fù)荷分析所得的結(jié)果對(duì)電力系統(tǒng)企業(yè)有著很重大的參考意義和指導(dǎo)意義,可以進(jìn)一步掌握電力系統(tǒng)的供求關(guān)系以及變化趨勢(shì),只有及時(shí)的掌握這些信息才可以改善負(fù)荷特性并進(jìn)一步采取措施。
2.2 電力負(fù)荷的組成和分類
電力負(fù)荷即指電能的時(shí)間變化率。電力負(fù)荷由許多不同的負(fù)荷形態(tài)組成,例如發(fā)電、供電和用電負(fù)荷。本文所分析的縣域范圍內(nèi)的負(fù)荷特性分析是特指用電負(fù)荷,也就是在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)所有用電用戶所消耗的用電功率總和。由于在不同的地區(qū),受不同的因素影響就會(huì)有不同的電力負(fù)荷組成,例如受經(jīng)濟(jì)條件、氣候條件的影響,甚至縣域范圍內(nèi)的人口組成都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。再者,同一地區(qū)的不同時(shí)期的電力系統(tǒng)的負(fù)荷也會(huì)有所不同,因其所具有的不同特性,便會(huì)導(dǎo)致這種差異性的產(chǎn)生,從而對(duì)負(fù)荷能力產(chǎn)生了一定的影響。
3 影響負(fù)荷及負(fù)荷特性的主要因素
3.1 電力供應(yīng)側(cè)(電網(wǎng)改造與配網(wǎng)改造等)的影響
電力供應(yīng)側(cè),尤指電網(wǎng)改造與配網(wǎng)改造等也會(huì)對(duì)負(fù)荷及負(fù)荷特性產(chǎn)生影響。線路嚴(yán)重老化,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較為薄弱,使得許多用戶的用電報(bào)裝無(wú)法進(jìn)行,電能營(yíng)銷中的卡脖子現(xiàn)象極為嚴(yán)重。由于縣域范圍內(nèi)的網(wǎng)改造速度較為緩慢,例如在送電工程的建設(shè)中,由于10kV公用變壓器數(shù)量嚴(yán)重不足而導(dǎo)致有電供不出這樣的現(xiàn)象發(fā)生,并且電壓質(zhì)量差,直接影響到了電力需求側(cè)的用電需求。
3.2 電力需求側(cè)的影響
縣域范圍內(nèi)的電網(wǎng)系統(tǒng)在需求側(cè)管理方面的手段較為落后,盡管在電鍋爐、蓄能空調(diào)方面的優(yōu)惠政策剛出臺(tái),但是在其他方面的優(yōu)惠力度仍顯不足,推廣工作剛起步,但在這方面的工作仍不夠完善,對(duì)于移峰填谷及用電負(fù)荷的影響潛力較大。
3.3 縣域范圍內(nèi)的裝機(jī)容量對(duì)負(fù)荷增長(zhǎng)的影響
據(jù)調(diào)查顯示,盡管系統(tǒng)裝機(jī)容量已經(jīng)基本滿足市場(chǎng)需要,但由于近幾年國(guó)家對(duì)小電源政策的支持和扶持,縣域范圍內(nèi)太陽(yáng)能、風(fēng)能入網(wǎng)數(shù)量逐年增加,由于這些小電源電網(wǎng)對(duì)自然環(huán)境的依賴比較高,這也對(duì)系統(tǒng)電網(wǎng)形成一定的威脅,比如每年的5-8月份是太陽(yáng)能發(fā)電的最佳時(shí)期,而風(fēng)能發(fā)電則集中在春秋季節(jié),但是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,以及科技技術(shù)的不斷改進(jìn)和發(fā)展,目前縣域范圍內(nèi)由于設(shè)備容量不足而造成的限電情況正在逐年減少。
3.4 所在地區(qū)的氣候條件
研究表明,氣候條件的變化對(duì)月負(fù)荷特性的變化帶來(lái)較大影響。在縣域范圍內(nèi),由于地理位置的偏僻,相對(duì)于城市電網(wǎng)系統(tǒng)而言,整體氣溫會(huì)低于城市氣溫,因此也會(huì)帶來(lái)負(fù)荷率的變化。在縣域范圍內(nèi)考慮到農(nóng)業(yè)的用電量需求,不同的降水時(shí)節(jié)對(duì)用電量的需求也是不同的,例如在降水多的時(shí)節(jié),灌溉用電量就會(huì)隨之減少,相應(yīng)的負(fù)荷率水平就會(huì)高于往常,如此一來(lái)峰谷差值也會(huì)低于往常。不僅如此,對(duì)于不同地區(qū)的不同氣候條件下的電網(wǎng)系統(tǒng),在遇到偶然的災(zāi)害天氣時(shí)電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷率也會(huì)隨之改變,給居民生活和供電企業(yè)帶來(lái)一定的影響。
4 負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)在縣域范圍內(nèi)的使用
電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)即尋找電力負(fù)荷與各種相關(guān)因素之間的內(nèi)在聯(lián)系,并通過(guò)這種調(diào)查對(duì)未來(lái)的電力負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)。并且,只有通過(guò)合理有效科學(xué)的預(yù)測(cè),才可以很好地掌握好電力負(fù)荷的特點(diǎn),并及時(shí)對(duì)電力負(fù)荷的特性進(jìn)行了解掌握,一定程度上提高電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度。
對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)的技術(shù)目前有很多,例如趨勢(shì)外推技術(shù)、回歸模型預(yù)測(cè)技術(shù)、時(shí)間序列預(yù)測(cè)技術(shù)、灰色預(yù)測(cè)技術(shù)等等。就縣域范圍內(nèi)而言,本文將特別談?wù)勞厔?shì)外推技術(shù)。
由于電力負(fù)荷的變化總是會(huì)隨著周遭環(huán)境因素進(jìn)行改變,例如天氣、居民的生活習(xí)慣和生活水平等等,再例如氣候?qū)r(nóng)業(yè)帶來(lái)的影響也會(huì)間接影響到電力的負(fù)荷特性。因此,利用趨勢(shì)外推技術(shù)可以根據(jù)未來(lái)以及過(guò)去和現(xiàn)在的連續(xù)發(fā)展,做出推測(cè)。這項(xiàng)技術(shù)的原理就是根據(jù)事物過(guò)去發(fā)展的因素,一定程度上也決定了未來(lái)該事物的發(fā)展走向,掌握這種發(fā)展規(guī)律并進(jìn)行一定推動(dòng),便可對(duì)電力負(fù)荷的未來(lái)進(jìn)行一定的趨勢(shì)預(yù)測(cè)以及狀態(tài)預(yù)測(cè)。在這個(gè)過(guò)程中可以運(yùn)用到一些函數(shù)模型來(lái)描述參數(shù)的變化路徑,也可以通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)協(xié)作相關(guān)工作人員進(jìn)行工作規(guī)劃以及決策,以避免電力負(fù)荷的失常,導(dǎo)致居民用電的不順或者企業(yè)的損失。
5 結(jié)語(yǔ)
縣域范圍內(nèi)電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷特性分析是縣域配電系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ),本文從電網(wǎng)負(fù)荷的根本出發(fā),就縣域范圍的電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行分析,并對(duì)電力負(fù)荷的內(nèi)容以及組成進(jìn)行展開(kāi)描述,并對(duì)影響負(fù)荷特性的主要因素展開(kāi)一一分析,就縣域范圍而言,對(duì)其主要負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析,期以在一定程度上提高負(fù)荷預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度,從而減少對(duì)居民生活的影響,以及縣域電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:配電網(wǎng);負(fù)荷;預(yù)測(cè);發(fā)展動(dòng)態(tài)
一、負(fù)荷預(yù)測(cè)的概念和原理
負(fù)荷預(yù)測(cè)是指在充分考慮一些重要的系統(tǒng)運(yùn)行特性、增容決策、自然環(huán)境和社會(huì)影響的條件下,研究或利用一套能系統(tǒng)地處理過(guò)去與未來(lái)負(fù)荷的數(shù)學(xué)方法,在滿足一定精度要求的前提下,確定某特定時(shí)刻的負(fù)荷數(shù)值。負(fù)荷預(yù)測(cè)根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)年限分類,可分為長(zhǎng)期預(yù)測(cè)(指未來(lái)10年到20年的負(fù)荷預(yù)測(cè))、中期預(yù)測(cè)(指未來(lái)5到10年的負(fù)荷預(yù)測(cè))和近期預(yù)測(cè)(指5年內(nèi)的預(yù)測(cè))。
二、中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法
(1)分產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值單耗法單耗法即單位產(chǎn)品耗電法,是通過(guò)某一單位產(chǎn)品的平均單位產(chǎn)品用電量以及該產(chǎn)品的產(chǎn)量,得到生產(chǎn)這種總產(chǎn)品的總用電量,單耗法需要做大量細(xì)致的調(diào)查統(tǒng)計(jì)工作,但在實(shí)際工作中很難對(duì)所有產(chǎn)品較準(zhǔn)確地求出其單耗,而且工作量太大。 (2)電力彈性系數(shù)法電力彈性系數(shù)是電量平均增長(zhǎng)率與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值之間的比值,該方法旨在分析電力彈性系數(shù)有單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值電耗之間的關(guān)系,根據(jù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)速度結(jié)合電力彈性系數(shù)得到規(guī)劃期末的總用電量,同單耗法一樣,電力彈性系數(shù)法需要做大量細(xì)致的統(tǒng)計(jì)工作。 (3)分區(qū)負(fù)荷密度法負(fù)荷密度預(yù)測(cè)法是從地區(qū)土地面積(或建筑面積)的平均耗電量出發(fā)作預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)時(shí),先預(yù)測(cè)出未來(lái)某時(shí)期的土地面積(或建筑面積)和單位面積用電密度,再乘以面積得到用電量預(yù)測(cè)值,分區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)法首先根據(jù)近年來(lái)的發(fā)展情況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)以及電力規(guī)劃目標(biāo)將待預(yù)測(cè)區(qū)域劃分成多個(gè)功能區(qū),然后對(duì)每個(gè)功能區(qū)用負(fù)荷密度法進(jìn)行預(yù)測(cè),最后相加得到總的用電量預(yù)測(cè)值。(4)時(shí)間序列法時(shí)間序列分析法是根據(jù)負(fù)荷過(guò)去的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),找到其隨時(shí)間變化的顧慮,建立時(shí)序模型,以推斷未來(lái)負(fù)荷數(shù)值的方法,其基本假定是:負(fù)荷過(guò)去的變化規(guī)律會(huì)持續(xù)到將來(lái),即未來(lái)是過(guò)去的延續(xù)。(5)相關(guān)分析法相關(guān)分析法是尋找負(fù)荷與影響因素之間的因果關(guān)系,建立相關(guān)分析模型,通過(guò)對(duì)觀察數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和處理進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法。其特點(diǎn)是:將影響預(yù)測(cè)對(duì)象的因素分解,在考察各個(gè)因素的變化過(guò)程中,估計(jì)預(yù)測(cè)對(duì)象未來(lái)的數(shù)量狀態(tài)。(6)人均電量指標(biāo)換算法人均電量指標(biāo)換算法是指選取一個(gè)與本地區(qū)人文地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及用電結(jié)構(gòu)等方面相似的國(guó)內(nèi)外地區(qū)作為比較對(duì)象,通過(guò)分析比較兩地區(qū)過(guò)去和現(xiàn)在的人均電量指標(biāo),得到本地區(qū)的人均電量預(yù)測(cè)值,再結(jié)合人口分析得到總用電量的預(yù)測(cè)值。需要指出的是,目前正在使用的各種中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法中,多數(shù)是基于負(fù)荷及其相關(guān)因素的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行加工擬合,建立數(shù)學(xué)模型來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)荷,如時(shí)間序列法和相關(guān)分析法等。由于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展期而相關(guān)政策也在探索完善過(guò)程中,變化較大,不確定因素多,規(guī)律性不強(qiáng),所以造成時(shí)間序列趨勢(shì)模型和相關(guān)分析模型擬和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)的結(jié)果并不令人滿意。其中還有一些方法對(duì)各方面數(shù)據(jù)要求比較嚴(yán)格,如分區(qū)負(fù)荷密度法要求被預(yù)測(cè)區(qū)域有比較明顯的功能區(qū)劃分,且對(duì)各功能區(qū)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及發(fā)展規(guī)劃等有比較詳盡的數(shù)據(jù)。由于受經(jīng)濟(jì)發(fā)展的階段性制約,這在廣東省的大多數(shù)地區(qū)目前是難以做到的。在實(shí)際工作當(dāng)中,采用最多的是所謂“拍腦袋”的做法,譬如單耗法和彈性系數(shù)法中的單耗的預(yù)測(cè)值和彈性系數(shù)的預(yù)測(cè)值,往往是由預(yù)測(cè)工作人員根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)的判斷來(lái)確定的。即使是根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到的結(jié)果,也由于預(yù)測(cè)工作人員通過(guò)主觀取舍判斷其合理性而決定。可見(jiàn),預(yù)測(cè)者和專家在預(yù)測(cè)中起著關(guān)鍵性、甚至是決定性的作用。而現(xiàn)有模型在建立和使用上,未能很好地與專家經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合。另一方面,無(wú)論是哪一個(gè)領(lǐng)域的專家,都只是對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)精通,即從影響電力負(fù)荷角度的整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看,專家意見(jiàn)都只是局部的?,F(xiàn)有的預(yù)測(cè)方法往往只考慮了某一因素或某些因素的影響,而沒(méi)有考慮眾多因素交互作用的結(jié)果。
三、預(yù)測(cè)方法的發(fā)展動(dòng)態(tài)
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,尤其是人工智能技術(shù)的不斷完善,各種各樣新的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法也不斷涌現(xiàn),主要有以下方面:
(1)灰色預(yù)測(cè)法灰色預(yù)測(cè)法是將灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用于中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè),即對(duì)負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)列通過(guò)“生成”的方法,求得隨機(jī)性弱化、規(guī)律性強(qiáng)化的數(shù)列,此數(shù)列的數(shù)據(jù)稱為生成數(shù)。然后利用生成數(shù)建模進(jìn)行預(yù)測(cè)?;疑碚撌俏覈?guó)鄧聚龍教授于80年代提出來(lái)的?;疑A(yù)測(cè)法存在的不足,其根本原因是在于建模時(shí)不是對(duì)應(yīng)于同一點(diǎn)的函數(shù)值和導(dǎo)數(shù)值去辯識(shí)微分方程中的參數(shù)所致。 (2)模糊聚類識(shí)別預(yù)測(cè)法該方法不建立負(fù)荷與環(huán)境相互關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式,而是將負(fù)荷與環(huán)境因素作為一個(gè)整體進(jìn)行數(shù)據(jù)加工,通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行提煉分類,將負(fù)荷及其環(huán)境因素的歷史樣本分成若干典型類別,然后采用合適的模糊數(shù)及模糊集刻畫出各類樣本中負(fù)荷變化的模式及環(huán)境因素特征。當(dāng)給定未來(lái)環(huán)境因素狀態(tài)時(shí),得出判定未來(lái)負(fù)荷變化屬于何種類型,從而預(yù)測(cè)出未來(lái)的電力負(fù)荷值。(3)專家系統(tǒng)預(yù)測(cè)法專家系統(tǒng)是一個(gè)基于知識(shí)的程序設(shè)計(jì)方法建立起來(lái)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),它擁有某一個(gè)特殊領(lǐng)域內(nèi)專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),并能象專家那樣運(yùn)用這些知識(shí),通過(guò)推理,作出智能決策。將專家系統(tǒng)應(yīng)用于中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)中,有利于結(jié)合預(yù)測(cè)人員的豐富經(jīng)驗(yàn)和判斷力,即專家知識(shí),同時(shí)能避免人工推理的煩瑣和人為差錯(cuò)的出現(xiàn),快速作出最佳預(yù)測(cè)結(jié)果。(4)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有大規(guī)模分布式并行處理、非線性、自組織、自學(xué)習(xí)、聯(lián)想記憶等優(yōu)良特性,可以作為負(fù)荷預(yù)測(cè)的一種先進(jìn)手段。通常使用的有BP模型、Hopfield模型和Kohonen模型等,同時(shí)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還可以與模糊集合理論相結(jié)合,構(gòu)成模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),可以對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)中出現(xiàn)的模糊信息加以處理。(5)空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法此法是80年代初由H.L.Willis提出的,它不僅能夠預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)荷量的變化規(guī)律,而對(duì)未來(lái)的負(fù)荷地理分布情況也作出相應(yīng)的預(yù)測(cè)。
五、結(jié)語(yǔ)
電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是電網(wǎng)規(guī)劃中的基本工作,是電力建設(shè)的重要依據(jù),其精度的高低直接影響到電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量的優(yōu)劣和投資的合理與否。因此,應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況,盡可能采用先進(jìn)的、便于操作的和相對(duì)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)方法。
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作者簡(jiǎn)介:石忠智,男,遼寧本溪人,大學(xué)本科,助理工程師。工作單位:國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司本溪供電公司,主要從事電網(wǎng)規(guī)劃及其附屬研究工作。
張達(dá),男,遼寧本溪人,大學(xué)本科,工程師。工作單位:國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司本溪供電公司,主要從事電網(wǎng)規(guī)劃及其附屬研究工作。