基于加权Voronoi图的变电站优化规划

摘要

随着我国城市电网建设改造的快速发展，科学合理的城市电网规划已经成为一项非常重要的任务。在城网规划中，将进行负荷及负荷分布预测、变电站选址与定容、配电网规划和无功优化等各项工作，其中在负荷分布预测基础上进行的变电站位置和容量的确定工作是必要的环节。其结果直接影响未来电力系统的线路走径、网络结构、电网投资、运行经济性及供电可靠性等。 变电站优化规划中，新建变电站的数量、地理位置、容量及供电范围都是未知的，并且各个变量之间相互影响，相互制约。针对变电站优化规划这一城市电网规划工作中的重要环节，本文提出了一种基于加权Voronoi图的变电站优化规划方法，可以最终完成对变电站数量、容量、站址及供电范围的优化。该方法首先给出一种确定新建站容量组合的数学模型，并采用整数规划的优化技术同时得到其最优解和几组次优解。进而，根据是否含有已有站，分别给出利用常规Voronoi图法及综合考虑规划区域地形特点、区域面积和负荷分布情况的坐标几何方法产生初始站址。在此基础上，通过对Voronoi图进行加权来考虑负荷分布不均匀、各站额定容量和负载率不同对变电站供电范围的影响，进行变电站供电范围的整体优化，并确定新建站站址。 详细的算例和结果分析表明，与传统的基于坐标几何的变电站优化规划方法比较，本文提出的基于加权Voronoi图的变电站优化规划方法能够在保证计算速度的前提下，得到更好的规划方案，进而节省了变电站建设和运行费用及线路和网损费用，大大提高了变电站优化规划工作的科学性和实用性，结果能够较好地满足规划工作的要求。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1城市电网规划概述

1.2变电站规划概述

1.2.1变电站规划的内容和意义

1.2.2变电站规划的准则

1.2.3变电站规划的现状

1.3本文的主要工作

1.3.1本文研究的主要内容

1.3.2本文结构

第二章 变电站优化规划数学模型

2.1变电站投资年费用

2.2变电站低压侧线路综合投资年费用

2.3变电站低压侧线路网损年费用

2.4变电站优化规划的最小年费用

2.5变电站优化规划数学模型的简化

2.6本章小结

第三章理论基础

3.1常规Voronoi图及加权Voronoi图的基本概念

3.1.1常规Voronoi图

3.1.2 Delaunay三角网

3.1.3加权Voronoi图

3.2交替定位分配算法

3.2.1平面中位问题

3.2.2平面欧氏距离单中位问题

3.2.3平面矩氏距离单中位问题

3.2.4平面P中位问题

3.2.5交替定位分配算法

3.3整数规划

3.3.1整数规划的数学定义

3.3.2“0-1”整数规划

3.4本章小结

第四章 基于加权Voronoi图的变电站选址定容

4.1计算流程图

4.2确定新建站个数

4.3确定新建站容量组合

4.4变电站选址

4.4.1确定初始站址

4.4.2确定站址及供电范围

4.5本章小结

第五章算例结果与分析

5.1.无已有站的变电站优化规划算例

5.1.1算例介绍

5.1.2算例结果分析

5.2含已有站的变电站优化规划算例

5.2.1算例介绍

5.2.2算例结果分析

5.3本章小结

第六章总结

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢