学术简报｜配电网“低电压”智能规划与综合治理评估技术
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国网江西省电力有限公司电力科学研究院、国网江西省电力有限公司信息通信分公司、武汉大学自动化系的研究人员王文彬、伍小生、朱傲、许蔚、范瑞祥、邓其军，在《电工技术学报》2018年增刊2上撰文（论文标题为“基于层次分析法的配电网‘低电压’智能规划与综合治理评估技术研究及应用”），针对10kV配电网“低电压”治理的方案设计问题，使用C#编程语言开发基于单线图界面的治理方案——一键式自动规划及综合评估软件系统。
一键式自动规划优先选择更换导线，结合无功补偿和配置调压器的方法生成“低电压”治理方案。另外，软件根据决策者对“低电压”治理效果、经济效益和发展适应性的不同需求，提供引导式单步规划治理方案的功能，并且可以在单步改造的基础上进行自动规划。
基于层次分析法（AHP）建立配电网“低电压”治理综合评估体系，通过构造辅助判断矩阵和辅助求和矩阵计算指标权重，从治理效果、经济效益、发展适应性三个方面对治理方案进行评估分析，为决策者选择适宜的治理方案提供参考。最后通过实例验证软件的实用性与适用性。
随着国民经济的增长，居民用电水平也持续增长，但是配电网的改造速度却相对滞后，因此配电线路末端“低电压”问题频频出现。10kV配电线路“低电压”问题，表现为线路末端电压低于标称电压7%的现象，即线路末端电压低于9.3kV时，就将其称为10kV配电网“低电压”。
由于10kV配电线路结构多样化，造成配电网“低电压”的原因也不尽相同，因此需要采用特定治理方案进行针对性治理。为了有效提高针对“低电压”问题的治理效率，设计基于图形界面的“低电压”治理自动规划和综合评估软件意义重大。
目前已有部分应用于配电网分析与评估的软件。文献[2]分析了将软件应用于配电网的关键技术，介绍了相应软件的结构组成，包括三相建模、三相潮流计算、无功电压控制等应用功能的算法特点和基本思路。文献[3]基于CYME软件设计了城市配电网规划仿真软件，通过软件潮流计算功能对配电网电容器优化配置和负荷平衡分析进行仿真，该软件有较好的易用性，并且功能较为全面。
文献[4,5]基于地理信息系统（Geographic Information Systems, GIS）技术，设计了配电网规划软件，但是只考虑到配电网经济性，对配电网线路末端“低电压”问题却没有涉及。文献[6,7]用层次分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）建立了配电网综合评价体系。文献[8]基于用电可靠性建立了配电网综合评估体系，采用改进的熵权法对指标的权重进行确定，在综合评定方面，提出“越值惩罚”的概念，更加严谨地表示可靠性评估的结果。
文献[9]基于灰色关联度法构建了对配电台区和10kV线路的配电网评价指标体系，首先用环比评分主观赋权法确定主观权重，并用熵权法确定客观权重，最后用最小二乘法求得综合权重，有效整合了主、客观信息。文献[10]用层次分析法建立了配电网综合评价体系。综上分析，专门针对配电网“低电压”治理规划与治理效果的评估软件目前还没有应用的报道。
文献[11]通过分析高中压配电网的结构与特点，划分适用于可靠性协同评估的高中压配电网三层次结构；并根据层次间的协调配合关系，建立高中压配电网可靠性协同评估模型。文献[12]提出一种含微电网以运行成本最小为目标的配电网经济优化有功调度模型。文献[13]基于电力系统仿真计算的负荷应用环境，提出了反映配电网调压结果的综合负荷模型。
文献[14]在分布式接入静止无功发生器（Static Var Generator, SVG）补偿系统的基础上，引入通信总线，形成了基于协调控制SVC的低压配网三相负荷不平衡综合补偿系统，减轻各节点的低电压问题。文献[15]分析了现有监测点配置方法存在的三个缺陷，提出需要同时考虑节点电压凹陷域和电流信息全网可观测的优化思路，以较低的成本实现了配电网的全面监测并满足扰动事件智能诊断。
文献[16]提出了配电网电压不可行节点的基本概念，并且在配电网电压无功控制分区的基础上，构建了考虑电压不可行节点的广域无功控制的低电压治理模型，通过杭州某实际10kV 55节点配电网进行仿真分析，说明了所提方法的有效性。
文献[17]提出了一种在治理全网低电压的前提下，以降低网损为目标的配电网优化改造方法：①更换线路的类型、调压器的类型、配电变压器的类型以及优化调压器楼宇配电变压器在不同运行方式下的变化；②安装电容器补偿无功功率。
目前对于配电网“低电压”治理的规划主要依靠相关从业人员对“低电压”区域进行手工计算分析，效率较低且缺乏客观性。本文基于C#编程语言设计了配电网“低电压”治理自动规划和综合评估软件，能够对10kV配电线路“低电压”问题一键规划治理方案或者在软件引导下分步规划治理方案。
此外，软件还实现了对不同治理方案的综合评估，帮助决策者从多个角度分析不同治理方案的优劣性，合理地从众多治理方案中选择最有效的治理措施。
图1 软件结构
图2 一键式自动规划治理方案流程
图4 软件操作界面
本文基于C#编程语言设计了配电网“低电压”治理自动规划和综合评估软件，软件实现了绘制单线图、潮流计算、一键式自动规划治理方案、引导式单步配置治理方案、评估治理方案等功能。针对10kV配电线路的“低电压”问题能够迅速生成合理有效的治理方案。对于有多种治理方案可供选择的情况，能够对治理方案进行客观的评价，为决策者提供参考。最后通过江西省35kV隍城变10kV911燕山线的实例说明了软件的实用性。
由实例过程发现，软件的治理过程操作简单，使用软件的人员并不需要具备很强的专业知识，软件的操作界面简洁，操作方式简便，图形式的改造规划过程令人更易于接受，可见软件的易用性也很强。