配电网络电能质量综合治理设备优化配
置策略
摘要：随着配电网络的不断完善，传统的低压配电网运行模式已不能满足用户对电能质量指标的要求。针对此情况，本文通过对配电网网络中电能质量综合治理设备参数的配置进行优化，并通过优化策略，提高了综合电能质量治理效率。
关键词：配电网络；综合能量管理；电能质量治理装置；优化配置 引言
随着经济、社会的快速发展，人们对供电服务提出了更高要求。由于我国电力系统规模庞大，且地理位置分布不均衡，使得供电区域内出现了较多的电压、频率波动和电压畸变问题。因此，电网设备的运行效率和性能对于配电网络而言十分重要。在配网中，由于用户侧低压配电系统容量较大、设备功率较小以及负荷分布不均匀等原因，造成大量的谐波电流发生并逐渐扩散到用户侧设备中；另一方面，大量存在于用户终端设备上的高次谐波会给用户造成严重的电能质量问题。在此背景下进行了对配网中配电网络能量管理系统优化配置方法进行研究。
一、配电网电能质量综合治理装置的性能
①配网谐波综合治理装置（简称装置）是指在供电区域内通过电能质量综合治理，对用户侧电能质量指标进行治理，并形成有效的配电网电能质量管理体系，使区域内的客户用电得到保障； ②装置配置的主要功能是对设备参数组合进行配置优化。 ③配网运行期间装置主要功能是在配电网架设期间对系统进行优化配置； ④设备的整体性能稳定，运行时间较长。 ⑤该设备能充分满足当地供电区域内客户侧电能质量指标检测需求。 ⑥可以结合配网运行方式、用户侧负荷类型等实际情况将设备的功能和参数进行灵活组合，满足客户多元化用电需求； ⑦装置可以利用实时监测装置对用户侧电压波动、无功损耗和功率因数进行监测，并在设备发生异常时发出告警信号，方便工作人员提前处理事故。
1、装置的配置可以满足供电区域内的检测需求
随着社会经济的不断发展，人们的生活水平逐渐提高，居民对电能质量的要求也越来越高，而配电系统在为人们提供电力服务的同时也会带来一定的电能质量问题，如：电压不稳定、谐波含量超标等。因此，为有效治理用户侧电压波动和功率因数，确保客户得到优质、可靠、稳定的电力服务，有必要在配网中配置配网谐波综合治理装置。配网谐波综合治理装置是一种对配电系统进行管理和治理谐波的装置。它可以通过数据采集等方式对用户侧功率因数、无功功率和电压波动等电能质量指标进行监测；又可以将数据传输到管理中心服务器中对设备进行参数设置和配置优化；还可以对系统设备出现故障时发出报警信号并提供排除故障方案。通过该装置的应用保障供电区域内客户得到优质、可靠的电力服务。在配电网建立期间，为进一步加强电能质量治理，保证电网运行稳定，对配电室及终端用户进行负荷分类管理，根据用户不同负荷类型采取不同措施来治理电能质量指标。
2、装置可以满足供电区域内的设备运行状况的实时监控
配电网络电能质量综合治理装置在配网运行期间，对供电系统进行优化配置，并将系统参数和供电区域内的实际情况结合起来，满足实际用电需求。首先，根据实际用电需求来确定负荷类型。其次，将不同用户负荷类型的电压波动、无功损耗和功率因数等作为衡量标准。最后，根据装置的运行状态对配电网络进行优化配置。最后，利用配网运行期间装置监测用户侧电压和功率因数等实时数据。在配电网架立期间对系统参数进行优化配置，保证其能够满足用户用电需求。
二、优化配置策略研究
本文采用的优化配置方法是综合能量管理系统（Energy Meteorological Management System, EMPMS）。基于能量管理系统对设备参数进行优化配置时，首先需确定能量管理系统的功能结构和相关参数。根据实际情况，确定功能结构包括数据采集模块、能量管理模块、电能质量治理模块以及电能质量分析模块。根据功能结构的确定，能量管理系统需要实现的功能主要包括：（1）电能质量治理（含谐波治理）：包括电压/电流不平衡/过电压/欠电压保护和接地故障保
护；（2）用户侧能量接入：在用户侧与供电系统之间安装能量接口装置，通过该装置对配电系统进行能量接入；（3）电能质量分析：在配电网络中建立数学模型，通过该数学模型判断当前负荷的类型，并判断负荷是否为谐波源等。
综合能耗管理系统的配置方案。为了满足实际需求需要，本文首先需确定综合能耗管理系统所需要的设备参数。综合能耗管理系统应包括数据采集系统、监控报警系统、控制中心、通信传输网络以及辅助设施五部分等。
能量管理系统的功能结构。将所确定的配置方案运用层次分析法进行分解，并以层次分析中最小层次作为最终目标进行分析。根据目标规划得到各层次指标体系，以各指标确定相应的权重，将各层指标按照层次划分为多个子层。最后按照上述步骤对所有层进行优化配置即可得出整个综合能效管理系统优化配置方案。在建立优化配置目标及对应的权重后，本文又对其进行分析与评价。首先在所构建的目标函数中加入最小二乘法进行求解；然后结合目标函数及约束条件计算得到各个指标在不同层级上的最优值；最后以此最优值为基础求出每个方案中各个设备参数组合下相应指标所对应的最优值与相应权重后得到最终配电网电能质量综合治理设备参数优化配置方案。经过本文综合能耗管理系统设备优化配置过程得到整个配电网络中所需设备参数清单。在进行综合能效管理系统设备优化配置时，本文所提出的配电网电能质量综合治理方案中所有涉及的参数组合均能满足相关要求，其中最小二乘法所求出最优值与实际值十分接近；在执行过程中，本文所有配电网电能质量综合治理方案均能满足各项指标要求且执行过程比较稳定。根据所得到配网电能质量综合治理方案执行结果可知：从总体上看，整个综合能效管理系统方案完成了预期目标。
三、结束语
综上所述，本文对配电网电能质量综合治理设备参数配置的优化方法进行了研究，通过对配电网电能质量综合治理设备参数配置的优化，提高了综合电能质量治理效率，满足了用户对综合电能质量指标的要求。但本文也存在一些不足之处，主要表现在：（1）本文通过构建电力系统多时间尺度负荷模型来研究配电网中负荷预测方法和优化方法，但这一方法无法同时满足不同区域的需求。（2）基于配电系统仿真平台进行建模时需要增加大量的计算工作量且需要较高的计算
精度。（3）配电网中电能质量综合治理设备参数配置是一个多目标优化问题。目前所采用的优化算法大多只能解决其中一个目标下各因素之间互相制约的问题，但并不能解决所求目标综合评价值与其对应各因素之间相互制约的关系。（4）本文将配电系统作为研究对象考虑其系统建模时需要添加大量变量和假设，这样会导致模型过于复杂且容易陷入局部最优。未来研究可以考虑建立一个统一、通用、可靠和实用的配电网多时间尺度能量管理系统，以满足配电系统不同区域电能质量要求。同时，研究可以进一步建立一个基于配电网络能量管理系统的智能配电网综合电能质量评价体系。
参考文献
[1]马保王晓鹏. 低压配电网电能质量综合治理系统的开发技术分析[J]. 科技创新导报, 2021, 18(30):61-63.
[2]戴维, 舒观澜, 崔卫民. 一种分布式配电网台区电能质量综合治理系统:, CN111384715A[P]. 2020.