適應(yīng)配電網(wǎng)大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)移的配電網(wǎng)優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于配電網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種適應(yīng)配電網(wǎng)大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)移的配 電網(wǎng)優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著人民生活水平的提高和電力負(fù)荷的快速增長，電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差逐步 增大，與此同時，隨機性、波動性、不可調(diào)度性的可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)，導(dǎo)致電網(wǎng)的調(diào)峰問 題更加突出，也給電力調(diào)度造成一系列的困難。尤其是配電網(wǎng)負(fù)荷具有靈活多變的特點，很 多地方的負(fù)荷具有較大的波動性和轉(zhuǎn)移特性，給配電網(wǎng)的規(guī)劃和運行帶來了很大的挑戰(zhàn)， 需要深入研究大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)移對配電網(wǎng)、配電網(wǎng)規(guī)劃及運行方式安排的影響和對策，提高 配電網(wǎng)的適應(yīng)能力。一方面，配電網(wǎng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移和波動較大，部分地區(qū)變壓器的負(fù)載率變 動極大，可W達到50% W上甚至更高，而目前配電設(shè)備均按照電網(wǎng)高峰負(fù)荷規(guī)劃建設(shè)，但電 網(wǎng)高峰負(fù)荷持續(xù)時間較短，導(dǎo)致為滿足高峰負(fù)荷需求而規(guī)劃建設(shè)的配電設(shè)備資產(chǎn)利用率較 低，造成了一定的投資浪費；另一方面，隨著城市的發(fā)展，規(guī)劃用地通道資源日趨緊張，新的 變電站和饋線走廊獲取越發(fā)困難，需要探索新的規(guī)劃方法合理優(yōu)化現(xiàn)狀配電網(wǎng)，并優(yōu)化配 電網(wǎng)的運行方式，W提高現(xiàn)狀電網(wǎng)接納負(fù)荷的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適應(yīng)配電網(wǎng)大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)移的 配電網(wǎng)優(yōu)化方法。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0005] 一種適應(yīng)配電網(wǎng)大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)移的配電網(wǎng)優(yōu)化方法，包括W下步驟：
[0006] 步驟1、分析區(qū)域配電網(wǎng)的負(fù)荷波動曲線W及該區(qū)域配電網(wǎng)與相鄰區(qū)域配電網(wǎng)的 互補性負(fù)荷特性曲線，得到配電網(wǎng)大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)移的如下兩個特征；區(qū)域配電網(wǎng)的負(fù)荷波 動較大和相鄰區(qū)域配電網(wǎng)互補性能較強；
[0007] 步驟2、判斷配電網(wǎng)負(fù)荷特性所滿足的特征，當(dāng)同時滿足上述兩個特征時，則執(zhí)行 步驟3空間上的轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法進行優(yōu)化；僅滿足區(qū)域配電網(wǎng)的負(fù)荷波動較大特征時，則執(zhí) 行步驟4時間上的轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法進行優(yōu)化；
[000引步驟3、采用空間上的轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法對配電網(wǎng)大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)移進行優(yōu)化：
[0009] 步驟4、采用時間上的轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法進對配電網(wǎng)大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)移進行優(yōu)化。
[0010] 而且，所述區(qū)域配電網(wǎng)的負(fù)荷波動較大特征的判斷方法為；當(dāng)某區(qū)域日負(fù)荷率在 70% W下，或者日峰谷差率在50% W上，或者當(dāng)季負(fù)荷率在70% W下，或者年最大峰谷差 率在50% W上時，則認(rèn)為區(qū)域配電網(wǎng)的負(fù)荷波動較大。
[0011] 而且，所述相鄰區(qū)域配電網(wǎng)互補性能較強特征的判斷方法為：該區(qū)域配電網(wǎng)與相 鄰區(qū)域配電網(wǎng)的負(fù)荷特性曲線在不同時間點上疊加后系統(tǒng)負(fù)荷率提高10% W上或者峰谷 差率降低10% W上時，則認(rèn)為相鄰區(qū)域配電網(wǎng)互補性能較強。
[0012] 而且，所述空間上的轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法包括規(guī)劃優(yōu)化和運行方式優(yōu)化；所述規(guī)劃優(yōu)化 方法是；W-組負(fù)荷轉(zhuǎn)移線路組為單位，在變電站與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)確定的情況下，通過調(diào)整組內(nèi) 線路上開關(guān)的數(shù)量及位置，對已有負(fù)荷所在線路進行切改，最終形成滿足N-1安全性和負(fù) 載率均衡性的方案；所述運行方式優(yōu)化方法是；進行規(guī)劃優(yōu)化后的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上， 根據(jù)配電網(wǎng)中l(wèi)OkV線路的實時負(fù)荷情況，通過調(diào)整聯(lián)絡(luò)開關(guān)與分段開關(guān)的不同組合，從而 改變負(fù)荷的供電路徑，W達到負(fù)荷均衡的目的。
[0013] 而且，所述規(guī)劃優(yōu)化方法的目標(biāo)函數(shù)為；WlOkV線路負(fù)載率均衡度為目標(biāo)函數(shù)， 將各lOkV線路負(fù)載率的標(biāo)準(zhǔn)差定義為線路負(fù)載率均衡度Bi。，用來表示組內(nèi)lOkV線路負(fù)載 率的差異，從而得到規(guī)劃優(yōu)化模型如下：
[001引 式中；
[0019]Tim-負(fù)荷轉(zhuǎn)移后線路i的負(fù)載率（％ );
[0020] 涼一負(fù)荷轉(zhuǎn)移后線路負(fù)載率平均值（％ );
[0021] Ni-組內(nèi)的線路條數(shù)（條）；
[002引Lim-負(fù)荷轉(zhuǎn)移后線路i的負(fù)荷（MW);
[002引 Rii-線路i的容量（MVA);
[0024] cos口一功率因數(shù).
[00巧]約束條件：
[0026] ①線路滿足N-1負(fù)荷轉(zhuǎn)帶約束；
[0027] ②線路負(fù)載率約束；
[002引⑨負(fù)荷分配平衡約束。
[0029]6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種使配電網(wǎng)絡(luò)全天有功損耗最小的電容補償系統(tǒng)，其 特征在于；所述規(guī)劃優(yōu)化包括W下步驟：
[0030] ①分析區(qū)域內(nèi)每條lOkV線路所帶用戶的性質(zhì)、負(fù)荷特性、線路走向及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)情 況，劃分負(fù)荷轉(zhuǎn)移線路組；
[0031] ②W負(fù)荷轉(zhuǎn)移線路組為單位，根據(jù)夏季最大負(fù)荷日及冬季最大負(fù)荷日負(fù)荷曲線， 分別確定組內(nèi)每條lOkV線路及線路組的最大負(fù)荷時刻，及對應(yīng)時刻每條lOkV線路的負(fù)荷 值；
[0032] ⑨根據(jù)組內(nèi)lOkV線路的走向，分段及聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置，負(fù)荷的分布情況，確定任 意兩條lOkV線路間切改負(fù)荷的上限值；
[0033] ④W所選時刻每條lOkV線路的負(fù)荷值為基礎(chǔ)，應(yīng)用規(guī)劃優(yōu)化模型，計算得出負(fù)荷 轉(zhuǎn)移后每條lOkV線路的負(fù)荷；
[0034] ⑥W上述負(fù)荷分配結(jié)果為基礎(chǔ)，根據(jù)組內(nèi)lOkV線路的走向，分段及聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位 置，線路上負(fù)荷的分布情況，得出需新增的開關(guān)的位置及數(shù)量，形成優(yōu)化后的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
[0035] 而且，所述運行方式優(yōu)化方法的目標(biāo)函數(shù)為；W-組負(fù)荷轉(zhuǎn)移線路組為單位，W確 定的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過改變聯(lián)絡(luò)開關(guān)與分段開關(guān)的狀態(tài)，最終形成組內(nèi)負(fù)載率 均衡的方案；建立運行方式優(yōu)化模型如下：
[0036] Min Fa= max {F 1，尸2，
[0037]其中；
[00%]
[0039]式中；
[0040] F。一負(fù)荷轉(zhuǎn)移線路組的負(fù)荷不均衡率；
[0041] 。一組內(nèi)第i對相聯(lián)絡(luò)線路的負(fù)荷不均衡率；
[00創(chuàng) Sm-線路m所帶負(fù)荷（MW);
[0043] S。一線路n所帶負(fù)荷（MW);
[0044] Swm-線路m的額定容量（MVA);
[0045] Sn。一饋線n的額定容量（MVA);
[0046] 約束條件包括：
[0047] ①節(jié)點電壓約束；
[0048] ②線路負(fù)載率約束；
[0049] ⑨潮流約束；
[0050] ④網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)約束。
[0化1] 而且，所述運行方式優(yōu)化包括W下步驟：
[0化2] ①根據(jù)潮流計算結(jié)果算出所有聯(lián)絡(luò)開關(guān)對應(yīng)饋線對的負(fù)荷不均衡率；
[0053] ②將所求饋線對的負(fù)荷不均衡率按照從大到小順序依次排列；
[0化4] ⑨取出所有待優(yōu)化饋線對中負(fù)荷不均衡率最大的饋線對進行優(yōu)化，并標(biāo)記為已優(yōu) 化；
[0化5] ④判斷饋線對內(nèi)聯(lián)絡(luò)開關(guān)位置是否發(fā)生變動？若發(fā)生變動，轉(zhuǎn)到下一步；若未發(fā) 生變動，轉(zhuǎn)到第⑧步；
[0化6] ⑥捜索所有與重構(gòu)饋線對直接相連的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，并將聯(lián)絡(luò)開關(guān)對應(yīng)饋線對中標(biāo)定 為已優(yōu)化的饋線對重新標(biāo)定為待優(yōu)化，并重新計算負(fù)荷不均衡率；
[0化7] ⑧判斷所有饋線是否已經(jīng)全部優(yōu)化？若有待優(yōu)化饋線對，轉(zhuǎn)到第⑨步；若所有饋 線對均為已優(yōu)化，結(jié)束優(yōu)化過程，給出優(yōu)化結(jié)果。
[0化引而且，所述時間上的轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法包括：應(yīng)用儲能裝置和新型負(fù)荷利用優(yōu)化；所 述應(yīng)用儲能裝置優(yōu)化方法為：針對具有時間上負(fù)荷轉(zhuǎn)移特征的變電站，配置適當(dāng)容量的儲 能系統(tǒng)；儲能系統(tǒng)具有調(diào)峰性能，將保存電力系統(tǒng)中的低谷電能，當(dāng)高峰負(fù)荷到來時，再將 保存的能量W電能的形式釋放，該樣，電能儲存裝置在用電低谷期作為負(fù)荷存儲電能W填 谷，在用電高峰期作為電源釋放電能W削峰，實現(xiàn)發(fā)電和用電間解禪及負(fù)荷調(diào)節(jié)，削減負(fù)荷 峰谷差；所述新型負(fù)荷利用優(yōu)化方法為；利用蓄熱蓄冷技術(shù)、電動汽車新型負(fù)荷移峰填谷， 蓄熱技術(shù)和蓄冷技術(shù)都在用電低谷時段將電能儲存起來，在日間用電高峰時段將存儲的能 量釋放，W達到轉(zhuǎn)移高峰負(fù)荷的目的，電動汽車?yán)靡归g低谷時段對電動汽車充電，W有效 提高低谷負(fù)荷，減少峰谷差，在日間高峰負(fù)荷到來之前對電動汽車充電，增加了日平均用電 量，提高電網(wǎng)的負(fù)荷率。
[0化9] 本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：
[0060] 1、本發(fā)明將配電網(wǎng)大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)移分為時間上的轉(zhuǎn)移W及空間上的轉(zhuǎn)移兩大類， 并給出了配電網(wǎng)大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)移的特征，針對空間上的配電網(wǎng)大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)移，在配電網(wǎng) 規(guī)劃方面主要是對配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進行整體優(yōu)化，使配電網(wǎng)具備較大的負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力； 針對時間上的配電網(wǎng)大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)移，可通過采用應(yīng)用儲能裝置、利用新型負(fù)荷等技術(shù)手 段進行移峰填谷，W提高配