高新軼

【摘要】：建立了以饋線開關(guān)為節(jié)點、以饋線為邊的配電網(wǎng)簡化模型，并采用負荷作為節(jié)點和邊的權(quán)，給出了節(jié)點的負荷與邊的負荷的關(guān)系。采用對負荷歷史數(shù)據(jù)和溫度歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析的方法，對超出歷史溫度范圍的情形采用最小二乘法擬合，得出了配電區(qū)域的超短期負荷預(yù)測結(jié)果，利用節(jié)點的負荷與邊的負荷的關(guān)系進一步得出全配電網(wǎng)的超短期負荷預(yù)測結(jié)果。配電網(wǎng)運行方式的改變并不影響所提出的方法的預(yù)測精度。實際應(yīng)用結(jié)果證實了所提出的方法的可行性。

【關(guān)鍵詞】負荷預(yù)測;配電網(wǎng);配電自動化

超短期負荷預(yù)測對于配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行和配電網(wǎng)規(guī)劃具有重要意義，一直是研究的重點問題之一。文獻[1]提出了一種時間序列與回歸方法，文獻[2]提出了一種基于用電曲線的負荷預(yù)測方法，文獻[3]提出一種利用專家系統(tǒng)的負荷預(yù)測方法，文獻[4]提出了一種基于概率密度的負荷預(yù)測法，文獻[5]論述了采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行負荷預(yù)測的方法。

1.配電網(wǎng)的建模

配電網(wǎng)采用文獻[6]提出的模型，即將配電開關(guān)看做節(jié)點，而將配電線路和配電變壓器綜合看做邊。對于N節(jié)點配電網(wǎng)，建立N×5階的DT鄰接表反映網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，第1列元素取值為0，1，2或3，分別表示節(jié)點i是普通點、T接點、源點或末梢點;第3列至第5列元素描述與該節(jié)點相鄰接的節(jié)點，空缺處填-1;第2列元素本文沒有用到。建立N×5階的CT鄰接表反映當前運行方式，其第1列元素描述節(jié)點i所處的狀態(tài)（為1代表合閘），第2列和第3列元素分別表示以節(jié)點i為終點的弧的起點的序號，第4列和第5列元素描述以節(jié)點i為起點的弧的終點的序號，空缺處填-1。顯然，在已知各個開關(guān)的狀態(tài)和DT鄰接表的情況下，可以推算出CT鄰接表。顯然，父節(jié)點的負荷等于它的所有子節(jié)點的負荷之和加上它們的所有同父弧的負荷之和，即：

D式中：a（v）是節(jié)點m的所有子節(jié)點的集合。在已知邊的負荷的情況下，根據(jù)式（1）可以計算出節(jié)點的負荷.對于圖1所示的配電網(wǎng)，其T，CT和ST分別如下：

圖1中，配電區(qū)域是指相互連通的若干饋線段構(gòu)成的子網(wǎng)絡(luò)，配電區(qū)域的外部端點全部為饋線開關(guān)，其中潮流流入的端點稱為入點，其余端點稱為出點，配電區(qū)域的內(nèi)部端點全部為T接點或沒有內(nèi)部端點（例如饋線）.配電區(qū)域是配電網(wǎng)運行方式調(diào)整的最小單元，這些配電區(qū)域內(nèi)的負荷規(guī)律是不隨運行方式的變化而改變的，因此可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的規(guī)律性加以預(yù)測。對于一個配電自動化系統(tǒng)，在正常情況下，主變電站出線開關(guān)處的負荷可以通過變電站的RTU（或綜合自動化裝置）采集，饋線開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)處都裝有配電終端單元（FTU），因此流過這些節(jié)點的負荷是可以獲得的。對于T接點（如節(jié)點9），由于沒有安裝量測設(shè)備，因此流過它的負荷是未知的.對于一個由入點vi和出點vj，…，vk圍成的配電區(qū)域，其負荷sP（vi，vj，…，vk）與其外部端點的負荷的關(guān)系為：

2 配電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)負荷的預(yù)測

配電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)負荷的預(yù)測，實際上是配電自動化系統(tǒng)采集的各個開關(guān)節(jié)點的負荷數(shù)據(jù)，并根據(jù)式（2）計算得出該區(qū)域的負荷數(shù)據(jù)sP，配電自動化系統(tǒng)將采集到的0.5h（或1h）間隔的區(qū)域負荷數(shù)據(jù)存儲起來形成歷史區(qū)域負荷數(shù)據(jù)，再加上歷史溫度信息，就構(gòu)成了最小配電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)負荷預(yù)測的建模的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。設(shè)sP為配電區(qū)域的歸一化負荷：

3 超溫度范圍負荷預(yù)測的最小二乘擬合

由式（5）可見，第2節(jié)描述的配電區(qū)域負荷預(yù)測方法存在一個問題，就是當要預(yù)測時刻的溫度大于或小于歷史數(shù)據(jù)中的最大溫度值或最小溫度值時，將對歸一化負荷的預(yù)測結(jié)果產(chǎn)生嚴重影響，所以引入最小二乘法對溫度與歸一化負荷進行擬合來解決這個問題。假設(shè)歸一化負荷與溫度之間的關(guān)系為：

需要指出的是，只有在要預(yù)測時刻的溫度大于或小于歷史數(shù)據(jù)中的最大或最小溫度值時，才使用最小二乘擬合的方法。

6 結(jié)語從負荷的角度建立以饋線開關(guān)為節(jié)點、以饋線為邊的配電網(wǎng)簡化模型，將配電網(wǎng)分解成許多區(qū)域，并描述了節(jié)點的負荷與區(qū)域的負荷的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，提出了基于區(qū)域負荷的配電網(wǎng)負荷預(yù)測方法，這種方法對于配電網(wǎng)運行方式的改變具有很好的適應(yīng)性。

參考文獻

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