配电网负荷预测方法研究

曹建春

摘要：随着电力行业的发展，配电网作为电力网络与用户连接的重要途径，科学合理地规划配电网网架，能够提升配电网供电质量并为电网平稳运行提供强大的支撑。近些年，能源匮乏与环境污染问题日益恶化，对低碳环保的诉求愈发强烈，传统配电网网架存在较多弊端，已无法适应社会发展，必须做出相应整改。

关键词：配电网；负荷预测；方法

引言

本文研究主动配电网分布式电源、无功补偿设备、柔性负荷的优化控制策略。将配电网进行区域划分，在时间上构建长时和短时衔接的控制模式，长时进行全网优化控制，给出各个区域的优化目标；短时负责区域内的协调校正控制，实现对区域优化目标的有效跟踪。

1配电网负荷特性

鉴于各行业用户负荷存在较大差异，表现在同日内各个时刻的负荷差异、单周内工作日及周末负荷差异等方面，从较为常见的典型行业对用户负荷进行分类，包括商业负荷、行政负荷、工业负荷及居民负荷类型，具体描述为：（1）商业负荷。针对商业负荷类型而言，其在夏季负荷峰值达到最大，且周末负荷明显超过工作日的负荷，在10：00—21：00期间的负荷峰值较高，其余时间负荷偏低，存在较为明显的峰谷差。（2）行政负荷。行政负荷类型用户在秋季的负荷峰值最小，夏季负荷峰值最大，且在工作日期间负荷远超过周末，负荷峰值在工作日主要集中在8：30—11：30、13：00—18：00。（3）工业负荷。工业负荷类型的负荷峰值主要集中在夏秋两季，因为此时设备需进行降温处理，工作日比周末的负荷略高一些，负荷峰值主要集中在6：00—22：00。（４）居民负荷。居民负荷类型的负荷峰值集中在夏季以及冬季，主要涉及空调制冷／制热的影响，居民负荷在周末会明显大于工作日期间的用电负荷，用电高峰则集中在18：00—23：00，中午会有小波负荷高峰。

2配电网负荷预测方法

2.1考虑需求响应的系统控制

在工程中应当以最小过切率作为精切控制的目标，以过切率的大小评价配电网精切控制的精细化程度，若精准切负荷的过切率过大，则说明此时的切负荷量已经大于设定切负荷量，所造成的危害对配电网终端用户影响便越大，采集用户用电的满意度就越低，通常将过切率分为均值过切率与瞬时过切率。从过切率组成与影响视角出发，认为用户用电负荷的粒度是影响配电网故障精切时过切率的重要因素。因为配电网下终端用户的响应负荷存在较大差异，进而会造成系统在挑选切负荷用户时出现因用户响应粒度过大致使过切率偏高的问题，所以需要借助需求响应策略(De-mandResponse,DR)解决此类问题。DR可以在配电网处于用电高峰时借助调度用户可转移负荷的方式，实现在配电网到达峰值前对其进行削峰的目标。

2.2粒子群智能算法寻优求解

DR的精准切负荷策略可视为一个非线性的最优化问题，需对众多变量进行求解计算，造成求解复杂度偏高且求解结果一般非最优解，同时在设定的误差浮动条件下，能够得到多个次优可行解。针对上述问题，本文将使用粒子群算法对其进行计算，其目的在于获取最佳次优可行解的同时降低求解过程中的复杂性。使用粒子群算法的寻解步骤为：第一，负荷终端需对用户响应数据信息进行上传，并在精准切负荷主站对上传用户用电信息进行判断；第二，精准切负荷主站需对用户响应粒度进行计算；第三，结合用户响应粒度的结果实现对用户的等级划分；第四，构建极小值过切率的目标函数，并结合预期切负荷值更新约束条件；第五，运用粒子群算法对预产期函数的最优解进行计算，从而得出ｔ时刻下分钟级的精准切负荷策略。

2.3电网结构调整

事故发生在负荷中心区域，6个330KV变电站相互联系十分紧密。当故障发生时，形成多个环网，且变电站之间的电气距离较近，导致电压暂降幅值大、波及范围广，最终导致大面积负荷损失。为避免类似事故再次导致负荷损失，电网运行管理人员在满足各项要求的基础上进行网架结构调整，断开变电站C和变电站D之间的330KV三回线，断开变电站D和变电站A之间的330KV双回线，连接变电站A和变电站C之间的330KV交流线，实现了A、B、C、D、E、F变电站的解环。根据网架结构评价体系，分析该网架结构调整方案在减少负荷损失量上的有效性。

结语

本文对主动配电网的控制策略进行优化升级，在长时间周期控制中基于配电网现有资源实现功率损耗最低的控制目标，在短时间周期控制中合理协调区域内的无功补偿设备、分布式电源、负荷等发挥校正控制作用，对配电网产生的功率波动进行有效抑制，并对全网优化控制运算出的运行目标进行快速跟踪。经过算例仿真验证了本文提出控制策略的有效性，可以进行大规模推广应用的价值。

参考文献

[1]陈哲,王主丁,黄河,等.中压配电网规划中计及多因素影响的供电分区划分方法[J].电网技术,2020,44(12):4636-4643.

[2]葛少云,蔡期塬,刘洪,等.考虑负荷特性互补及供电单元划分的中压配电网实用化自动布线[J].中国电机工程学报,2020,40(3):790-803.

[3]朱文广,廖志军,刘洪,等.考虑需求响应与高比例可再生能源接入的主动配电网扩展规划[J].电力系统及其自动化学报,2019,31(5):84⁃91.