基于供电能力分析的高压配电线路容量优化方法张建文

基于供电能力分析的高压配电线路容量优化方法张建文

张建文

（四川省宜宾惠美线业有限责任公司四川宜宾644000）

摘要：电力配电网的有效性和安全性是促进国民经济发展的重要保证，为合理选择高压配电线路载流量，实现高压配电网供电有效性的提升，本文通过分析供电有效性优化的路径，提出了一种基于供电能力分析的高压配电线路容量优化方法。

关键词：高压配电线路；供电能力；配电线路；优化

电力系统供电能力不仅是技术指标，也是评估系统运行可靠性与经济性的有效依据。配电网的完整性和高效性是维持电网运行的关键因素，电力配电网日常工作和生产过程中受诸多因素的影响，容易产生供电故障，给人们的生产和生活带来了影响。本文通过分析供电有效性优化的路径，提出了一种基于供电能力分析的高压配电线路容量优化方法。

1配电网供电能力计算方法

当前对电网供电能力分析计算方法很多，再加上利用计算软件可以实时分析电网整体和区域间的供电能力。主要包括容载比法、最大负荷倍数法等计算方法，容载比指的是在满足供电可靠性时，变电容量与相应的最高负荷的比，主要呈现电网变压器的安装容量和最高实际运行容量的关系，对容量备用情况进行真实的反映，即反映电力系统的供电能力，是有效控制变电总容量和规划安排变电容量的有效的依据。容载比计算法考虑的是理想的变电能力，电力网络和负荷对供电能力的影响没有考虑进来，节点功率、节点电压和支路潮流约束等没有考虑，难以找出限制电力系统供电能力的薄弱环节；最大负荷倍数指的是最大可供电负荷与实际供电负荷之比，以系统原有负荷为基础，假使各负荷点的负荷全部相同比例增长，对发电机组出力进行调整重复计算潮流，计算网络达到的最大负荷倍数，其呈现的是电力系统适应负荷增长的能力，包括潮流平衡、发电机组出力不越限和线路不过载等约束条件。该算法没有考虑节点电压约束，节点电压越限情况难以发现。利用此方法计算电网供电能力受现有负荷水平及其分布的影响较大，如果负荷分布不均计算的网络供电能力相对偏低。

2电力供电网供电有效性外界因素优化路径

配电网是电力系统中关键的组成部分，承担着桥梁纽带的作用，在整个电力系统中，配电网由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施组成，在电网运行中承担着分配电能的重要职能。由于经济发展的不平衡，使各地区配电网建设和资源分配差距较大，这种不平衡性和差距导致配电网的设备和技术相对比较落后，配电网网架布局较为薄弱，，再加上内部电线较长、交叉点较多、覆盖面较广，成为影响供电有效性的主要因素。

2.1外力破坏优化。我国电力配电网因外力导致配电网损坏而发生供电事故比例占到近一半左右，需要有针对性的对外力破坏造成的供电有效性下降进行改进和完善。要在电缆密集地带设置电缆分支箱，对电网线路进行科学管理，配电网线路要用反光漆对路人和行车进行夜间警示，降低人为因素破坏。另外要注意施工中的外力因素造成的电力电网破坏。施工中要采用划分标段进行监督施工方式，减少外力破坏造成供电有效性降低的现象，提高配电网供电有效性。

2.2自然灾害破坏优化。优化中要根据不同灾害因素进行有效分析，加强电力配电网沿线的监控和保护，对电网周边环境进行考察，强化日常维护措施，定期修剪电力配电网沿线植物，降低自然灾害雷电、植被造成的电力配电网供电故障发生率。建立自然灾害区域监测制度，加强避雷装置维修和更换，确保避雷器始终处于正常工作状态。

3电力供电网供电有效性内在因素优化路径

3.1电力供电网导线优化路径。电力供电网导线的完整性决定着自身供电性能的高低，导线故障造成供电效率降低的因素很多，比如引线或熔丝、避雷器、开关等松动、发热等现象，会造成供电有效性降低。要对电力供电网变电站进出线和密集地带的电线采用交联电缆或绝缘导线，提高抗腐蚀、抗风化、绝缘性能、使用寿命。供电网导线与设备连接要用铜铝过度设备处理，确保线夹和热镀锌螺丝连接的安全性，提高电力配电网供电的有效性。

3.2电力供电网供电路径优化。供电有效性优化路径改进上要进一步完善配电网的CIM模型结构，增加母线类、分接头类、等值负荷类和交流导线类等模型结构，使配电网供电的整体需求得到满足。要在原有基础上完善电网路径，可以采用树形拓扑结构，在有效形成供电路径的同时完成等值电源搜索，从而为电力配电网供电的有效性增加保障。

4电力供电网系统中故障诊断的优化路径

4.1模糊理论在电力系统故障中的诊断。模糊理论FT以控制领域、计算机领域以及OR领域为核心，将控制方面的有关知识融汇到模糊集合规则中，利用分析、推理得出所需的处理结果。电力系统的运行中，输电网络故障诊断存在一些不确定性，利用专家系统来解决不确定的诊断模糊问题，很容易导致错误的结果。因此将专家系统融入模糊理论结合使用，能够将精确推理变为近似推理，增强了专家系统的容错性。同样的道理，如果把模糊理论与人工神经网络、遗传算法等人工智能方法结合起来使用，同样可以解决问题的不确定因素，从而提高故障诊断的效率。比如，在配电网络中，当每个设备的运行状况大致清楚时，先用模糊集方法描述设备的运行状况，之后就能决定适当维护水平的模糊现行规划模型构造。

因为模糊系统与专家系统类的结构有点相似，所以其缺陷也有些相同：一是模糊系统是通过搜索知识库内的规则集来实现诊断结论的，所以当系统情况复杂时，诊断结果会出现缓慢和滞后现象。二是模糊系统知识库或相关规则的模糊度不能随着传输网络结构与自动装置配置而自动调节，需要进行及时维护与调整。三是模糊系统自学习的能力欠缺。通过这几种综合因素来看，利用模糊理论的范围也是有限的。

4.2优化技术在电力系统故障中的诊断。优化算法OM，是依据电力系统的故障原因、特点分析，设定一个假想的事故适应度函数，并根据其适应度的测算值来更新假想事故数据，最后选择最大适应度假想事故集作为诊断结果。优化算法使用较广的是模拟退火算法、遗传算法、模拟分子进化算法等常见的遗传算法。如果在电力系统故障诊断中使用遗传算法，就要建立报警机制和估计故障点的模型，诊断结果应该能解释所有报警信息。利用遗传算法在巨的大搜索空间中自适应搜索的特性，让它与其他优化算法结合使用，可以找出最佳解，并其且算法简单、方便而适用，还能提高诊断速度。遗传算法的主要瓶颈是怎样建立一套合理的输电网络故障诊断模型，因为它在形成目标函数过程中，多级后备保护有时不能统一考虑，在寻优过程中随机因素比较明显，还需在这方面进一步深入研究改进。

结语：高压配电网承担着电网负荷安全、可靠供电的重任，加强和优化高压配电网可以满足用电可靠性和经济性需求。通过以上各种优化路径的分析与研究，我们可以看出，综合运用多种不同的技术，取长补短、相互融合，探索创新更加有效的提高高压配电线路容量优化方法，能更好的保证电力配电网供电的有效性和可靠性，提高用户对供电的依赖性，提升供电企业的经济效益。

参考文献：

[1]戴敏,周炳华.基于供电能力分析的高压配电线路容量优化方法[J].工程建设与设计,2016,(14):53-54.

[2]康伟.探析高压配电线路的常见故障和检修对策[J].山东工业技术,2016,(04):159.

[3]卢志刚,陈伟坤,张晓辉,张丹,马丽叶.城市电网输配全局最大供电能力分析[J].电网技术,2015,(06):1623-1630.

[4]钟万国.高压输配电线路节能降耗技术探析[J].电子制作,2014,(10):218-219.

[5]葛少云,郭寅昌,刘洪,马康,刘军.基于供电能力计算的高压配电网接线模式分析[J].电网技术,2014,(02):405-411.

作者简介：

张建文（1977—），男，汉族，本科，工程师，主要从事发电、供电管理工作。