含分布式电源配电系统供电半径计算方法

【摘要】该课题研究的宗旨在于寻求一种配电网络供电半径的计算方法,通过该方法可以求解出不同电压等级不同供电区域和模式下最优供电半径的选取,对配电网的合理布局和经济运行有着重要指导作用。本文主要工作内容为首先通过研究传统供电半径的计算方法,归纳总结出供电半径与电网各参数之间的具体关系,并在线路负载率、电压质量以及线损率的基础上增加了对配网供电可靠性的考虑,供电半径的增加会直接增大线损从而抬高负载率降低电压质量和供电可靠性；接下来通过建立配网的经济数学模型,主要包括变电站与线路的建造运行维护和损耗成本,细分为与系统容量与导线截面相关和无关项,在相应约束条件下分析不同运行模式的经济供电半径,同时在传统配电网的基础上增加了对分布式电源的考虑,建立风电与光伏发电经济成本数学模型,研究其接入容量所占本地负荷不同比重情况下对配网经济供电半径的具体影响,并与接入前进行比对分析分布式电源的接入带来的改善效果；最后在经济供电半径的基础上增加对电压质量的优化,采取多目标优化的方法探讨一种配网最优半径的计算方法,并取得了较理想的计算结果。针对经济半径与最优半径的求解问题,采用了改进的模拟退火粒子群及多目标粒子群优化算法,建立以单位供电面积年费用与线路成本最低为优化目标来求解经济供电半径,结合单位供电距离电压损耗最小作为多目标优化问题求解最优供电半径。粒子群算法的对优化变量的随机初始化无需指定取值区间为问题求解带来一定便利性,且好的初始值会大大降低迭代次数和计算时间,收敛速度快且计算结果准确,在该求解问题中得到了较理想的应用效果。为支撑理论研究,本文做了大量的算例分析,由于配电系统网络主要以辐射状为主,对于供电半径的求解也需分级进行逐级求解,理论上对配网供电质量要求越高则满足条件的供电半径要求越短,但相应的经济成本也会越高,这里以中间电压级别的35kV网络为例,建立典型网络模型,分别针对不同负荷水平、不同导线截面、不同约束条件及标准下的经济供电半径进行了详细的计算,总结分析经济供电半径随各参数变化的特点,最后就额定负载下综合考虑多方面影响因素计算得出该运行模式下的经济半径选择。而对分布式电源的计算是在传统配电网络计算基础上展开的,其具体分析方法相同。对于最优供电半径的计算相对比较简单,只进行了常规模式下的计算分析,但仍具有一定的实际意义。供电半径决定着电网的布局结构,在变电站选址时也起到关键作用,随着电网的不断发展结构布局越来越复杂输电走廊越发的紧缺,所以该方法的提出通过对供电半径的合理选取,配网的合理布局优化不但具有一定的现实意义而且在降低经济成本、改善电网质量上具有到一定的应用价值。
【作者】程振凯；
【导师】吴杰康；
【作者基本信息】广东工业大学，电气工程，2014，硕士
【关键词】配电系统；分布式电源；经济供电半径；最优供电半径；粒子群优化算法；

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