黄跃兵
［摘 要］ 介绍了等耗量微增率准则的结构和原理，以此为基础成功地建立了城区配电网有功优化调度的数学模型，提出了最优调度的概念。通过对鄂州城网的实例计算证明提出的数学模型是成功的，为城网改造及优化调度、降低网损提供了理论依据。
［关键词］ 等耗量微增率准则； 城网； 优化调度； 数学模型
［中图分类号］ TM731 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1006-3986（1999）03-0018-02
Mathematics Model of City Network Active Power
Optimization Dispatching
HUANG Yao-bin
（Hubei Ezhou Electric Power Supply Bureau，Ezhou 436000,China)
Abstract: This paper introduced the structure and principle for equal loss of micremental rate.Based on that the author was successfully established an active power optimizing dispatching mathematics model for city network and the concept of optimization dispatching was put forward.Through calculation for Ezhou city network,it is proved the model is successful.This method provides theoretical basis for city network reform optimizing dispatching and decreasing network loss.
Key words: equal loss of micro-incremental rate principle; city network； optimizing dispatching； mathematics model
随着电力系统的发展，城市配电网日益完善。配电网自动化的各项功能为配电网优化调度提供了重要的软、硬件保证。本文通过利用电力系统发电机组之间最优分配负荷的等耗量微增率准则［1］，可成功地建立供、配电的主变群落和线路优化分担配电区域内的有功负荷的数学模型。在配电网自动化的配合下，调度人员能合理地重组城网运行方式，使配电网安全、可靠、经济运行。
1 优化问题的数学模型
1．1 等耗量微增率准则
任何发电机组的基本能量特性是输入与输出的能量之间的关系，一般称为耗量特性，其表达式见公式(1)～（5）［4］。
Fi=a0i＋a1iPGi＋a2iP2Gi
（1）
式中 aoi、a1i、a2i——不同的常数
PGi——某台火电机组的有功出力
Fi——某台火电机组的耗损能量
曲线F（PGi）上某点切线的斜率称为耗量微增率。
（2）
式中 b0i＝a1i b1i＝2a2i
如果假令网络的有功功率损耗ΔPΣ＝0的话，要使各发电机组在总负荷PL下最优发电，必须满足等式约束条件：
（3）
满足不等式约束条件：
PGi.min≤PGi≤PGi.man
满足上述条件时：
（4）
从而可求符合发电机组的最优电力为：
（5）
1．2 建立配电网优化供电数学模型
在配电网中，供电行为一般为多台主变通过多条线路将有功功率输送到380 V用户网络，这一网络称为负荷B区。假定负荷均匀分布，供电形式可以是1∶1(即1台主变，1条线路送到B区，专供线路)或1∶n，通过网络等效，均可以变成以下通用供电形式：
图1 供电网通用供电形式
图中 Psi——由同台主变供电的负荷B区以外的负荷，假定为固定值；
Li——为第i台主变送出功率的线路
PLi——为第i条线路承担的B区有功负荷
将各电压等级下的元件参数归算到变压器的高压侧，设为基准电压UN则配电网各功率之间的关系为：
（6）
式(6)中P0为区外固定负荷Psi与第i台主变的铁损之和，α为线路供电同时率，比较(1)式与(6)式，可以从发电机的等耗量微增率的概念求出第i台主变的最优出力PLi，从而使得ΣPAi最小。它必须满足不等式约束条件Pi.min≤PLi≤Pi.max和等式约束条件，ΣPLi＝PL。Pi.min为i台主变的最小经济负荷，Pi.max第i台主变的额定容量。
得到了主变最优出力的数学模型后，理论上可以通过计算机在线动态优化调度，调度微分量可达到1 kW。但实际上这是不现实与不经济的。为此，我们引入城区供电最优供电面积的概念［2］［3］，求得配电网最优调度因子γ，表达式为：
（7）
式中 S——配电区域B的面积
SJ——配电区域B的最优供电面积
2 优化调度实例
鄂州市城区配电网经过多年发展，10 kV高压网络结构合理，380 V用户网络负荷分配均匀，配变及柱上开关配置合理，这些条件为调度员提供了良好的调度环境，负荷均匀分布在18 km2的城区面积内。图2为鄂州市城区供电网络：
图2 鄂州市城区配电网简化示意图
计算结果见表1。
表1 优化调度与实际调度的网损对照表 单位：MW
注：
。式中ΔPΣ为每一支路送到B区有功损耗之和。
将图2通过网络等效可得到等效图3。
图3 鄂州城区配电网的功率流向简化图
3 结论
通过实例计算，优化计算结果完全满足不等式约束条件及负荷等式约束条件。由表1可知，调度优化的结果是网损降低了0．5～0．9个百分点，提高了电网的经济效益。
由于目标函数考虑了线路的供电同时率，在一般的线路停电时间较短的情况下(5～20h)，对优化结果不受影响，其重要性表现在调度员可以用小时为单位预置调度曲线，减少优化数据动态变化对调度员日常工作的影响。
