刊名: 科技传播
PUBLIC COMMUNICATION OF SCIENCE TECHNOLOGY
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国科技新闻学会
周 期:半月刊
出 版 地:北京
语 种:中文
开 本:大16开
国内刊号:CN11-5820/N
国际刊号:ISSN 1674-6708
创 刊 年:2009
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配电网规划模型研究
摘要:配电网优化是优化配电系统运行的重要手段,是在保证配网呈辐射状、满足电压降落要求和变压器容量等的前提,本文介绍了配电网规划的特点、规划步骤及优化求解策略。对加入分布式电源后的配电网规划采用其确定性潮流模型予以优化,提高了配电网运行质量。
关键词:配电网规划;优化;模型
Join the distributed power distribution network planning model
Tong De ming
(Jiang su province power company maintenance branch ,Nan Jing,210000,China)
Abstract:Distribution network optimization is to optimize the distribution of the system operation important means, is guaranteed to meet the axles, distribution network voltage drop requirements and transformer capacity of the premise, etc, this paper introduces the characteristics of the distribution network planning, planning procedures and optimization strategy. The distributed power to join the distribution network planning by its tide model uncertainty to optimize and improve the quality of power distribution network operation.
Keywords:Distribution network planning;optimization;model
1 引言
城市是电力系统的主要负荷中心,城市电网运作是否良好取决于城市电网的规划与建设是否科学,是否经济合理,对于固定资产额巨大的供电企业而言,城网规划工作在供电企业的生存与发展中始终起着决定性的作用。传统的配电网通常呈辐射状,只有一个电源,分布式电源的接入必然会对配电网的运行和规划带来诸多的影响。同时,虽然分布式电源虽然具有诸多方面的优点,但如果规划得不合理,则可能对所接入的配电网带来多方面的负面影响。因此,有必要对分布式电源作深入的分析,尤其是分布式电源对配电网规划和运行的影响。[1]
2 配电网规划步骤
配电网规划,是指在分析和研究未来负荷增长情况以及城市配电网现状的基础上.设计一套系统扩建和改造的计划,在尽可能满足未来用户容量和电能质量的情况下,对各种可能的变电站增容方案接线形式、不同的线路数和不同的导线截面,以运行经济性为指标,选择最优或次优方案作为规划改造方案,使电力公司及其有关部门获得最大利益的过程。[2,3]
一般来说,配电网规划的具体步骤如下:
1)调查和选择历史负荷数据资料
多方面调查收集资料,包括电力企业内部资料和外部资料,从众多的资料中挑选出有用的一小部分,即把资料浓缩到最小量。挑选资料时的标准要直接、可靠并且是最新的资料。如果资料的收集和选择得不好,会直接影响负荷预测的质量。
2)历史资料的整理
一般来说,由于预测的质量不会超过所用资料的质量,所以要对所收集的与负荷有关的统计资料进行审核和必要的加工整理,来保证资料的质量,从而为保证预测质量打下基础,即要注意资料的完整无缺,数字准确无误,反映的都是正常状态下的水平,资料中没有异常的'分离项',还要注意资料的补缺,并对不可靠的资料加以核实调整。
3)对负荷数据的预处理
在经过初步整理之后,还要对所用资料进行数据分析预处理,即对历史资料中的异常值的平稳化以及缺失数据的补遗,针对异常数据,主要采用水平处理、垂直处理方法。
数据的水平处理即在进行分析数据时,将前后两个时间的负荷数据作为基准,设定待处理数据的最大变动范围,当待处理数据超过这个范围,就视为不良数据,采用平均值的方法平稳其变化;数据的垂直处理即在负荷数据预处理时考虑其24h的小周期,即认为不同日期的同一时刻的负荷应该具有相似性,同时刻的负荷值应维持在一定的范围内,对于超出范围的不良数据修正,为待处理数据的最近几天该时刻的负荷平均值。
4)建立负荷预测模型
负荷预测模型是统计资料轨迹的概括,预测模型是多种多样的,因此,对于具体资料要选择恰当的预测模型,这是负荷预测过程中至关重要的一步。当由于模型选择不当而造成预测误差过大时,就需要改换模型,必要时,还可同时采用几种数学模型进行运算,以便对比、选择。
在选择适当的预测技术后,建立负荷预测数学模型,进行预测工作。由于从已掌握的发展变化规律,并不能代表将来的变化规律,所以要对影响预测对象的新因素进行分析,对预测模型进行恰当的修正后确定预测值。
3 确定性潮流规划模型
配电网优化的目的是对加入电源后在保证其安全可靠的前提下得到经济上的优化,对采用确定性潮流的计算中,使用最小化配电网年费用作为优化目标函数,假定变电站容量满足负荷增长需求,不考虑变电站扩建费用,同时,在传统模式下,电力的提供者为采取常规发电技术的电厂,由于负荷增长所带来的额外购电费用是一定的,即等于增长的电量乘以电价。因此,该费用无需计入目标函数中。而在分布式电源出现后,配电公司可以选择从常规电源处购买额外的电量,也可以选择由分布式电源向负荷供电,两者的费用是有所不一样的,加入分布式电源后的费用在目前情况下会高点,但考虑到环境费用因素等,因此不予以考虑。
基于此,则加入了分布式电源扩展后规划的数学模型为:
(1)
(2)
(3)
式中 N——加入了分布式电源和线路扩展后所有的支路;
——线路中单位功率电力的年贴现系数;
——加入了分布式电源和线路扩展后网络中的损耗;
——线路i的0-1决策变量,且
I 如果线路敲选中加入系统,
=
0 其他情况;
——线路i的年建设投资和运行费用:
——由分布式电源容量加入决定的单位数目;
——分布式电源的建设投资费用;
m——为节点数;
和——第i个节点的上限和下限;
——线路j的正向潮流,方向为从“起点”到“终点”;
——线路j的反向潮流,方向为从“终点”到“起点”;
——线路j的功率损耗函数;
——节点i的有功负荷;
A——全部线路集;
N——全部节点集;
——发电机节点集;
s(i)=i——以节点,为线路起点的所有线路;
e(i)=i——以节点f为线路终点的所有线路;
——分布式电源总有功出力;
——分布式电源在系统中的总接入容量。
4 结论
配电网规划是优化配电系统运行的重要手段,属于大规模、混合整数、非线性组合优化问题。本中介绍了配电网规划的特点、数学模型、优化求解策略。对加入分布式电源后的配电网规划采用了其确定性潮流模型。提高了效率,达到了预期的效果。
参考文献:
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