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计及可再生能源的配电网馈线经济性分析及选型最优规划

王浩  
【摘要】:配电网是电力系统中重要的组成部分之一,配电网规划(Distribution Network Planning,DNP)过程中的馈线选型(Conductor Size Selection,CSS)将直接影响配电网规划的经济性和运行稳定性。我国电力系统低碳化转型进程中,可再生能源的渗透率显著提高,而可再生能源存在出力的随机性和不确定性会导致配电网运行中的潮流双向化、线路损耗提高和可靠性降低等问题,分析配电网规划过程中馈线的经济性并研究馈线的最优选型规划方法对降低配电网建设成本和提高配电网运行效率具有重要意义。本文在分析可再生能源大规模接入配电网后对电力系统运行和规划影响的基础上,提出了新形态下配电网规划和设计所面临的关键问题。在综合考虑区域负荷中长期增长、系统运行可靠性和安全性、分布式电源的出力随机性等关键因素的基础上,以配电网规划和设计的全局经济性最优为目标,提出了一种基于启发式优化算法的配电网馈线经济性分析及选型最优规划方法,用以解决现有配电网规划方法难以适用于含大规模可再生能源的配电网系统、综合经济效益及传统规划技术手段相对保守等问题。基于所提出的规划方法,以配电网建设的全寿命周期成本、线路损耗和可再生能源及传统能源的电量采购成本等关键经济因素为核心对计及可再生能源的配电网规划问题进行数学建模。针对该数学模型输入数据离散和具有多种特征时间尺度等问题,本文提出了一种针对上上述问题的双层混合启发式优化算法,该算法中原创的双层优化模型耦合模式,实现了上下层模型的双向自学习校正功能,突破了现有配电网规划方法和数学模型难以兼顾各时间尺度上的经济效益和规划过程保守等问题。最后,以IEEE-33和IEEE-69配电网模型为例进行了实际量化分析,完成了基于典型配电网模型的数学建模、仿真和结果分析等工作。实验结果表明,本文所提出的算法可有效降低总寿命周期成本,有效解决了配电网规划过程中馈线的最优选型和容量选择问题。


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