面向供電質(zhì)量提高的城市電網(wǎng)專項規(guī)劃研究.pdf

1、配電系統(tǒng)是發(fā)輸電系統(tǒng)與用戶之間連接的紐帶，無論對發(fā)輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，還是對用戶的高質(zhì)量供電，均具有非常重要的意義。以往我國對配電系統(tǒng)重視程度不高，導(dǎo)致了配電系統(tǒng)在供電的諸多環(huán)節(jié)都相當(dāng)薄弱，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的供電質(zhì)量。據(jù)美國電力科學(xué)研究院預(yù)測，未來電網(wǎng)中有超過60％用戶的可靠性需求將高于99.9999％，而可靠性需求為99.9999999％的用戶也將達(dá)到10％。由此可見，高質(zhì)量供電是電網(wǎng)發(fā)展的必然目標(biāo)。近年來，我國廣泛開展了配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)

2、劃，相關(guān)規(guī)劃理論和方法也已得到深入研究，但全面滿足各類用戶的供電需求，不僅需要開展傳統(tǒng)的以優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為目標(biāo)的配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃研究，更應(yīng)該開展面向供電質(zhì)量提高的無功、可靠性等專項規(guī)劃研究。因此，本文根據(jù)國內(nèi)電力行業(yè)的實際需要，將配電網(wǎng)無功優(yōu)化規(guī)劃、有載調(diào)壓配置優(yōu)化、配電網(wǎng)可靠性規(guī)劃作為研究重點，并應(yīng)用粒子群算法、遺傳算法、模糊均值聚類和靈敏度等理論，提出了一系列優(yōu)化規(guī)劃方法。
　　 (1)根據(jù)目前無功優(yōu)化中解決不等式約束時所采用懲罰

3、函數(shù)的軟約束方法不能完全滿足電壓和功率因數(shù)要求的問題，提出了一種將邊界約束與可調(diào)節(jié)變量進(jìn)行“九宮”調(diào)節(jié)的硬約束調(diào)節(jié)策略，并在粒子群算法中引入離散化和混沌序列兩項常規(guī)改進(jìn)措施，使得新形成的改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法能夠適應(yīng)電壓和無功調(diào)節(jié)的階躍性并有效避免陷入局部最優(yōu)。通過IEEE標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點系統(tǒng)和某地區(qū)實際電網(wǎng)的計算分析，表明該算法在尋優(yōu)速度、尋優(yōu)質(zhì)量等方面均具有很好的效果，可以滿足電網(wǎng)工作人員的實際應(yīng)用。
　　 (2)針對無功規(guī)劃工作缺乏完

4、備的理論指導(dǎo)，致使當(dāng)前城市配電網(wǎng)無功補(bǔ)償設(shè)備配置普遍存在著分組不合理、投入效率低等情況，提出了一套系統(tǒng)的配電網(wǎng)無功規(guī)劃方法。其中，面對配電網(wǎng)規(guī)模龐大、逐站逐線計算可行性低的問題，制定了“整體-部分-整體”的解決思路，并應(yīng)用模糊C均值聚類將規(guī)模龐大的配電網(wǎng)按負(fù)荷特性等因素分解為若干區(qū)域；在利用靈敏度矩陣確定最佳線路無功補(bǔ)償點位置的基礎(chǔ)上，結(jié)合最優(yōu)網(wǎng)損模型和最小年費用模型，建立了配電網(wǎng)無功規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型；采用改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法將各類無功補(bǔ)償

5、設(shè)備進(jìn)行整體優(yōu)化，并將配置結(jié)果推廣至整個區(qū)域。算例表明，利用該方法規(guī)劃的配電網(wǎng)無功配置方案能夠在滿足電網(wǎng)運行的基礎(chǔ)上盡量減少投資，并且所形成的配置結(jié)論具有很強(qiáng)的實用性。
　　 (3)沿用配電網(wǎng)無功規(guī)劃的解決思路，結(jié)合某區(qū)域電網(wǎng)的實際情況，提出了一套有載調(diào)壓優(yōu)化研究方法。該方法利用靈敏度理論求解無功薄弱點，并將其與變電站所處位置等因素相結(jié)合，確定有載調(diào)壓優(yōu)化分析的典型變電站，進(jìn)而利用上述改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法，對各220kV和110(

6、35)KV典型變電站的主變壓器進(jìn)行有載調(diào)壓和無載調(diào)壓的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，通過對典型站的綜合分析形成可用于各電壓等級變電站有載調(diào)壓優(yōu)化配置的若干實用結(jié)論。
　　 (4)針對配電網(wǎng)供電可靠性影響因素眾多、難以進(jìn)行分析和規(guī)劃的問題，制定了可靠性規(guī)劃思路，并定義了供電可靠性影響因素體系作為現(xiàn)狀薄弱點分析的依據(jù)；為保證規(guī)劃方案的科學(xué)性和合理性，提出了結(jié)合項目間復(fù)雜關(guān)系、以可能的最大投資額度為約束、所能達(dá)到的可靠率為目標(biāo)的項目組合優(yōu)選算法。算例