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【摘要】主动式配电网调度系统强调对“源、网、荷、储”的优化调度，对现代配电网中的各种可控资源，特别是分布式可再生能源发电资源从被动消纳到主动引导与利用。通过系统关键功能的设计研究，提高分布式能源的使用效率，改进负荷功率因数，提高配电网运行效率。【关键词】AEMS；主动式配电网；优化调度控制；负荷预测 中华人民共和国外交部声明1 序言
传统配电网系统，线路选型、设备选型、继电保护的整定，考虑的都是电流单方向流动的特点，没有针对分布式电源给出合理的调控方案，没有多能互补的响应需求。主动配电网的调度系统，需要完成分布式电源监控、分布式电源调度、分布式电源消纳、全网多能组合优化等控制目标。
主动配电网调度系统开发，需要从源、网、荷、储4个方面进行考虑配套，电源、电网、负荷、储能四部分通过软、硬件数据交互，由中央控制系统调度，更经济、高效地提高电力系统功率动态平衡能力，实现能源最大化利用。 2 系统结构
本文设计的主动式配电网调度系统，属于AEMS(Active Energy Management System)主动式能量管理系统方案，强调对“源、网、荷、储”的优化调度，通过这一技术可以把配电网从传统的被动型用电网，转变成可以根据电网的实际运行状态进行主动管理与控制，并提供主动服务的主动配电网。
“源、网、荷、储”优化调度控制算法是整个主动配电网调度系统的核心，强调“主动管理(active network management)”，充分利用主动配电网的可控资源，实现电网侧的主动控制、负荷侧的主动响应和发电侧的主动参与，变被动接受为主动利用，实现主动配电网的运行目标。有效降低网络损耗，提高分布式能源的使用效率，改进负荷功率因数，提高配电网效率。
系统基于主动式能量管理技术和通讯技术，网内各子系统，均与“源、网、荷、储”优化调度控制系统进行数据交互，接收协调控制命令。
系统结构如图1
所示，
精神专科
图1 系统结构图
3 关键技术
3.1 优化调度控制算法
两级能源优化调度消纳技术，“点消纳”和“线消纳”模式相结合。“点消纳”就是以分布式能源为核心，能源在一定范围内自产自销，微电网就是一种理想的方式；“线消纳”就是分布式能源多发的电量，可以在配电网关联的线路上进行转移利用，不直接倒送至变电站造成线损浪费，而是进行‘线上转移消纳’，这是主动配电网的主要能源消纳方式。
优化调度消纳算法建立过程如下，
（1）数据收集：收集风光资源数据、风光电站的年出力曲线，收集各类储能系统的出力特性曲线与充放电寿命曲线，收集区域各类用户的电、热、冷、气年负荷特性曲线等；
（2）优化建模：基于外部因素与内部需求分析，制定优化目标，明确约束条件，建立优化模型。
（3）模型求解：对复杂优化模型进行分阶段的解耦求解，最终得到局域能源互联网的优化配置方案，并进行模拟仿真运行验证。
优化调度对象为分布式电源、微电网、储能装置、电动汽车充放电设施等接入配电网以及负荷，对配电网各种资源进行调度。优化调度资源包括变电站低压侧母线到配变之间的各种电气资源。优化调度时间包括1年之中多个时间尺度的资源调度，分为长期(年度/季度)、中长期(月度/双周)、短期(日前)、超短期(小时)、实时调度(分钟/秒)。
● 以《配电网运行水平和供电能力评估标准》为指导，在保证配电网运行一般约束条件下提高配电网的可靠性和经济性。
● 各时间尺度有不同的优化权重，其中实时和超短期以可靠性为主要优化目标，
● 短期、中长期、长期以经济性为主要优化目标。
● 保障重要负荷可靠供电和电网的安全供电，以协调平衡优质可靠供电与经济运行为目标，尽量避免破坏负荷的自然用电特性，调度方案最大程度利用清洁可再生能源。3.2 多区域综合负荷预测
主要指所辖多区域内电负荷、热负荷、冷负荷、天然气负荷的综合预测。对负荷的峰值、用量以及特性曲线做精准的细分预测。负荷预测是所有后续设计运营的基础，很大程度上决定了这个项目的成本。
● 提供综合优化预测算法，包括趋势分析法、回归分析法、指数平滑法、人工神经网络等算法；
● 能够对所管辖电网进行分区预测，对多条负荷预测进行汇总，对辖区内的电、热、冷、气等负荷独立预测；
● 能够考虑若干因素，如节假日、气候、温度等对负荷的影响，提供精细化的预测结果，自动统计预测误差，气象数据和控制参数可人工设置；
● 超短期和短期负荷预报为在线预报，可以定时或随时启
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动，以多种方式输出显示；
●能够以曲线或表格形式将历史数据显示出来，供查询和修改；能够按用户定义的模式，自动形成日负荷计划和预测结果文件。
3.3 云平台搭建模式
系统采用自主开发的“SmartCloud智慧电力云平台”架构，适配国内外主流软硬件平台，支持大数据挖掘技术，完美支持众多浏览器及移动终端。用户的各种业务系统，搭建方式灵活，可选择私有云“SmartCloud 智慧电力云平台”，也可选择公有云“阿里云平台”解决方案。
云平台方式搭建主动式配电网调度系统，能够大幅降低专业机房、系统软硬件的投资费用，解决方案优势如下：
●按需购买，根据业务的迅速增长，可随时弹性扩容，满足用户的需求。
●保证了经济性的同时，还解除了监测信息传播限制，使运营者通过移动终端随时随地查看。
●平台具备高并发处理能力，结合应用系统的分布式架构，提供高性能的在线服务；
●具备多种数据分析服务，拥有强大的计算资源，对数据进行深度挖掘；
●具备全年365天不间断服务，以及异地容灾备份能力，确保安全运营。
3.4 C/S、B/S混合部署模式
主动式配电网调度系统具备C/S、B/S及混合部署模式，既满足电力监控行业严格的安全防护规定，保证完全接入上级能源管理系统；又提供灵活、快速的部署机制，便捷的访问模式，满足智慧能源“互联网+”的发展趋势。生产控制大区和信息管理大区物理隔离，通过协同管控机制进行信息安全交互。
系统提供系统资源管控、通信资源管控、安全防护管理、时钟同步管等功能；提供强大的数据采集功能，可以和远动、保信、电量、在线监测等系统进行数据交换；支持超大规模、海量实时数据处理，适合大规模能量管理系统要求；提供完善的自愈控制系统，配合智能终端，快速切除配电线路故障，第一时间完成非故障区域供电，减少停电损失；通过B/S服务器，支持手机/平板等应用，提供实时数据、图形、曲线、报表、事项等查询。
3.5 主网/配网一体化建模技术
主动式配电网调度系统在满足数据一致性、标识一致性的前提下，各业务系统之间的信息交互依据IEC 61968和IEC 61970国际标准进行建模和交换。系统提供IEC 61968消息及其之间联系的图形化描述与可视化功能。各个应用系统电气设备的统一编码，信息资源统一规划，保证整个配电网数据源的唯一性和信息的高度共享。
各种配电终端，在配调主站完成建模，终端注册后，完成模型映射和配置下载工作，保证终端、主站设备模型一体化，大幅降低重复劳动，形成终端即插即用的管理方式。
4 结束语
通过研究主动式配电网调度系统的关键技术，实现系统结构搭建和功能开发。优化调度的实现，可以提高配电网的电能传输效率，带来节能效益；多电源协同则可有效解决地区输配电能力不足等问题，保证电网稳定可靠运行；还可以进行有效的削峰填谷，利用可再生能源发电，精确控制负荷，创造绿环保的新型社会。
（上接第169页）
Python语言介绍：
数量级Python具有非常广泛的库。它常被昵称为胶水语言，基本上能够把任何语言编写的各种函数（例如C/C++）很简单地连接在一起。最广泛的一种使用情形就是，使用网上的专门的Python快速生成程序的软件（有时可以是程序的最后界面等），然后对其中有特殊需求的部分，采用更方便的语言来编写，比如3D游戏中的图形渲染中的插件里，性能需求就非常地高，就能够使用C/C++重新编写程序，再使用其它方法把它包装为Python能够使用的额外的库文件。其中要知道的是在我们使用额外的库文件可能需要考虑不同电脑系统的兼容性问题，某些平台有可能出现不兼容的情况。
Python语言编程：
Python就为我们提供了很多丰富和功能强大的基础代码库，覆盖了网络、文件、GUI、数据库、文本等许多的东西，又被抽象地称作“内置电池（batteries included）”。用Python进行编写程序，很多功能不需要从头开始编写，只有有一定的编程基础，就可以使用现成的库文件实现就行。一般的树莓派里的Python的源为国外源，用过修改源可以加快、方便的下在我们所需要的库，在初始的Python环境下，我们使用Python的apt-get下载各种基本包来安装，然后使用Linux命令建立.py的文件来存储程序，通过Python指令来执行控制树莓派进行各种操作。
PWM控制舵机：
PWM即脉宽调制控制技术，通过树莓派模仿PWM方波的周期，调节其占空比的多少来控制舵机转动
的角度，一般原理为使用一个定时器定时20ms，然后通过高低电平的切换，使高电平所占的时间模仿方形脉冲，然后调节高电平脉冲的时间来控制舵机转动的角度也就是所谓的占空比的调节舵机转动角度。
6 设计的方案
本项目使用树莓派作为主控芯片，通过路由器的局域网WIFI 下来对树莓派进行操作，使用Linux命令来编写代码，使树莓派不仅可以接受来自语音模块传递的信号，还能通过不同的信号对不同的模块进行控制，通过语音识别的不同信号来分别控制LED灯的亮灭、控制风扇的开启与关闭，并且通过PWM控制舵机转动来控制门的开启与关闭等操作。
参考文献
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[3]詹新明，黄南山，杨灿.语音识别技术研究进展[J].现代计算机(专业版),2008(09):43-45+50.
淡马锡模式
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[5]汪开元，胡大春.基于树莓派的智能家居语音控制系统[J].科技与创新,2017(22):56-57.
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