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计及分布式发电的配电网规划研究

王丽娜  
【摘要】:配电网规划的目标是在满足供电区域内的经济社会发展需要的前提下,使配电网投资建设费用以及后续运行费用达到最小值,同时要满足供电区域的负荷需求、达到对电网电能质量的要求、以及环境保护的要求。分布式发电技术(DG)因其优良的特性被世界各国重视,大量分布式电源接入配电网,同时给配电网规划带来了新的课题和技术难点。所以,计及分布式发电的配电网规划成了研究热点,对它的研究更具有科研价值和实践意义。本文在研究包含DG的配电网规划之前,首先分析了分布式发电技术的特点、综合分析分布式发电对配电网带来的各种影响、分析了分布式发电对配电网带来的效益,然后着重介绍了计及分布式发电的配电网规划方案,并用配电网中的实际算例进行了分析、计算、论证。虽然电力工作者普遍认为分布式电源的发展会对电网带来很多益处,但是目前缺乏合理、有效的模型对分布式发电技术的效益进行全面分析。本文综合分析DG产生的效益,然后对计及分布式发电的配电网规划进行研究,建立了配电网扩展规划的数学模型,本文采用多目标规划模型,该模型计及了DG的影响。模型的目标函数中主要包括新建馈线的资金及线损费用、DG设备的投资费用以及维修费用、因DG发电节省的外购电费用、DG产生可靠性效益、DG投运节省的环境保护效益。在算法上,本文提出了采用改进的自适应遗传算法对新增负荷节点的配电网进行扩展规划,并对配电网规划结果进行计算、衡量每个个体方案的优劣。在计算分布式发电的期望出力方面,提出了采用蒙特卡洛方法,采用自适应遗传算子优化分布式电源的位置、容量以及新建或升级改造馈线。在编码方式上,采用二进制编码和隐形编码相结合的方式,在迭代过程中根据每代个体的适应度函数调整交叉算子和变异算子以及交叉位置的选取,并且借助图论知识给出了遗传算法中产生的不可行解的修复方案,最终得到合理的配电网扩展规划方案。本文算例分析表明,配电网中接入分布式发电可以在一定程度上降低新建馈线成本,降低线损费用,节省可观的外购电费用,带来一定的环境效益,并提高了配电网可靠性。由此可知,分布式发电是一种优点突出的技术,具有非常显著的经济效益、可靠性效益、环境效益。分布式电源的接入不但有利于配电网的优化运行,同时也表明分布式电源具有十分广阔的应用前景。


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