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摘 要：在对配电网进行节能规划的编制过程中，必须充分考虑电网的系统性差异，这就需要采取分层分区的差异化节能规划方案，实现对配电网的节能规划。文中主要通过对差异化节能的规划模型构建，对模型进行了计算和分析，并结合实例对规划方法加以研究，以此实现对配电网差异节能规划方法的优化。
关键词：分层分区；配电网；差异化节能；规划方法
配电网点面涉猎范围广泛，具备较大的节能潜力，这对配电网实施节能规划有着重大意义。从国内外当前对配电网节能规划的研究现状出发，在对单挑线路进行节能优化时，通常采用差异化比较的方法，即通过不同的节能手段加以协同作业，实现节能规划；在对区域电网进行节能优化时，通常采取分层分区的方法，实现对线路资源的规划配置。本文将在已有的研究成果上，对分层分区的节能规划模型建立方法进行改进。
1.1 分层节能的规划思路
考虑到基层配电网的节能规划任务通常由上级电网企业下达，因此在进行节能项目的规划设计与投资金额确定时需依照实地考察的情况对其加以汇总，并由上级电网企业进行批复和制定。本文主要针对的是节能规划方案在投资分配与效益分析方面的问题。
在进行区域电网的改造中，首先，依照供电区域或变电站对配电网加以解列，分区形成各个子区配网，之后依据子区配电网的节能指标，采取线损的预测方法，对其节能潜力进行分析，然后对改造资金进行初次分配(由阶段A至阶段B)，分区规划如图1所示；其次，对各个子区配网的投资成本及节能效益进行目标设立，对资金进行二次分配(B至C阶段)，即为上层规划；最后，以配电网的线路运行榆树作为条件，采取前推回代的潮流计算方法，获取各线路协同作业的最佳节能优化方案(C至D)，即为下层规划，以此确定节能方案及投资分配，配电网节能规划的具体建模思路如图1所示。
1.2 上层的规划模型构建
图1 节能规划的具体建模思路示意图
配电网的节能投资需依照项目的类型进行改造分类，其中，节能效益依据各线路来进行分类，并根据此项原则进行上层投资成本与节能效益的规划模型构建，具体模型如下：
其中，Pgi(t)表示单项节能改造i方案的改造成本，
1.3 下层的规划模型构建
(1)目标函数。
下层规划的模型构建主要是在满足电网运行约束与降损约束的前提条件下，对电网具体线路的各项节能措施进行费用支出最小方案的选取，从而选出最佳方案。下层的规划模型构建如下：
其中，μ表示资金的回收系数；β表示贴现率(在此取8%)；n表示设备的使用寿命；f1表示具体线路在进行改造时的节能总投入；f2表示总线路的网损费用。且CL、CT、CMD、CM依次表示节能改造中的导线投资、配电投资、无功设备投资以及整条线路的全部运维费用；CrA、C5表示设备残值与停电损失；△Pj表示支路的有功损耗；α表示电价；T表示线路带电作业运行的年均小时数。
(2)约束函数
①网络潮流的约束，指的是配电线路各节点处的电压和电流及有功(或无功)质检需满足迭代方程对其的限制；②配变负载的约束，指的是配变负载率需处在合理区间的范围内；③无功设备的约束，指的是单项无功设备的容量需在允许区间中，且无功设备的应用不能使节点处电压出现越限情况，同时武功设备的采购及安装费用需同CMD保持一致；④线路电流的约束，指的是在线路改造后的最大电流需同导线的规格互相匹配。
以上述总体规划思路和分层分块建模的情况，对节能规划的模型进行求解框架的勾勒，具体求解框架图如图2所示。
在图2中显示了本文所提出的规划模型求解程序，主要分为三部分进行。其中，第一部分是对改造样本进行投资分配的初次优化，增强了规划工作的目标性；第二部分中的下层规划则需与上层规划进行嵌套，实现循环计算，解析如下：首先，线损预计是子区配网列入节能改造过程中的判断基础。考虑到电力系统具备的灰色特征，对各个子区的配网年均线损率及静态的节能指标进行灰色预测法的矩阵构筑预测，从而得出最新的线路线损预测；其次，在模型求解中的下层规划需予以上层规划的嵌套，以此实现方案的整体优化。
图2 模型求解框架
某供电企业在进行区域配网的节能规划方案决策时，将此配网区域依照变电所划分成A1和A2两个子区，经上级批复得到的改造资金投入为1000万元，预期降损目标2%。
依据A1和A2两子区的历史数据，结合配电网的规模，采取灰色预测法对线路线损加以预测，从而得到改造资金的初次分配和单项节能项目的资金限制。
将子区配网的各条具体线路所采取的节能措施进行差异化比较，并充分考虑在规划期间内的线路运行状况、负荷增长等因素，采取已构建的下层规划模型，运用电子计算机软件对相关数据进行计算，获取该条线路节能改造的最优方案。
与此同时，子区配网中的其他线路参照上述步骤，代入至模型中进行计算，从而得出各自在节能层面的最佳协同改造方案。在这一过程中，必须严格遵循模型的求解框架，在采取下层模型对各条线路进行优化以后，还需将其代入至上层模型中，加以循环优化。
经上述操作得出经模型构建及计算所得出的最终节能规划方案，在该方案中，资金的闲置率为5.2%，网损下降幅度是4.57%。由此发现，其网损的降幅高出预期指标的2%，且资金闲置率较低，在确保降损的同时，也提升了方案的经济性。
综上所述，本文提出的节能规划方法主要针对的是在投资成本与节能效益两方面内容的协调规划，并根据局域网整体的降损目标，分区分层的进行配电网子区所包含线路的改造规划方案确认。第一，将局域网中复杂密布的配网划分成各个子网区域，提高方案计算的目的性及准确性；第二，对节能措施存在的差异化加以充分考量，并将节能模型分成上层模型和下层模型，同时根据各自的特点构建满足模型要素条件的目标函数；第三，在进行代入数值的具体求解过程中，需依照求解框架进行计算，同时，上层模型与下层模型并非各自分离，在寻优的过程中需要采取嵌套计算的方法，进行相互之间的循环反馈，以此获取局域网各个线路的整体协同改造最优方案。经过实例简析，确定该节能规划方法能够对区域配电网的线路节能改造进行合适的规划方案确认，为项目改造投资的资金分配和具体改造方案的确认提供决策依据，具有工程参考价值。
参考文献：
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