配电网故障应急资源自适应优化分配策略单辉

配电网故障应急资源自适应优化分配策略单辉

(国网山东省电力公司东营供电公司山东东营257091)

摘要:随着我国经济社会的发展,用户对供电质量的要求也越来越高,这就对配电网故障的应急抢修工作提出了更高的要求。目前,配电网故障问题的研究主要针对故障恢复、抢修路径的优化及现代通信技术在配电网故障抢修中的应用;而供电公司对应急资源(包括人员、车辆和工器具及备品备件)的专业化管理较为简单,没有确定的资源分配原则,这样就会造成某些应急队伍的资源不足,而其他队伍的资源多余。因此,本文提出自适应优化分配策略。

关键词:配电网故障;应急资源;自适应优化分配

配电网故障应急抢修调度作为电网应急管理系统的重要组成部分,可以为应急管理提供辅助决策支持作用,运用配电网故障应急自适应优化分配策略,可以实现应急资源的最优配置,解决资源分配不均的问题,提高故障抢修的效率和质量,为实现配电网精益化管理和优质服务提供保障。

一、配电网故障应急资源分配的基本策略

实现最优数量的人员、车辆和工器具及备品备件到应急抢修工作的映射。不同的故障抢修工作需要不同数量的应急人员、车辆和工器具及备品备件,因此,给每个抢修工作分配最匹配的人员、车辆和工器具及备品备件数量,可以在抢修成本最小的情况下快速有效地完成抢修工作,实现应急资源的最优配置。

让负荷等级高的故障点的应急抢修工作得到优先执行。对于配电网,由于负荷等级不同,发生故障时造成的损失和影响也不同,先执行负荷等级高的故障点的抢修工作可以最大限度地减少停电损失,使得抢修工作更有效率。

保证负责抢修区域范围较大的应急队伍分配到较多的应急资源,使抢修工作能够更好地完成。

二、配电网故障应急资源自适应优化分配策略

1自适应指标

外部自适应指标是从应急资源的适应程度来考虑的,它反映了应急人员、车辆和工器具及备品备件与抢修工作的匹配程度,其值越大说明资源分配越合理;外部自适应指标的引入是为了满足上述应急资源分配的第1个条件;外部自适应指标是由人员自适应指标、车辆自适应指标和工器具及备品备件自适应指标3个分量构成。3个自适应指标取平均值,它反映了应急资源与抢修工作的匹配程度。

内部自适应指标是从抢修工作本身来考虑的,它反映了抢修工作的先后顺序和各应急队伍所负责的抢修范围;内部自适应指标的引入是为了满足上述应急资源分配的后2个条件;内部自适应指标由负荷等级自适应指标和区域面积自适应指标构成。负荷等级自适应指标反映了抢修工作的先后执行顺序,抢修工作的负荷等级自适应指标,其值越大表明负荷等级越高,该类抢修工作的执行优先级越高。取各应急队伍所负责的抢修范围内的抢修工作的负荷等级自适应指标的平均值作为该抢修队的负荷等级自适应指标,区域面积自适应指标反映了各应急队伍所负责的抢修范围,一般而言,区域面积越大,抢修工作越多,所需的应急资源也越多。

2自适应优化分配策略的流程与步骤

本文提出的自适应优化分配策略有以下几个限定条件:

1)分配给各抢修工作的应急人员能够完成该抢修工作。

2)应急资源能够满足所有抢修工作的需要,即其数量足够大。

3)各抢修工作由负责该区域范围内的应急队伍完成。

4)正在进行抢修工作的应急队伍要完成当前任务后才能去执行新的抢修工作,保证不会出现浪费应急资源的情况。

自适应优化分配策略的流程与步骤如下:

1)确定应急队伍及应急资源数量,划分各应急队伍的区域范围。

2)确定各应急队伍负责的抢修工作,包括其故障对象、故障点的负荷等级、每月发生次数、处理时间、所需的应急资源的种类及数量。

3)给定各抢修工作的负荷等级自适应指标和区域面积自适应指标的值,从而确定内部自适应指标的值。

4)根据公式计算各应急队伍的总的自适应指标值,当其值达到最大的时候就是最优的资源分配策略。

3配电网故障应急抢修流程

黑板模式就是在多个知识源的共同协作下,如何将问题系统地提出、描述、分解、分配以及选取此过程中满足约束条件的中间解组成一个满意的整体解的过程。黑板是黑板模式中的关键模块,其为一个共享的问题求解工作空间,可以记录问题求解过程中的中间解及状态信息,并且可以调度各知识源以及控制知识源的信息发布和信息访问。

1)配电网因突发事件发生多处故障后,多代理系统启动,黑板接收到由配电网故障初始数据采集代理采集提交的各故障点故障信息,将信息更新到黑板初始层,并触发适应性测度计算代理进行优化计算。

2)适应性测度计算代理根据黑板初始层的故障信息以及当前的抢修资源配置情况计算出针对当前故障情况下的若干组最优抢修资源分组方案,提交到黑板适应性测度优化层,同时触发抢修预案计算代理进行优化计算。

3)抢修预案计算代理根据当前适应性测度优化层存储的分组方案结合初始层采集到的实际故障信息计算得出整体最佳抢修预案,提交到黑板抢修预案优化层。

4)知识源控制器将黑板上提供的计算结果及故障信息发送到各抢修班组代理,各抢修班组代理根据接收到的指令选取对应的大型(核心)工机具组成各自的抢修小队,各抢修小队依照最佳应急抢修预案中的相应指示依次抢修各故障。

5)各抢修小队在抢修过程中每修复一处故障都将实际抢修时间、网络拓扑等信息更新到黑板初始层,当实际完成时间超过优化方案的允许误差时间,转回步骤3),计算更新抢修预案中各故障的修复顺序,同时上传到黑板,并由知识源控制器将预案中发生的变化发送到相应的抢修班组代理,指导该抢修小队调整抢修顺序,使得经济损失更小以及需要协作的抢修任务等待时间更短。

6)判断全部故障修复是否都完成,否则转至步骤5)继续进行抢修。

结束语

配电网作为电力系统的重要组成部分和输送电能的重要环节,直接影响到电力公司供电质量的稳定性、可靠性及用户对电力公司的满意程度。因此提出配电网故障应急资源自适应优化分配策略。首先建立应急人员、车辆和工器具及备品备件的分配模型;然后提出一种基于资源合理分配的最小绝对差值分配算法,在此基础上,提出应急资源的自适应优化分配策略,通过引入自适应指标的概念来描述应急抢修工作与资源分配的匹配程度和相关因素对应急资源分配的影响;最后,进行仿真,仿真结果验证了所提自适应优化分配策略的有效性和实用性。

参考文献:

[1]朱朝阳。电力应急管理理论与技术体系研究[J].电网技术,2011,35(2):178-182.

[2]郭晓鸣。电网应急资源调度方案研究[J].电力系统保护与控制,2011,39(20):11-16.

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