计及负荷增长风险的配电变压器选型方法

为解决配电变压器选型问题,提高农村电网配电变压器经济运行水平,提出了配电台区用电结构划分及多重负荷特性指标方法,构建了配电变压器优化配置技术框架。结合多种配电变压器选型方案,采用决策树法量化分析了最大负荷增长率的变化带来的风险成本,建立了计及负荷增长风险的配电变压器全寿命周期成本模型,模型考虑了配电变压器过载运行引起的故障成本和负荷中断成本。基于农村电网负荷特性指标计算分析了多种类型和容量的配电变压器全寿命周期成本,提供了配电变压器优化选型配置方法。研究成果有助于提高农村电网配电变压器运行的经济性和可靠性。     

基于配网重构的在役低压配电变压器寿命优化

针对目前低压配电变压器寿命优化目标单一等问题,提出了基于配网重构的在役低压配电变压器寿命优化策略。分析负载率对配电变压器寿命损失的影响;用综合运行成本评估电网可靠性和经济性,用负载均衡度评估变压器负载均衡性;比较变压器实时负载率和上限阈值,建立配电网正常和越限状态下的优化目标函数;求解变压器的负载率情况,调节开关状态,使配电网中在役变压器寿命损失达到最小。某地10 kV配电网实例分析表明:采用文中模型优化该配电网运行方式后,在运行周期内,配电网的综合运行成本和负载均衡度均达到最优值;配电变压器相对寿命平均增加了27.233 5 d,延缓了配电网中在役变压器的绝缘老化,达到了在役低压配电变压器寿命优化的目的。     

计及不确定性和全寿命周期成本的配电变压器规划方法

随着配电网中分布式电源规模日益扩大,在电力系统规划中进一步考虑不确定性因素的影响,同时精细化规划成本具有重要的现实意义。考虑到设备投资,提出了一种计及光伏出力不确定性和全寿命周期成本的配电变压器规划方法。首先,利用Cholesky分解的方法将具有相关性各随机变量历史数据转换为相互独立的样本以消除其相关性。然后,通过基于非参数核密度估计的建模方法确定光伏及负荷的概率分布,以此为基础,以机会约束理论实现配电变压器的不确定风险定容,同时引入三点估计法计算配电网概率潮流确定其负载损耗。最后,构建出基于全寿命周期理论的不确定性配电变压器选型模型并利用粒子群优化算法进行求解。算例仿真验证了所述模型的合理性,同时结果表明,所提方法能有效弥补配电变压器定容与选型的界限,更为精细化地量度其寿命周期内的成本,提升了配电变压器规划的经济性。     

基于资产全寿命成本数据模型的配变更换策略的研究

在配电变压器改造调整的研究中,绝大部分都是围绕高耗能或老旧变压器的大修以延长寿命,针对单一备选配变时直接更换低损耗变压器以降低成本,通过这两个方面的对比来确定规划方案。当存在多种备选配变时,本文提出一种基于全寿命周期成本的高耗能配电变压器更换策略。通过基于设备级的全寿命周期成本构建规划方案的比选模型,对本文所提的更换策略进行评估,以兼顾最小化经济成本、满足节能减排需要、减少故障处置成本为目标,得出最合理的改造方式和最佳的更换时机,最终采用相关算例验证该策略的可行性和有效性,验证从全寿命周期成本角度、选择低能耗变压器和运用合理的检修方式降低LCC,提升经济性,降低电网的规划投资成本。     

基于LCC的10 kV配电线路改造方案研究

依据实际情况制定简便易行的准则对线路类型、负载率与运行时间等各项指标进行评价;并建立了配电线路的全寿命周期成本(LCC)模型,用设备寿命周期费用作为评价设备投资的指标,追求寿命周期费用最小化.实现了以线路安全、经济型指标与企业总体效益为出发点,通过量化评价手段寻求最佳方案的目标.     

基于帕累托最优法的中低压配电网多属性规划方案比选方法

针对当前中低压配电网规划方案决策选择针对性不强、前期评估调查分析不全面、方案对比性不高等问题,提出一种基于帕累托最优的中低压配电网多属性规划方案比选新方法。该方法构建了以供电能力、运行水平、建设及运行成本为一级评价指标,以负载能力、转供能力、供电可靠率、投资水平、运行费用为二级评价指标的规划方案比选评价模型,各一级指标的评价结果由相应的二级指标综合评价后获取,在满足既定多属性影响指标的约束下,通过以规划方案全寿命周期内投资成本最小为目标函数得到最优项;同时在决策评价中除了遵循效益成本最优外,还借助帕累托最优经济学思路,对帕累托前沿的规划方案进行排序,筛选出最优方案,实现以最小的成本创造最大的效益和效率。最后通过实例验证所提方法的准确性和实用性。     

基于LCC和改进粒子群算法的配电网多阶段网架规划优化

市场环境下,配电网规划方案全寿命周期经济性变得越来越重要。基于设备全寿命周期成本建立了配电网多阶段网架及开关布置规划新模型,模型同时考虑了规划方案初始投资、运行维护成本、停电成本、报废成本;在满足各阶段负荷发展需求的条件下,以规划项目全寿命周期经济性最优为目标函数确定不同支路的建设时间;建立了配电网停电成本计算模型,该模型反映了停电频率、停电持续时间及停电电量对停电成本的综合影响。提出一种将均值聚类与随机粒子群算法相结合的改进离散粒子群算法对上述模型进行求解,该算法克服了基本粒子群算法的"早熟"问题。该规划方法使得规划方案不仅满足全寿命周期经济性最优,而且兼顾一定的可靠性水平。规划实例验证了上述模型和方法的正确性和有效性。     

全寿命周期成本理论在配电变压器改造投资决策中的应用

长期以来,电力企业在配电网改造中往往关注初次改造投资,易忽略电力设备在全寿命周期内运行维护成本所占比重更大这一事实,从而易造成配电设备改造中有效资金得不到充分利用。为此建立了中低压配电网变压器的全寿命周期成本(life cost cycle,LCC)模型,配电网变压器LCC包括初次投资成本、运行维护成本、停电损失成本和设备残值,并提出以LCC最小为原则对配电变压器改造进行选型,算例结果验证了该方法的有效性。与传统选型原则相比,LCC投资决策分析方法实现了配电变压器在寿命周期内总投资成本最优,可对未来配电网建设及改造起到积极指导作用。     

计及有序充电的配电变压器扩展规划建模

针对集群电动汽车接入引起的配电容量不足及投资经济性问题,首先对纯住宅区和商住两用场景下的典型配电变压器基础负荷曲线进行聚类分析,根据负荷特性对电动汽车充电负荷进行细化建模,并考虑负荷的发展趋势,建立起配电变压器综合负荷的自然增长模型。在此基础上,根据有序充电和新建配电变压器2种手段的互补优势,提出了计及有序充电的配电变压器扩展规划方法,以投资方案全寿命周期成本最小为目标,建立长时间尺度下的组合决策优化模型,确定有序充电和新建配电变压器的最佳组合形式。以某新建居民小区为例,建立该小区配电变压器的负荷自然增长模型,并采用所提组合决策优化模型,确定小区最佳的有序充电控制应用时间、新建配电变压器投运时间、配电变压器容量和型号,最终通过多个影响因素的对比分析,验证了所提方法的有效性与经济性。     

基于全寿命周期的变压器成本风险评估

根据变压器全寿命周期的周期划分,将变压器全寿命周期成本划分为初始、运行、检修、故障及报废5个部分成本并建立其对应的模型。通过分析建立初始成本与全寿命周期成本的关系并优化得到最优的初始投资成本。通过分析变压器全寿命周期成本中的风险因素,利用模糊层次分析法建立了变压器全寿命周期成本风险评估体系。     

适应季节性负荷的配电变压器与台区线路协调规划方法

为改善农村煤改电地区设备利用效率低的问题,并兼顾供电可靠性,提出一种适应季节性负荷的配电变压器与台区线路优化规划方法。主要思路是建立配变间低压联络线,根据季节性负荷特点,通过联络线开关状态变化,转换运行方式,使部分配变低负荷季节退出运行。以综合费用最小为目标构建配电变压器网络双层规划模型,上层采用Voronoi法规划配电变压器,下层采用Prim算法规划低压供电线路,并结合遗传算法进行优化求解。最后,通过对典型供电区域进行配变规划验证了该方法的可行性,并且能够降低配变损耗,提高供电的可靠性和经济性。     

考虑GIS信息的城市配电系统网格化动态投资策略优化

配电网分区规划能够实现配电网规划由大到小、由繁到简,独立的网格规划能避免配电网集中规划计算量过大的问题。基于配电网网格划分结果,提出一种考虑地理信息系统(geographic information system, GIS)信息的城市配电网格动态投资策略。首先,建立基于Matlab-OpenDSS的配电网投资仿真方法,其中Matlab生成配电网投资策略,OpenDSS搭建配电网格物理模型,并通过计算相应的投资指标校验投资策略的可行性。其次,明确配电网规划投资的目标函数及其周期数。然后,采用NSGA-Ⅱ算法优化求解出兼顾配电网规划方案多目标需求的各周期最优投资策略,下一周期的投资依托于上一周期的最优投资方案进行测算,从而使配电网动态投资更加符合配电网实际投资与建设流程。所提方法将多个规划评估指标加入目标函数,可提升投资策略的经济性、可行性;同时,利用动态规划将总的投资周期分成多个短期过程,更契合投资规划需求。最后,以某城市配电网格作为算例系统验证了所提方法的可行性。     

Unit commitment of main transformers for electrified mass rapid transit systems

This paper proposes the transformer planning for an electrified mass rapid transit (MRT) system so that the overall cost of main transformers is minimized over the life cycle. The unit commitment is applied to derive the optimal transformer capacity to meet the annual peak demand and provide reserve for service reliability. The motion equation of train sets is used to derive the dynamic power consumption and travel distance as each time snapshot. The Simulink package is applied to solve the power demand of each train set by the simulation of VVVF inverters and induction motors. The DC/AC load flow analysis is performed to find the annual power loading of traction substations (TSS) and whole Taipei MRT network. The transformer loss, investment, and service reliability are used to define the equivalent cost of all feasible states for each dynamic programming (DP) stage. According to the computer simulation, very significant cost saving is obtained by the proposed methodology for transformer capacity planning of an MRT network.     

一种优化可靠性与经济性的变压器检修决策方法

为了在制定变压器预防性检修周期时考虑变压器自身可靠性的变化,提出了一种优化可靠性与经济性的变压器检修决策方法。利用二参数威布尔分布描述变压器的故障率及可靠度变化规律,通过役龄回退因子建立考虑预防性检修的故障率函数和可靠度函数,以变压器平均剩余无故障工作时间为检修计划期,以检修计划期内的预防性检修费用、故障检修费用和停电损失之和最小为目标函数,建立了变压器检修周期优化模型。通过对变压器内部部件故障模式的定性定量分析,计算变压器部件检修优先度,确定变压器部件检修方式。算例分析验证了该方法的可行性。     

主动配电网的全寿命周期分布式电源规划问题研究

主动配电网(Active Distribution Network,ADN)的源荷强不确定性加剧了其电源规划的难度。文章基于ADN的灵活管控特性提出了考虑主动管理模式的分布式电源多目标双层规划模型。上层模型以最小化系统电源侧的全寿命周期成本为目标,从而确定DG的安装配置方案;而下层则以最小化DG有功出力切除量为目标,通过采用主动管理中的DG出力控制、有载变压器分接头调节以及无功补偿装置调节等方式实现DG运行优化。利用带自适应变异的改进粒子群(IPSO)算法对上下层模型进行求解,提高了算法的求解速度并有效得到全局最优解。同时,通过对IEEE 33节点系统进行仿真分析,验证了所构建模型的合理性。     

非晶合金配电变压器的应用及其节能分析

分析了我国农网配电变压器运行现状以及阻碍非晶合金配电变压器推广应用的因素,介绍了非晶合金材料的性能特点及国内外非晶合金配电变压器的生产技术水平和应用状况。从年运行费用、投资回收期限、效率与负载系数的关系、总拥有费用等方面对非晶合金配电变压器的节能效果进行了理论计算与分析,利用图表的形式直接反映出非晶合金配电变压器的最佳运行负载率及较好的综合经济性,为用户合理选用非晶合金配电变压器提供了依据。提出用户订购及采用非晶合金配电变压器时应注意的几点问题,针对变压器容量及安装地点的选择给出了相关建议。     

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。     

考虑分布式光伏与储能接入的配变双层规划

大量分布式光伏低压并网会加剧配变过载风险,而储能接入则有助于改善配变的负载均衡度,两者均会影响配变的配置决策。为此,提出了一种新的配变选型定容双层规划方法。模型方面,上层模型以配变全寿命周期成本最小为目标,决策配变容量型号;下层模型计及光伏与负荷不确定性影响,对状态变量设置机会约束。并在分析配变全寿命周期各成本子项随运行年数变化特性的基础上,以配变低压侧等效注入有功方差最小或平方和最小为目标,决策配变运行寿命及各运行年的储能充放电控制时序。算法方面,采用灾变遗传算法求解上层问题,调用GAMS求解器CONOPT以及点估计法联合求解下层问题。算例仿真表明,所提方法在安全消纳分布式光伏的前提下能够提高经济性。