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淺談自動(dòng)化管理模式的電網(wǎng)運行
隨著(zhù)時(shí)代的不斷發(fā)展，我國經(jīng)濟突飛猛進(jìn)，電網(wǎng)企業(yè)也逐漸朝著(zhù)高端化、智能化方向發(fā)展。而電網(wǎng)運行的好壞將直接決定電力系統是否安全。電力市場(chǎng)和節能發(fā)電中電網(wǎng)的運行方式改變了傳統電網(wǎng)運行的模式，能夠最大限度的保障電網(wǎng)的運行安全。對電網(wǎng)運行方式進(jìn)行管理能夠實(shí)現電力系統的安全、高校運行。
當前，我國電網(wǎng)運行方式存在一些缺點(diǎn)，比如智能化決策不高、科學(xué)化水平太低、電網(wǎng)運行方式的分類(lèi)不夠精細，這些缺點(diǎn)導致電力系統很難適應現代化的發(fā)展需求。加之，國內電力市場(chǎng)進(jìn)行改革，對傳統的電網(wǎng)運行提出了更大的壓力。所以社會(huì )迫切需要一種新的電網(wǎng)運行管理模式，來(lái)提高電網(wǎng)運行的效率。
1、自動(dòng)化管理模式的電網(wǎng)運行中的關(guān)鍵技術(shù)
自動(dòng)化管理模式的電網(wǎng)運行，需要關(guān)鍵技術(shù)的支撐，主要是對數據的標準化、特征變量的篩選、精細運行方式的形成、以及可用約束集的形成。該文章將主要分析電網(wǎng)運行的表征變量，選用了有功潮流作為變量，對數據采取標準化處理的方式，采用cos相似度測度對數據R型聚類(lèi)，并將其與圖論方法進(jìn)行結合，然后聚類(lèi)結果進(jìn)行適當修正,從而篩選出電網(wǎng)運行的特征量。當做完以上過(guò)程時(shí)，定義出兩個(gè)電網(wǎng)運行方式之間的場(chǎng)景距離,利用距離的大小來(lái)進(jìn)行分析，進(jìn)一步選取電網(wǎng)運行方式。
2、數據的標準化
電網(wǎng)運行方式中囊括了很多信息，表征電網(wǎng)運行狀況的方式也很多，本文主要選用有功潮流來(lái)進(jìn)行表征。不過(guò)，由于各個(gè)線(xiàn)路潮流的數值都不相同，所以迫切需要數據的標準化。
理論和實(shí)踐中，對數據標準化的方法一般是將數值標準化到-1到1之間，但是直接將數據縮放到這個(gè)區間之內，顯然不夠精細。本文利用物理公式進(jìn)行計算，定義Pnm為第m條線(xiàn)路在第n個(gè)場(chǎng)景下的有功潮流,Pmx為第m條線(xiàn)路的額定容量,公式為Py=Pnm/PmxPnm可以認為時(shí)廣義上的線(xiàn)路負載率，而且能夠反映出線(xiàn)路是否運行良好，意義重大，能夠為下一步的分析提供基礎。而線(xiàn)路的定額兩是由人工進(jìn)行控制的，從而可以根據不同的需要進(jìn)行不同的修改，提高了適應性。
3、選取電網(wǎng)運行特征量
電網(wǎng)運行需要很多的線(xiàn)路，數量可謂不計其數。所以如何挑選線(xiàn)路問(wèn)題至關(guān)重要，必須挑選最具典型的變量才能相應的解決問(wèn)題。線(xiàn)路的有功潮流之間會(huì )存在相互關(guān)系，太多的線(xiàn)路不利于分析場(chǎng)景的典型特征，所以要嚴格選取線(xiàn)路。首先進(jìn)行粗略的選取，將一些利用率較低的線(xiàn)路去掉，因為它們對電網(wǎng)運行的影響很小，從而為提高計算率打下基礎。
該文利用了統計學(xué)中的原理，利用變量聚類(lèi)結合圖論方法進(jìn)行特征變量的選取。采用數學(xué)中的計算向量間的余弦值，來(lái)考察變量之間的關(guān)系，通過(guò)這種方式，可以高效率的選出線(xiàn)路，避免傳統選取方式中的弊端（比如漏選）。公式為：cosine(La,Lb)=Ei(piapib)2/√Eip2iaEip2ib。
利用該公式就會(huì )得出很多線(xiàn)路簇，每個(gè)簇可能是一些物理上存在關(guān)聯(lián)或者不存在關(guān)聯(lián)的組合體。進(jìn)一步利用圖論方法改進(jìn)變量聚類(lèi)，從而在每個(gè)簇中選擇一個(gè)變量作為指標變量。
通過(guò)統計方法進(jìn)行計算。
4、電網(wǎng)運行方式的自動(dòng)化分析
完成上述操作之后，得到了各個(gè)運行方式的特征，進(jìn)行相應的聚類(lèi)。對電網(wǎng)以前運行場(chǎng)景中的相關(guān)變量進(jìn)行提取，從而形成運行方式矩陣，，然后進(jìn)行聚類(lèi)。將上述選取的特征值作為變量，盡可能多的去選取不同歷史過(guò)程中電網(wǎng)運行的方式。利用公式Euclid(Su,Sv)進(jìn)行計算，其中m為一共選取了多少個(gè)特征量。
5、約束集的形成
上述典型運行方式形成之后，對該運行方式進(jìn)行仔細的研究和分析。通過(guò)設定門(mén)限值，搜索典型運行方式里德特征變量。當搜索的特征變量明顯高于門(mén)限值的數值時(shí)，就是約束集的特征變量。門(mén)限值可以根據不同的需要進(jìn)行人為的不同設定，操作簡(jiǎn)單方便，因此適用性很廣。
6、自動(dòng)化管理模式的電網(wǎng)運行實(shí)際檢測
對某地區某電網(wǎng)的實(shí)際數據進(jìn)行收集，該電網(wǎng)采取了節能減排相關(guān)原則，對其進(jìn)行分析，選取了某一年度的實(shí)驗潮流數據，按照不同的時(shí)刻一共選擇二千個(gè)歷史運行場(chǎng)景，有功潮流的線(xiàn)路大約四百條，通過(guò)Euclid(Su,Sv)的計算公式，計算二百條線(xiàn)路的有功潮流，將該數據作為特征變量的聚類(lèi)結果。并通過(guò)約束集的方式，選擇線(xiàn)路利用率的門(mén)限值為零點(diǎn)九，一共得出的典型運行方式的約束線(xiàn)路是55條。
通過(guò)對某年度冬季某天的電網(wǎng)實(shí)際潮流和節能減排的實(shí)驗數據進(jìn)行對比，發(fā)現，發(fā)電前后存在很大差別的線(xiàn)路潮流點(diǎn)，一般是節能發(fā)電調度之后，變壓器的有功潮流明顯大于實(shí)際的潮流，而原先傳統的電網(wǎng)運行方式的分析不能夠滿(mǎn)足節能發(fā)電調度的需求，而基于自動(dòng)化管理模式的電網(wǎng)運行分析能夠很好的解決這個(gè)問(wèn)題。
7、結論
縱觀(guān)我國電網(wǎng)運行方式，可以發(fā)現目前的電網(wǎng)運行方式過(guò)于粗放，自動(dòng)化較低，無(wú)法適應現代電力市場(chǎng)的需求，也無(wú)法滿(mǎn)足節能發(fā)電調度的需求。面臨這些挑戰，為了實(shí)現電網(wǎng)的高校運行，該文主要探討了自動(dòng)化管理的電網(wǎng)運行方式，通過(guò)利用物理公式和統計學(xué)分析方法，建立了相應的模型，采用了聚類(lèi)分析和圖論方法相結合的方式，將電網(wǎng)運行中的特征變量提取出來(lái)，然后對此進(jìn)行自動(dòng)化的分析。然后通過(guò)實(shí)例，驗證了該模式的有效性、科學(xué)性和優(yōu)越性。該模式能夠對電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調度提供一個(gè)方向，能夠對電力安排提供指導。本文也旨在通過(guò)該自動(dòng)化管理模式，能夠讓電網(wǎng)相關(guān)部門(mén)提高電網(wǎng)運行的自動(dòng)化程度，從傳統的年度轉變成月度，在電網(wǎng)相關(guān)人員進(jìn)行未來(lái)潮流的預測過(guò)程中，應用該模式能夠選取合適的運行方式，從而全面提高電網(wǎng)安全的管理，提高電網(wǎng)運行的自動(dòng)化水平，實(shí)現電網(wǎng)運行的智能化、科學(xué)化。
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