实现最大供电能力的配电网馈线与主变压器容量匹配

提出了一种新的配电网规划中馈线与变电站主变压器容量的匹配方法。首先,定义了达到最大供电能力下的馈线平均负载率和主变压器平均负载率两个指标,再分析其随馈线容量与主变压器容量比值的变化规律,发现两个指标无法同时达到最大。然后,根据馈线与变电站的建设成本差异,确定馈线与主变压器容量的最优配比,在该配比下单位供电能力的电网建设总投资最小。最后,分析得到多个算例的不同情况的馈线与主变压器容量的最优配比,该值随着馈线相对变电站造价比值的增加而减小;并随着馈线联络均衡度的增加而增加。在现有城网造价水平下建议配比取1.0~1.6,明显低于传统配电网以及规划经验值约1.5~2.0的区间。     

基于光纤通信的10 kV联络线备自投装置应用

目前备用电源投入装置主要用于110 kV及以下变电站的进线、母线、变压器等设备的备用自投。随着用户对用电质量要求越来越高,面向用户的10 kV联络线也需要安装备自投装置。为此,合作研发了基于光纤通信的联络线备自投装置,验证了该装置能够实现2条10 kV联络线的相互备用、快速投切功能。该装置的投入使用,提高了电网供电的可靠性,同时取得了显著的社会与经济效益。     

面向馈线的中压配电网拓扑分析

鉴于中压配电网线路和设备众多,但不同线路上的设备之间的联系很少,故将中压配电线路连同相关的设备定义为馈线;从而分段开关将馈线分成若干馈线段,馈线通过变电站出线开关连接到变电站母线上,馈线之间通过联络开关连接,构成供电环网。面向馈线的网络拓扑分析算法为:首先进行馈线拓扑分析,然后通过联络开关进行连接线分析,最后通过变电站出线开关状态分析完成整个中压配电网络的拓扑分析。所提出的方法通过对对配电网络进行分割,缩小了搜索的范围,从而提高了络拓扑分析的速度。     

采用等效负荷简化配电网

提出了一种通过馈线两端电压和流过馈线两端开关的功率反映馈线上的负荷及其分布情况的配电网简化分析方法。这种方法只需对变电站的出线开关、馈线的分段开关和联络开关进行量测，而不必量测馈线上的配电变压器，就能得到满意的分析结果，并论述了简化分析的基本原理，讨论了带有支线的馈线处理方法，采用支路电流法验证了该方法的可行性，并给出了应用实例。     

考虑网格化的35kV互馈线自愈系统优化配置

为提高供电可靠性并减少220 kV变电站在1台主变压器检修时的全站停电风险,对220 kV变电站35 kV母线间配置的35 kV互馈线自愈系统进行了研究,提出了优化配置策略。考虑用户对供电可靠性的不同需求,基于网格化概念评估了不同网格中用户停电的社会效益成本,并以此确定互馈线容量以及自愈系统动作时恢复供电的馈线。算例表明35 kV自愈系统在220 kV变电站检修状态的"N-1"运行方式下,可以快速恢复重要馈线和站用变压器的供电,为提高电网供电可靠性提供了解决方案。     

计及网络重构的多变电站协同优化方法

随着配电网中分布式光伏渗透率的不断提高,研究配电网的主动控制策略对于提升配电网的光伏接纳能力以及优化电网运行具有重要意义。本文首先建立了基于支路潮流方程的单变电站日前优化调度模型,通过有载调压变压器、电容器组、分布式光伏和馈线开关的优化调度,实现单变电站的安全和经济运行。针对单变电站优化模型的非凸非线性问题,本文利用二阶锥松弛和线性化处理,将单变电站的优化模型转变为混合整数二阶锥松弛模型。本文进一步建立了通过联络线开关互联的多变电站站间边界耦合约束,并提出了多变电站协同优化策略。最后,以中国某地实际配电系统为例进行了算例分析,验证了所提方法的适应性和有效性。     

基于两联络接线模式的城市配网联络线优化

城市中压配电网规划和改造工作中,充分利用已有配电设备和线路走廊来提高配电网供电可靠性和传输能力至关重要。针对该问题,提出了一种基于两联络接线模式的分阶段双层联络线优化方法。外层优化是针对现状配电网应用遗传算法寻找最优的变电站遍历顺序;内层优化是基于外层优化的变电站遍历顺序,依次分阶段进行站间、站内联络线优化,形成两联络接线模式网架结构,并以所有联络线投资费用最小的优化方案为最终的联络线配置。通过实际规划算例计算,取得了较好的工程效果,为规划人员规划和改造配电网提供参考和借鉴。     

城市中压配电网联络线优化研究

城市中压配电网联络线优化的过程中,不同的变电站遍历顺序,可能带来不同的联络线优化方案.针对这一问题提出一种全局优化同局部优化相结合的双层优化方法.第一层优化是在整个规划区域内,应用遗传算法搜索可能的变电站的遍历顺序;第二层优化是按照第一层优化确定的遍历顺序,应用网络图论中的最小权匹配算法分别对每一个变电站与其相邻站之间的联络线进行优化.最后以规划区内所有联络线总投资费用最小的方案作为最终的联络方案.根据本文算法开发了相应的软件,通过计算规划实例,得出了满意的联络方案,表明算法有效.     

不同参数变压器并列运行可行性研究

变电站的变压器因故障退出运行,需使用备用变压器进行替换运行.为了确定备用变压器能否代替故障变压器与运行变压器并列运行,需对备用变压器与运行变压器的技术参数进行分析.根据变压器并列运行条件分别计算备用变压器与运行变压器的参数匹配情况,为不同参数变压器并列运行可行性研究提供依据.     

目标年中压配电网规划实用方法

首先提出了目标年中压配电网规划实用方法的总体思路;然后提出了"区块化链式"的组网原则,将变电站供区进一步划分为数个供电区块,不同变电站的相邻供电区块可互为备用;基于"区块化链式"的组网原则,提出了一种目标年10 kV馈线路径规划实用方法:采用冗余网格动态减少方法划分供电区块并定位其虚拟负荷点,之后引入最小生成树算法得到10 kV馈线的规划路径,最后由人工干预得到详细的馈线沿街道供电方案。通过算例表明文中提出的方法是可行的。     

配电网故障判断与负荷均衡化

提出一种配电网简化模型 :将馈线开关当做节点 ,将馈线当做弧 ,从负荷的角度描述配电网 ,并采用邻接表的数据结构加以描述。在此基础上发展了配电网故障区域判断方法 ,讨论了以最少的开关操作隔离故障区域的方法。提出一种以联络开关为核心的用于负荷均衡化的配电网络重构方法 ,将每个联络开关对应的两条馈线看做馈线偶 ,分别定义了馈线偶和配电网的负荷均衡率 ,并以此作为网络重构的评价函数 ,配电网络重构过程由若干馈线偶内负荷均衡化过程组成 ,这种方法具有迭代次数少和不需要量测馈线配电变压器参数等优点。文中给出了典型实例     

中小电源孤岛网单一联络线潮流控制的探讨

电力联络线潮流计算是研究电力系统稳态运行状态的一种最主要的基本计算。通过联络线的潮流计算,可以分析发电出力和负荷以及网络结构的改变对系统电压质量和安全经济运行的影响。为此,分析了中小电源孤岛网单一联络线解列后,其孤岛网能否形成独立网运行的联络线潮流控制范围的简单计算方法和应采取的措施。当没有潮流计算软件或同步潮流计算软件所需要的一些参数不齐时,该简单算法对运行调度人员有应急作用。特别当电网运行方式临时改变为中小电源孤岛网时,及时计算出联络线潮流控制的范围并相应地采取必要的措施,可防止中小电源孤岛网单一联络线解列后孤岛网不能形成独立网运行的问题,避免孤岛网全部失压造成大面积停电的严重后果。     

基于动态规划法的配电网联络线优化规划研究

为了有效提高配电网的供电可靠性,以单电源树状配电网为对象研究自成环网的联络线规划。基于节点与节点联通矩阵分析联络线连接位置对故障下游负荷转移的影响,提出了故障区间相对于联络环从属关系的分区停电损失计算方法。以停电损失和建设费用加权和最小为目标函数,以适应不同运行方式的保护整定值为约束,建立联络线规划数学模型。将联络线的优化规划看成一个多阶段决策问题,以联络线的条数作为阶段数,联络线的联结位置为状态,应用动态规划法求解树状配电网联络线优化规划问题。以IEEE33节点算例和现场工程实例进行仿真分析,对联络线的建设费用和停电损失费等经济指标进行了分析比较,验证了算法的有效性。     

基于区域发电可靠性的指数解析模型及其应用（一）理论基础

电力系统通过互联可以实现发电容量的相互支援,提高各独立系统的可靠性水平.当前各种可靠性水平的算法在计算时间与计算精度之间难以折中.文中提出了基于区域可靠性的发电可靠性指数解析模型,考虑了本区域和互联区域的备用容量以及联络线的传输容量变化对各个区域的发电可靠性的影响,建立了基于影响分布因子矩阵的直观表达式.分别将区域可靠性水平表达成区域备用容量和联络线传输容量的指数解析式.此模型可以快速准确计算不同备用水平以及联络线传输容量时的区域发电可靠性,且考虑了区域之间的耦合关系,对简单二区域系统和TH-RTS系统的优化结果表明了模型的准确性和有效性.     

区域电力系统最优备用容量模型与算法

建立实现备用容量最小的区域互联电力系统最优备用容量数学模型,推算多区域互联电力系统的联络线功率增量方程,以及区域互联电力系统频率偏差与区域备用容量的关系表达式。针对问题的具体特点,运用自适应免疫遗传算法对该模型进行求解,充分考虑频率偏差、负荷的随机波动以及区域互联系统运行的各种可靠安全约束,分别对独立的电力系统以及通过交直流联络线互联组成的区域电力系统进行仿真计算,可得到一天中24个时段的弹性备用容量。独立电力系统的算例表明：随着电力系统规模的扩大以及装机容量的逐步增大,最优备用容量占最大负荷的比例会逐步减小,可以减小0.395%~9.366%。对区域互联系统的算例表明：当区域系统互联时可以在一定程度上减小区域系统的备用容量,互联区域系统比各个独立系统的备用容量要减少1.036%~1.858%,节约了互联区域电力系统的成本,在一定程度上提高了区域互联系统运行的经济性。实例计算结果验证了所提模型的合理性、所提方法的可行性。     

Optimal CBM of tie lines between control areas in a deregulated environment

In order to keep power supply reliability at a certain level, electric power utilities have a certain amount of reserve capacity. When no generator outage or no unexpected large power demand occurs, however, the reserve capacity is regarded as surplus facility. To reduce the reserve capacity, some margin is reserved in tie lines between utilities. This margin is called the capacity benefit margin (CBM). In this study, a method of calculating optimal CBM in tie line under deregulated environment is described and two kinds of optimal CBM are proposed. As a result, it is shown how the deregulation affects the optimal CBM by using numerical simulation for the IEE Japan West 30 test system. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 167(1): 35– 48, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20654     

考虑微电网联络线利用率的混合储能容量优化

对并网型微电网中的蓄电池和超级电容混合储能系统进行储能容量的优化,利用离散小波变换对微电网中的净负荷功率进行分解,得到满足联络线功率波动要求的联络线功率分配,以及对蓄电池和超级电容的功率分配。考虑联络线利用率的提升,引入联络线功率平移调整量为优化变量参与混合储能容量的优化。建立以经济成本和联络线利用率综合目标为优化目标的模型并采用遗传算法进行求解,即满足经济性要求同时有效提高了微电网的联络线利用率。通过算例进行了验证分析。     

基于图论的智能配电网馈线保护研究

智能配电网的出现使配电网保护技术面临新的挑战,为此提出一种适用于智能配电网的馈线保护算法。该算法结合图论知识,对配电网的有向图进行分析,把所有智能电子设备(IED)分成互联组和后备互联组,利用IED采集的故障信息实现故障的定位和隔离,原理简单,所需信息量少。研究了网络结构变化、IED拒动、断路器失灵等异常情况给馈线保护算法带来的影响,提出相应的容错算法应对这些异常情况。算例分析结果表明:算法对故障区段的判断结果准确,且能够应对网络结构变化和异常情况的发生。     

A value-based probabilistic approach to designing urban distribution systems

Achieving high distribution reliability levels and concurrently minimizing capital costs can be viewed as a problem of optimization. Assuming given outage rates and repair times, distribution system design is the remaining factor in determining customer reliability. Including customer value of reliability in an economic analysis allows for optimization of the major components of distribution system design. Using mathematical models and simulations, a comparison of design concepts can be performed to compute the optimal feeder section length, feeder loading level, and distribution substation transformer loading level. The number of feeder ties and feeder tie placement are also optimized through the models. The overall outcome of this analysis is that capital costs can then be directed towards system improvements that will be most cost-effective in improving system reliability. This paper presents a value-based probabilistic approach to designing urban distribution systems. The value-based reliability methodology is illustrated using a practical urban distribution system of MidAmerican Energy Company.