敖云飛
摘要:針對配電網供電問題,注重配電網規劃方案探究,同時討論自愈控制技術應用問題。涉及到故障檢測、定位與恢復,提出科學化規劃方案。通過遺傳算法,處理混合數問題,僅供參考。
關鍵詞:自愈功能;配電網;多階段;規劃方法
在發生故障前,配電網注重診斷預警,實施定位隔離,加強配電網自愈力,提升運行效益。在規劃配電網時,可以遵循以下方案要求:選擇線路、明確配電網位置,拆除加固工作。由于配電網建設周期長,必須合理劃分規劃方案,基于壽命周期成本,分析資金時間價值。聯合折現系數,對不同階段成本進行計算。深入分析和研究相關成果,討論相互作用機理,確保其滿足負荷增長需求。
1、配電網自愈控制
配電網自愈,確保監控實時化,消除不良故障影響。通過繼電保護方式,切斷故障段,優化電能質量。配電網運行狀態,包含運行狀態、警戒狀態、恢復狀態、故障狀態等。
自愈控制,主要針對配電網分析,涉及到模擬技術、仿真建模、廣域測控技術。注重分析配電網,優化運行狀態。此外,配電網自愈功能,涉及到電壓無功網絡重構,定位和隔離故障問題。
自愈控制系統,涉及到數據接口、自愈控制功能、系統平臺,終端設備包含變壓器監測終端、開閉所監控終端、饋線開關監控終端、智能電能表。聯合智能硬件設備、軟件系統,能夠確保配電網快速自愈。在自愈控制下,不僅要考慮負荷需求,設置自愈控制設備。
對于自愈功能,注重分析局部信息、保護原理,實行故障隔離技術。通過全局信息、智能控制措施,盡快隔離故障,同時探究網絡重構技術。面臨緊急事件,注重環網解列技術、網絡再組合技術分析。
2、基于自愈控制的配電網規劃模型
遵循負荷預測、空間環境,掌握變電站選址、容量,同時規劃路線路徑,明確分段開關、電容器位置。對于規劃方案,建設變電站之后,不能隨意改擴建、饋線形成網絡拓撲,拆除網絡結構,將饋線段,合理安裝饋線開關、聯絡開關。
2.1邏輯變量
規劃方案,通常包含時間維度與空間維度;邏輯變量,涉及到預設饋線、變電站編號、時間等。以i表示變電站,xi,k為第k階段,第i預設元素動作。當xi,k=1時,表示添加1臺變壓器;當xi,k=0時,則表示無變化。以i表示饋線,則當xi,k=1時,表示架設i號變壓器;當xi,k=0時,則表示無變化。則當xi,k=-1時,表示饋線移除。
2.2約束條件
第一,連通性:網絡負荷點,利用饋線連接入網,無孤點,網絡處于連通狀態;第二,敷設狀:為了確保配電網絡運行可靠性,確保網絡輻射開環運行,充要條件為線路數=負荷點數-1。
3、算法流程
3.1約束與控制策略
注重函數結果優化,合理約束電壓、潮流與容量,同時增設懲罰因子。針對不達標種群,必須篩選剔除,加強邏輯約束力。利用隨機選擇法,明確遺傳控制參數:交叉率0.5,變異率0.05,種群規模30。通過24節點,在遺產算法中,染色體群中,涉及到120個變量。為了避免局部收斂,合理控制變異概率,約為0.05,且迭代次數高達2000次。評價適應函數,即利潤最大目標函數。
3.3算法流程
針對新種群,通過邏輯約束,將不可行解排除掉,同時做好適應性評價。種群不達標時,再次選擇與交叉處理,產生下一代。
4、算例分析
在本文研究中,使用24節點算例,驗證算法有效性與可行性。配電網包含24節點,構成20kV測試網絡。涉及到38條支路,21號節點為20-MVA,22節點為63-kV/20kV。
現有線路、規劃線路與節點自動保護裝置。自動保護裝置安裝如下:斷路器:8,11,18;重合器:25,28;熔斷開關:3,4,6,15,20,29,33,37。自動保護裝置安裝節點:斷路器:1,3,7,10,11,14,16,18,20;重合閘:1,2,6,8,9,11,14,16,17,18,19,20;熔斷開關:1,4,5,7,17。
線路電阻值,為每千米0.372Ω,電抗值,為每千米0.304Ω。合理設定電費價格,為0.7元/kWh。針對負荷節點,則損耗時間為2400h,折現率0.05。規劃方案,確保周期成本最低,總利潤率最高,明確優化目標。
4.1不考慮自愈功能的規劃方案
算例1中,不考慮自愈功能。在表3數據中,為線路、變電站增減規劃。注重規劃方案分析,基于原始網絡,第一年,在23號接入變電站(20MVA);第二年,在24號接入變電站(20MVA)。對于拓撲結構,為了加強輻射效果,在第二年移除3號線路。K=1時,架設線路為(1,32,35),變電站為(23)20MVA;K=2時,架設線路為(11,19,26),拆除線路為(3);K=3時,架設線路為(12,21,24),變電站為(24)20MVA;K=4時,架設線路為(14,25);當K=5時,架設線路為(17,38)。
4.2考慮自愈功能的規劃方案
算例2中,加入自愈控制裝置,配電網絡具備電壓、無功控制,故障定位隔離,多饋線網絡重構。每年線路、變電站增減情況。K=1時,架設線路為(32,35),變電站為(23)20MVA;K=2時,架設線路為(11,19,26);K=3時,架設線路為(12,21,24),變電站為(24)20MVA;K=4時,架設線路為(14,16,25);當K=5時,架設線路為(17,37)。
分析規劃結果可知,算例1、算例2,于第一年,在23節點接入變電站(20MVA),第三年,在24號接入變電站(20MVA),部分饋線在布局位置、時間存在差異。第3饋線應當在第二年拆除,第4饋線在第四年拆除。在此種方案中,通過隔離開關,斷開線路與負荷節點,確保網絡拓撲輻射效果。
按照算例1、算例2,計算成本、全周期成本總收入、利潤,同時進行比較,如表5所示。算例1:初期投資成本為572.7萬元,運行成本為51.5萬元,維護成本為39.5萬元,停電成本為91.1萬元,廢置處理費用為-17.1萬元;算例2:初期投資成本為667.3萬元,運行成本為57.4萬元,維護成本為42.7萬元,停電成本為74.1萬元,廢置處理費用為-15.2萬元;
比較兩種規劃路線方案,自愈功能網絡規劃,初期投資成本高出94.6萬元,兩種方案運行維護費用相差無幾。自愈功能網絡規劃,停電成本小,售電收入優勢顯著。通過進一步分析可知,盡管自愈功能規劃方案的前期投入大,然而基于長遠發展可知,利潤可觀性強,能夠降低配網運行風險。
5、結束語
綜上所述,規劃配電網時,必須加強愈功能。選擇全壽命周期指標,將其作為目標函數,提升利潤空間,確保電網具備自愈功能,同時建設功能模型,利用遺傳算法,獲得規劃最優方案。借助算例方式,可以確保配電網運行穩定性,降低風險系數,同時減少停電損失,利潤價值比較高,同時可以制定配電網規劃方案。通過本文研究與分析,希望能夠為配電網規劃提供參考。
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