考虑负荷特性互补及供电单元划分的中压配电网实用化自动布线

针对当前配电网规划中因未能考虑负荷特性互补而导致网络规模偏大与设备利用效率偏低等问题,提出一种新的考虑负荷特性互补及供电单元划分的中压配电网实用化自动布线方法。首先,基于现有负荷聚类分块与网格化规划成果,完善了中压配电网馈线区块和供电单元的概念,并提出考虑供电单元划分的中压配电网网架规划框架;其次,凝练了考虑负荷特性互补的馈线区块和供电单元划分效果评估指标,并提出用于变电站中馈线区块划分的旋转中心线距离加权交替定位算法;再次,考虑线路的规划年综合费用和基于可靠性指标的停电损失费用,建立基于供电单元划分的中压配电网网架规划模型,并结合蚁群算法提出主干线与分支线组合求解的自动布线方法。最后,通过实例验证了模型和方法的科学性与实用性。     

中压配电网最佳供电能力分析

针对中压配电网规划的特点,提出了一种在满足供电半径、馈线配电变压器容量限额的前提下,10 kV馈线最佳供电能力的计算方法,得出了馈线在经济运行条件下负荷密度、馈线型号、配电变压器容量等之间的对应关系。分析了各种接线方式的线路不同情况下的最佳供电能力,并以电压质量、线损率等指标对结果进行了校核。以某地区实际配电网为例,验证了该方法在评估中压配电网最佳供电能力方面的可行性。该方法可用于优化网架结构,提高配电网的可靠性和经济性,以及指导城市中压配电网的规划建设。     

基于SLCC的中压配电网供电模型最优分段研究

在前期针对不同地区负荷和地域分布特征的供电模型研究的基础上,采用计及不同线路利用水平因素的系数对供电模型的线路实际供电距离进行修正。综合考虑由于中压配电网主馈线分段开关的设置的可靠性效益与可靠性成本间的关系,基于单位负荷全寿命成本(SLCC)理念,对中压配电网远景目标网架规划中供电模型最优分段数进行实用化优化配置研究。     

电力负荷优化组合及其在城网改造中的应用

在城网改造中,基于不同类型负荷的特性进行负荷优化组合,可以提高电力设备利用率和降低配电成本。基于不同类型负荷的典型日负荷曲线,建立负荷优化组合模型,进而建立变电站综合负荷优化模型及馈线综合负荷优化模型,通过调整变电站或馈线负荷中某类负荷的供电来源,对不同类型负荷进行优化组合,改变供电的综合负荷特性,提高了配电网整体效益。通过在广东某地区局部配电网改造中的应用,说明研究工作的有效性。     

基于联络馈线负载率松弛约束的中压配电网供电单元划分

当前中压配电网供电单元划分时未能充分考虑相互联络馈线间所供负荷的互补特性,易造成供电单元数量偏多、整体线路利用效率偏低等问题,为此提出了一种基于负载率松弛约束的供电单元划分方法。构建了以供电单元数量最少、各供电单元内N-1校验后转供馈线负载率均衡为目标的中压配电网供电单元划分数学模型;解析了网格中站内供电单元与站间供电单元之间的划分次序问题,并提出了基于馈线负载率松弛约束的站间供电单元划分方法及以此为基础的站内供电单元划分方法。通过实例分析验证所提模型和方法可以对供电单元进行合理划分,节约变电站出线条数与供电单元数量,有效提高配电线路的资产利用效率。     

城市中压配电网最大供电能力评估方法

针对城市中压配电网存在的供电瓶颈问题,分析了城市中压配电网在不同接线方式下的站间负荷转移情况后提出了最大供电能力的评估方法。在线路满足N-1原则的前提下,着重考虑主变N-1原则下所能提供的最大负荷,给出了城市中压配电网最大供电能力的数学模型。该模型是以中压配电网所能提供的最大负荷为目标函数、以N-1原则为约束条件的混合整数规划问题,采用优化计算软件包LINGO求解。实际配电网络的算例验证了该方法在评估中压配电网最大供电能力方面的可行性与有效性,表明加强站间联络既能提高供电可靠性,又能有效挖掘配电网的供电潜力,可望用于优化电网运行,确定供电设备合理的负载水平,指导城市中压配电网的规划建设。     

浅析中压配电网的典型供电模型与设计

正中压配电网的接线由一系列中压馈线单元连接着配电变压器构成,是由点、线、面组成的有机整体,供电模型可以直观反映变电站、中压馈线、配电变压器的连接方式,对配电网供电方式的理论分析与实际构建等工作均有重要指导意义。本文结合实践,由点(线)到面浅析了中压配电网的典型供电模型与设计。     

基于多窝蚁群协同算法的中压配电网实用化自动布线

为了实现中压配电网布线成本最小化、设备利用最大化，提出基于多窝蚁群协同算法的中压配电网实用化自动布线方法。以最小年综合成本为目标函数，考虑负荷互补和供电单元划分两种约束条件，保证各个馈线区块负荷的分布均匀且符合供电单元数量约束条件。采用多窝蚁群协同算法求解模型，获取全局最佳线路自动布线方案。测试结果表明：方法可在出线较少的情况下，提升设备的年利用率，同时各区块负载率的均衡程度接近。所提方法能够获取较佳的全局布线方案。     

中压馈线理论线损率标杆值的优化设计方法及应用

当前配电网馈线的理论线损率标杆值主要靠历史完成值或管理经验等因素设置,缺乏理论依据,科学性不强,为此提出一种基于模糊聚类?基态修正的中压配电网馈线理论线损率标杆值的优化设计方法。首先,从线损贡献率和数据获取性2个角度出发,设计一套中压配电网馈线的线损率三维指标体系;然后,利用模糊聚类原理对馈线进行有效性模糊聚类,确定各类的基态馈线,并采用等值电阻法和统计计算法,分类对非基态馈线的理论线损率进行修正计算;最后,建立求解理论线损率标杆值的优化模型,模型以各类馈线降损空间最大为目标,以馈线运维管理水平、设备构架条件和概率分布为约束。以广东省某市供电企业的中压配电网馈线为实例验证方法的有效性和适用性。     

中压配电网不同接线模式下的供电能力

介绍了几种典型的10kV中压配电网接线模式。通过经济传输功率的优化计算公式,分别对架空和电缆系统的馈线进行计算,得出了馈线在经济运行下负荷、配变容量和网损等的对应关系。分析了各接线模式的线路在满足供电安全的情况下,馈线的最大供电能力,即馈线最优配变装设容量的变化情况,并提出了如何提高馈线经济供电能力。     

计及集中式馈线自动化的配电网可靠性评估模型

集中式馈线自动化能实现故障自动定位、自动隔离以及非故障设备区快速恢复供电,有效提高了配电网供电可靠性,开展含馈线自动化的配电网可靠性评估模型研究具有重要意义。构建了馈线自动化系统的可靠性模型,依据馈线自动化系统运行控制逻辑及其概率失效特性,对供电恢复过程中可能出现的各类负荷区域进行了详细分类,推导了各类负荷区域的停电时间和配电网的可靠性指标计算公式。通过算例仿真验证了所提模型的正确和有效性,并比较了不同供电恢复策略和馈线终端配置方案对可靠性的影响差异。     

配电网的简化模型

提出了一种配电网简化模型：将配电网的馈线开关当作节点,将馈线当作弧。定义了描述配电网潜在连接关系的网基结构矩阵和描述配电网当前连接关系的弧结构矩阵,并讨论了根据配电网潜在连接关系和馈线开关的位置推算出配电网当前连接关系的方法。定义了负荷矩阵,并讨论了根据节点负荷推算出馈线供出负荷的方法及根据馈线供出负荷堆算出节点负荷的方法。基于这些新模型,发展了故障区域判断、健全区域优化恢复供电、配电负荷均衡化及配电网调度仿真的方法,即使在严重缺乏量测数据的情况下,也实现了配电网自动化高级应用功能。     

实现可靠自动转供的城市配电网改造规划

分析了目前中压配电网环网线路转供率不高的成因,提出了在中区内通过支路联络开关优化部分负荷的接入点、降低主干馈线负载率,以最小的改造代价即可满足转供安全校验条件的规划策略。以此构建了基于Distflow潮流的辐射状配电网馈线负荷均衡优化模型,满足馈线对"N-1"负荷校验约束及网络拓扑约束。通过二阶锥松弛技术对该混合整数非凸非线性规划进行凸松弛,使原问题转化为可高效求解的混合整数二阶锥问题进行求解。为验证该模型的可行性与有效性,采用68节点和34节点配电系统对该模型进行了仿真测试,表明仅通过重构的手段即可使馈线满足联络开关自动转供的要求,并在一定程度上提高了配电网运行的经济性。     

考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估

计算配电网最大供电能力(total supply capability,TSC),除了可得出各个主变压器的负载率,还可准确描述各条馈线和各个馈线段的负荷分布。首先分析了负荷同时率对于TSC计算的影响,在此基础上建立了考虑负荷特性和馈线分段的TSC模型,该模型考虑了N-1校验和馈线段现状负荷约束。采用MATLAB线性规划函数求解TSC模型后,进一步以馈线期望负荷偏差最小为目标函数建立馈线负荷分布优化模型,采用MATLAB二次规划函数求解得出各个馈线段分配负荷值。结合馈线段现状负荷,计算馈线段可供新接入配电变压器的场景。算例结果表明本文算法能够合理均衡地分配各条馈线和各个馈线段的负荷,能够指导新用户的有序接入。数据表明现状负荷约束不仅可能改变负荷分布,还可能降低TSC值。     

基于多场景抗毁性分析的配电网网络结构优化

为了提高配电网的供电可靠性和经济性,从优化其网络结构和连通性的角度,构建了基于最短路径多场景、多目标的抗毁性优化模型。针对正常运行和各种单一故障后场景,分别以抗毁性强和不切负荷或切负荷最小为目标,通过支路交换法寻优,找到各场景下已建成配电网抗毁性最高的网络拓扑结构,为中压配电网网络结构的优化提出了新的研究思路。基于IEEE 33节点配电网测试系统近似网络算例的优化结果表明了研究方法的合理性和实用性。     

基于输配全局的城市电网供电能力研究

提出一种基于输配全局的城市电网供电能力分析模型。采用基于直流潮流的线性规划模型对城市电网输电网络供电能力进行求解并将其作为系统上层约束;将传统配电网模型细化至中压馈线,分别构建高、中压配电网供电能力模型;计算N-1安全约束下高压配电线路、中压配电变压器及中压配电线路在不同转供方式下对应的最大供电能力,选取其中最小值作为系统最大供电能力。算例结果表明：基于输配全局的分析方法可以有效量化输电网对城市电网供电能力的影响,同时根据不同转供方式下的供电能力差异能够直观地对变压器故障情况下的负荷转移方式做出选择,验证了所提模型的有效性。     

中压配电网网格划分模型

针对长期以来城市中压配电网结构复杂、网络不清晰和分界模糊等问题,业界普遍采用以供电网格为单元的中压配电网规划方法。为此,结合中压配电网现状,构建以跨网格线路数量尽可能少、现状联络线尽可能在同一网格内、线路配变尽可能在同一网格为网格的划分目标,以网格内地块邻接、网格配变总容量、网格馈线总数量和网格面积作为约束条件的中压配电网网格划分模型,并采用遗传算法求解所提模型,克服了过分依赖规划人员主观经验的局限性,以便为配电网网格化规划作前期准备。最后以深圳某中压配电供电区域为算例,验证所提网格划分模型的可行性及有效性。     

基于配电网过载风险的柔性多状态开关容量优化配置

柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMSS)可连接存在电压差和相角差的馈线,并按指令在馈线之间转移功率,能够有效平抑馈线负荷过载。FMSS各端的容量需要优化配置。基于负荷的时序随机概率模型,建立配电网负荷特性和过载风险之间的解析表达式;并提出考虑FMSS降低过载风险收益和投运成本的FMSS容量优化配置模型;最后以含三端FMSS的配电网为例,利用上述优化模型,计算不同负荷运行场景下FMSS容量优化配置方案。结果表明,FMSS的容量优化配置与配电网的负荷特性紧密相关,优化模型可为FMSS各端容量优化配置提供参考。     

配电网部分馈线的剩余供电能力

现有配电系统剩余供电能力模型(RSC)研究了配电网在已有负荷下时,全网以及所有馈线或馈线段的剩余供电能力,适用于定量指导新增负荷接入。本文改进了已有的RSC模型,得到了一种能计算配电网部分馈线或馈线段剩余供电能力的计算方法。首先,简要介绍了现阶段配电网的RSC以及存在的问题;其次,介绍了已有配电网剩余供电能力的数学模型、求解方法;再次,改进了已有的剩余供电能力模型,得到了一种能求解部分馈线或馈线段剩余供电能力的数学模型,并给出了求解方法;最后,结合算例说明本文的剩余供电能力所具有的特点,以及适用的场景。本文工作研究了配电网中,部分馈线或馈线段的剩余供电能力计算方法,能够充分挖掘部分馈线的供电潜力,完善了剩余供电能力的理论体系,其具有更好的实用性和经济性,有利于高效利用配电网的供电潜力、提高资产利用率。     

基于最大供电能力的中压电缆网络优化

城市配电网络结构优化对配电网供电能力和设备利用率具有重要的影响。基于"N-1"安全准则,对配电网负荷转供能力进行研究,提出了一种配电网供电能力的计算方法。定义了区域配电网最大供电能力,以配电网络年综合投资成本最小为目标函数,以最大供电能力、变电容量释放和变电站间联络等为约束,建立了开关站供电模式的中压电缆网络优化规划模型,采用数学软件包进行求解。算例验证了算法和模型的有效性,与常规配电网优化规划结果相比,供电能力和经济效益得到了明显的改善。