考虑用户需求的配电网规划对象选优分析方法

针对目前配网规划中过于追求电网侧可靠性指标,但用户需求考虑、投资优先次序难以量化等问题,本文提出一种考虑用户需求的配电网规划对象选优分析方法。首先,从供电可靠性水平、用户需求和电网经济因素三个层面建立了一套配电网规划综合评价指标体系,在可靠性方面关注与期望水平的差距,用户需求方面关注用电体验,电网经济因素方面关注停电缺供电量;其次,通过改进型“拉开档次”法计算各配网综合评价值,并据此排序,在年度总投资一定时,以方案总体综合评价值最大为目标函数来实现配电网对象选优,以有效安排多个配网规划的优先顺序;最后,以韶关地区配网为例,验证了本文提出的配电网规划对象选优分析方法具有实际应用价值。     

城市配电网直流化改造对象综合决策

直流化为多约束下的城市配电网升级改造提供解决方案,针对直流化改造存在多变量约束求解以及对多方案进行排序优选的需求问题,提出城市配电网直流化改造对象的综合决策方法。首先,从供电质量提升需求、配电网直流化需求、社会效益需求、改造经济性4个方面建立一套城市配电网直流化改造对象综合评估指标体系,供电质量方面考察目标水平的完成程度,直流化需求方面反映交流改造约束性与直流改造的驱动力,社会效益需求方面体现社会发展的直流化改造间接需求,经济性方面关注改造的成本和财务经济状况。之后,通过组合优化模型求解基于主、客观权重模型的指标综合权重,双基点法确定改造对象综合评估值,方案选优模型确定最终改造方案,以指导电网规划部门安排多个配电网的直流化改造优先级。最后,以我国南方某省若干10k V城市配电网为例验证所提方法的合理性。     

适应可再生能源接入的城市中低压直流配电网电压等级序列

目前直流配电网电压等级序列的制订未充分考虑到对交流系统的兼容性以及可再生能源的接入便捷性,为此,开展面向可再生能源接入与融通供电的城市直流配电网电压等级序列的研究。首先,基于融通型城市直流配电网的典型场景,提出直流配电电压序列构建方法;其次,采用自下而上的电压等级构建方法,考虑电缆改造和器件耐压水平的影响,基于几何均值法和工程实际,确定中低压直流电压序列备选集;再次,结合电动汽车充电桩的市场调研和发展趋势,确定兼容低压交流系统和可再生能源接入的低压直流电压序列;然后,考虑系统经济性、供电能力和适应性,建立中压电压等级的综合评价最优模型,利用模糊综合评估方法,求解得到优选的中压直流配电电压等级,并通过技术成熟度进行验证,形成±0.048 kV/0.19 kV/0.38 kV/0.75 kV/1.5 kV/10 kV的城市中低压直流配电网电压等级序列;最后对所提电压等级序列的合理性进行校验,推荐±0.048 kV/0.19 kV/0.38 kV/0.75 kV/1.5kV/10 kV作为城市中低压直流电压等级序列。     

中压配电网供电方案经济性分析

针对我国城市中压配电网规划中存在的电网网架优化选择和资金合理利用的问题,通过对中压配电网各种供电方案的经济性研究给出了推荐方案。总结了我国城市中压配电网的典型接线模式,进而给出了基于不同接线模式供电方案的经济性分析方法,并以我国某城市为例,运用上述方法计算了不同接线模式供电方案的单位负荷年费用,通过结果的分析与比较,给出了经济性最优的供电方案,并通过敏感性分析找出了影响电网投资的敏感性因素,对配电网规划具有一定的指导意义。     

城市配网改造下中压直流配电网的供电能力分析

我国的城市配电网正面临供电能力不足的压力,中压直流配电方式的出现为城市配电网的改造提供了一个新的思路和方法。基于可靠性和适应性的要求,本文选择双极三线制作为直流配电网的接线方式。首先考虑交直流线路的过电压水平,确定了交直流配电网额定电压的关系。在此基础上,从电压损耗、功率损耗以及供电容量3个方面,对中压交、直流配电网的供电能力进行了理论推导,建立了交、直流配电网供电能力的通用模型。并以常用的中压电缆YJV-300为例,分析发现中压直流配电网的供电能力显著优于中压交流配电网。特别的,本文研究了直流配电网线路发生单极故障时的供电能力,发现其供电能力相对于交流配电网而言也具有一定的优势。     

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。     

一种基于接线模式的中压配电网综合评价方法

提出了一种配电网接线模式的综合评价体系,该体系综合考虑了配电网接线模式的安全性可靠性、经济性等因素,并建立了各项指标隶属度函数,按各指标值的加权平均对配电网接线模式进行综合评估.文中选用了上海某地区10kV中压配电网规划的实际案例,对该地区的多个规划方案进行评价,算例表明,所提出的方法能有效量化描述配电网接线模式的优劣.     

城市高、中压配电网接线模式的综合评价方法

提出一种配电网接线模式的综合评价体系,该体系综合考虑了配电网接线模式的安全性可靠性、经济性等因素,并建立了各项指标的模糊隶属度函数,按各指标值的加权平均对配电网接线模式进行综合评估.选用上海某地区10 kV中压配电网规划的实际案例,对该地区的多个规划方案进行评价,算例表明,提出的方法能有效量化描述配电网接线模式的优劣.     

直流配电网规划技术的新需求及其在一次规划的体现

将交流配电网规划技术用于直流配电网的过程中,既要考虑配电网的传统供电规划目标和拓扑的变化,也要考虑多目标、多约束条件的变化,以及大量主动型负荷的接入引起的变化,更要考虑直流配电网的技术与应用的发展趋势。与此相对应,文章围绕一次规划的内容,首先分析、总结了直流配电网的规划目标、电源规划、负荷预测及网架规划4个方面的新需求,并提出规划与运行强耦合、规划目标多样性与动态性、一二次系统融合规划的其他新需求。然后围绕直流配电网拓扑展开讨论,提出基于母线、结构以及连接方式的拓扑分类,并对直流配电网的典型应用场景进行分析。之后对考虑多约束条件与不确定性的直流配电网规划方法进行讨论,包括不确定模型、规划与运行强耦合、多种不确定性因素等多方面的分析与总结;并围绕主动管理/需求侧管理和保护控制2个方面,对考虑(准)实时监控需求的直流配电网规划问题进行讨论。最后从技术层、信息层和设备层对直流配电网规划中尚需解决的问题进行梳理和展望,为未来直流配电网的规划研究提供借鉴和参考。     

中压直流配电网应用场景与系统设计

目前,中压直流配电网的应用场景、基本特性及其系统设计还缺乏系统性论述。首先,从供电能力、互联作用、相互支撑、短路电流抑制作用等系统特性方面论述了中压直流配电网的应用场景、特点及优势。然后,从工程实现的角度论述了中压直流配电网设计的关键技术,涵盖电压水平的确定、网架设计、接线方式、接地方式的选择等关键技术。最后,指出了中压直流配电系统发展与应用还应考虑的问题。     

基于路径描述的配电网电力廊道规划方法

配电网工程的落地依托于充足的电力廊道资源,而电力廊道规划方案的合理性也将影响到后期配电网建设的经济性。为科学指导廊道的选择,提出一种基于路径描述的配电网电力廊道规划方法。首先根据电力廊道与配电网网架之间的耦合关系,搭建电力廊道连通性模型;然后采用深度优先遍历算法获得满足廊道建设情况的供电路径集合。基于此,以电力廊道综合规划费用为廊道规划方案的评估依据,搭建了配电网电力廊道双层规划模型。最后采用嵌套离散粒子群优化算法进行优化求解,外层粒子群算法以电力廊道综合规划费用最小为优化目标,内层粒子群算法以配电网运行规划成本最小为优化目标。算例分析表明,所述模型可兼顾后期配电网建设的可行性与经济性,得到满足负荷需求的电力廊道最优规划方案,有利于提前对廊道站址进行保护,为配电网建设提供参考。     

中低压配电网整体规划方案综合评估

为解决传统的区域配电网规划评估一般仅考虑经济性、评估不够全面的不足,综合考虑中低压配电网整体规划方案的技术、经济水平及企业的供电义务因素,从供电裕度、电网安全、服务水平、经济效益四个方面构建综合评估指标体系,并引入公共服务价值模型建立综合评估模型,实现对中低压配电网整体规划方案的科学评估。指标体系构建及方案评估过程遵循差异化原则,即以Q/GDW 1738-2012《配电网规划设计技术导则》中供电分区为基础,差异化设计评估指标、设置指标权重及评分标准,同时指标评分采取存量值与增量值综合评分方法,解决不同区域由于电网基础现状、供电需求、发展目标不同导致的投资敏感性的差异。实际算例表明,所提出的方法能够有效指导区域中低压配电网规划中资源科学优化配置,引导规划方向。     

城市配电网规划方案的多阶段综合评估方法

现有的城市配电网规划综合评估研究主要针对规划目标年电网展开,而忽略了对其他规划年份电网的评估,为此提出配电网规划的多阶段综合评估方法.首先,结合现有研究成果,建立包含上级电源水平、网络结构水平、负荷供应能力和装备技术水平的配电网规划综合评估指标体系;其次,根据地区实际情况和配电网发展目标设定理想评估指标值,并作为配电网现状和规划方案评估的比较对象;最后,基于层次分析法和逼近理想解排序法（AHP-TOPSIS）提出配电网规划多阶段综合评估的总体方法流程.通过对某地区配电网规划方案的实例分析,验证该方法的可行性和有效性.     

含高渗透可再生能源的配电网灵活性供需协同规划

高渗透率可再生能源并网加剧了配电网运行的波动性和不确定性。为提高配电网灵活性和抗干扰能力,提出了含高渗透率可再生能源的配电网灵活性供需协同规划方法。根据系统运行灵活性供需关系,定义灵活性评价指标。进而提出配电网灵活性供需协同规划策略,建立考虑季节特性的配电网灵活性资源双层优化配置模型。上层以投资成本和灵活性不足率最小为目标,制定灵活性资源配置方案。下层考虑需求侧对季节性电价激励的响应程度进行有功-无功联合优化,实现对配电网日内多场景时序运行的最优调度。为求解该双层混合整数非线性规划模型,采用二阶锥松弛对潮流方程进行凸优化,进而利用KKT条件将双层模型转化为单层混合整数二阶锥规划模型进行求解。算例仿真结果表明,该方法有效提升了配电网运行灵活性和稳定性,为分布式可再生能源规模化并网等相关工程提供决策参考。     

考虑综合能源站柔性调控作用的城市配电网多阶段规划方法

随着城市经济发展与终端用能电气化的普及,以制冷用电为首的电负荷需求持续增加且峰谷差情况愈发严重化,导致现有配电网运行负担逐渐加重。在此背景下,将综合能源站(IES)作为多能流耦合节点,在配电网中引入多能协调互补及蓄能移峰功能,计及多个阶段负荷发展及多类型负荷特征,提出在IES柔性调控作用下的配电网多阶段规划方法。基于IES能流结构及其运行机制,分别在不同气候类型地区负荷模拟场景下,以总规划期内投资与运行经济性最优为目标,建立由线路、变电站和IES构成决策对象的配电网双层多阶段规划模型,规划与运行层模型通过决策变量关联达成一体化协同求解。通过修改后的IEEE 33节点配电系统对所提方法的有效性进行校验,并进一步将所提方法应用于某地实际152节点配电系统,分析不同负荷特征下配电网规划运行效益、负荷峰谷差调节效果及IES运行状况,得出计及IES的城市配电网规划方法的实用性结论。     

基于停电损失费用的变电站经济容量研究

考虑供电可靠性并将其转化为停电损失费用来进行经济分析是城市电网规划的必然趋势。在综合考虑电网的建设投资、运行费用的基础上,将停电损失费用有机地结合到电网规划的优化目标中,以单位供电面积的年费用最少为原则,提出了确定变电站经济容量的计算方法,并给出了相应的计算流程。以佛山电网为计算实例,说明确定变电站经济容量时考虑停电损失费用的必要性,验证了该方法的合理性和有效性。     

城网空间电力负荷预测中的负荷规律性分析

空间电力负荷预测(spatial load forecasting,SLF)是城市电网规划必不可少的计算,其预测结果是确定所需配置供电设备容量和分布的基础,预测结果准确与否对城市电网建设及其运行的经济性和安全性都有影响。文章从城市电网的空间结构分析入手,以分层分区处理为原则,以目标层级的负荷元胞为基础,描述和刻画了该层级下空间电力负荷的规律性,着重分析了10 kV电压层级下元胞负荷的周期性、增长的非平稳性及元胞之间的负荷转移。通过实例进一步阐述了该负荷规律性分析方法,结果表明该方法能够充分合理地描述空间电力负荷的特点,客观反映SLF方法的优劣,为寻找更有效的SLF方法奠定了基础。     

基于增量最短路径法的全电缆中压配电网络规划

电缆化供电是城市中压配电网供电的发展趋势。提出一种实用的基于增量最短路径法的全电缆中压配电网络主干网架规划方法,考虑了电缆通道约束以及城市规划约束,将全网整体优化分解为电源供电分区的电缆线路规划和分区间线路联络规划两部分,利用增量最短路径法规划电源供电分区的电缆供电线路,应用最佳匹配算法完成分区间线路联络。通过一实际算例验证了所提方法可应用于全电缆中压配电网的网络新建规划和扩展规划。     

乡村配电网供能范围与负荷调控技术协同优化方法

乡村用户较为分散、用电负荷密度低,其配电网设备利用率远低于城镇。各用户负荷曲线的波动特征不同,不同用户组合后总负荷曲线的平准化程度不同,对配电网的供能范围进行优化具有提升线路和设备利用率的潜力。同时,各类需求侧负荷调控技术的应用也可调整用户的负荷曲线,减小各用户的供电峰谷差。为实现乡村配电网规划和需求侧负荷调控方案协同优化,在对农村配电网构建成本、用户需求侧负荷调控成本进行数学描述的基础上,构建了用户聚合和各用户需求侧负荷调控协同优化模型,对各用户需求调控和配网线路供能范围进行综合优化。案例研究表明,对配电网供能范围和用户需求侧负荷调控措施进行协同优化,可以明显提升农网线路及附属设备的平均利用率,减少农村电网建设成本。