面向供電能力提升的中壓配電系統(tǒng)協(xié)調(diào)規(guī)劃研究.pdf

1、配電系統(tǒng)作為聯(lián)系終端用戶與發(fā)、輸電系統(tǒng)的紐帶,是保證用戶安全可靠供電的重要環(huán)節(jié)。隨著城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,尤其是特大型城市,用地的日益緊張使得變電站站址和電力通道走廊的選擇十分困難,若按照傳統(tǒng)的技術(shù)原則來規(guī)劃高壓變電站和中壓配電網(wǎng),將很難在降低建設(shè)規(guī)模、減少土地資源消耗的同時滿足各級各類用戶負(fù)荷的供電需求。
　　因此,在規(guī)劃層面對配電系統(tǒng)上下級電網(wǎng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃問題開展深入研究以提升配電系統(tǒng)設(shè)備整體利用水平、減少對土地等資源的占用,是我

2、國現(xiàn)階段配電系統(tǒng)發(fā)展所亟待解決的問題。本文結(jié)合高壓變電站和中壓配電網(wǎng)兩個層面,開展了面向供電能力提升的中壓配電系統(tǒng)協(xié)調(diào)規(guī)劃研究工作,主要內(nèi)容如下:
　　(1)在透徹分析變電站主變“N-1”校驗(yàn)過程及負(fù)荷轉(zhuǎn)移機(jī)理的基礎(chǔ)上,定義了主變聯(lián)絡(luò)容量約束矩陣、虛擬聯(lián)絡(luò)關(guān)系矩陣等概念,提出了計及主變過載和聯(lián)絡(luò)容量約束的配電系統(tǒng)供電能力的解析計算法;通過進(jìn)一步的歸納和總結(jié),建立了配電系統(tǒng)最大供電能力優(yōu)化分析的一般模型,將供電能力計算問題轉(zhuǎn)化為一個

3、復(fù)雜的大規(guī)模的線性優(yōu)化問題,并且提出了基于線性優(yōu)化規(guī)劃的求解方法;最后通過典型算例對比分析解析法和模型優(yōu)化方法各自的特點(diǎn),為后續(xù)開展基于供電能力方面的指標(biāo)評估及應(yīng)用研究提供了有效的工具。
　　(2)以聚類分析思想為基礎(chǔ),提出了基于改進(jìn)K-means聚類算法的供電塊劃分方法,從初始聚類中心的選取和最佳聚類劃分?jǐn)?shù)的確定這兩方面對傳統(tǒng)K-means聚類算法進(jìn)行改進(jìn),同時定義了變電站“等效半徑”、“界間距”等概念,將供電塊的劃分問題由平面

4、點(diǎn)的劃分轉(zhuǎn)化為面積域的劃分。該方法可以將大范圍的供電區(qū)域合理的切割成若干小規(guī)模的供電塊,同一供電塊內(nèi)的變電站間具有非常緊密的聯(lián)系,不同供電塊間變電站相互間的聯(lián)絡(luò)相對較為薄弱。鑒于此特性,重點(diǎn)對各個供電塊開展配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化規(guī)劃研究將會以最有效、最便捷的路徑達(dá)到滿足整個地區(qū)配電系統(tǒng)的精益化規(guī)劃的需求。
　　(3)為了進(jìn)一步提高尋優(yōu)效率,避免對不存在聯(lián)絡(luò)關(guān)系的變電站進(jìn)行無謂的搜索計算,在基于改進(jìn)K-means聚類算法的供電塊劃分

5、方法的基礎(chǔ)上,提出了基于“后退尋優(yōu)”的兩階段優(yōu)化規(guī)劃法和基于遺傳算法的主變聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化模型分析法。其中,基于“后退尋優(yōu)”的兩階段優(yōu)化規(guī)劃法主要從變電站整體聯(lián)絡(luò)布局的構(gòu)建和主變聯(lián)絡(luò)通道優(yōu)化設(shè)置這兩部分著手,由粗到細(xì)、循序漸進(jìn)的完成了主變站間聯(lián)絡(luò)通道的優(yōu)化設(shè)置過程;基于GA的多目標(biāo)優(yōu)化模型分析法以供電能力、主變聯(lián)絡(luò)通道數(shù)及區(qū)域聯(lián)絡(luò)通道總長度為目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化模型,并且結(jié)合遺傳算法對多目標(biāo)組合優(yōu)化模型采用排序策略進(jìn)行求解。上述兩種

6、方法均以合理、經(jīng)濟(jì)的方式設(shè)置變電站主變站間聯(lián)絡(luò)通道,最大限度的挖掘區(qū)域電網(wǎng)潛在的供電能力,滿足電網(wǎng)精細(xì)化規(guī)劃的需求。
　　(4)打破了單純依靠接線模式指導(dǎo)網(wǎng)架建設(shè)的傳統(tǒng)思想,將高壓變電站和中壓配電網(wǎng)相結(jié)合,構(gòu)建了中壓配電系統(tǒng)典型供電模型。首先從圖論的角度定義并構(gòu)建了基于變電站互聯(lián)的供電塊聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型(供電架構(gòu)),并且開展了模型的相關(guān)特性指標(biāo)與各類供電區(qū)域的匹配性分析;然后,以主變聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法為基礎(chǔ),優(yōu)化計算了基于變電站互聯(lián)度數(shù)