高中压配电网协调规划和组网形态研究

摘要

基于规划区域的负荷密度及其发展趋势以及技术装备水平，选择技术经济合理的高中压配电网结构是具有战略意义的规划问题，其中的高中压配电网协调规划和组网形态研究具有重要的理论和实际意义。本文基于可靠性协调评估理论，探索了高中压配电网上下级网架之间的协调；建立了基于可靠性和经济性的高中压配电网协调优选模型，相应的优化结果可作为构建高中压网架组网形态的约束；提出了网状型和环状型组网形态的优化构建方法，并对网状型和环状型组网形态进行了比较分析。　　对于高中压配电网可靠性协调评估，考虑到高压配网一般存在多个有限切负荷率的实际情况，以及高压配网不同切负荷率与中压转供率相互结合对可靠性评估的不同影响，本文提出了等值4N+2M参数法：首先阐述了等值参数法的思路；其次在等值2参数法的基础上提出了等值4N+2M参数法，重点研究了其参数和可靠性指标计算方法；然后对两种方法的特点进行了比较分析；最后，将两种方法应用到典型算例中，结果表明，虽然等值4N+2M参数法较2参数法计算工作量略微增加，但计算精确度却大大提高。　　基于先进电网调研明确了不同组网形态的分类和特点；分别定义了电网及其高中压配电网“强、简、弱”；建立了一套基于可靠性和经济性评估的高中压协调方案优选模型：采用等值4N+2M参数法进行可靠性指标的估算，再将其折算为经济指标，并以总费用最小进行方案优选。典型高中压协调方案可靠性经济性计算分析表明：若要实现高可靠性供电首先必须做强中压配电网；一般情况下，高压配电网不必做到“强”，“简”的高压配电网可以减轻城区通道和站址的压力（如双辐射），同时也能保证农村辐射型配电网合理的供电可靠性和经济性。　　针对中压组网形态（或供电分区）的构建，提出了一套新的中压供电分区全局优化模型及其启发式求解方法：首先，明确规划区域候选主干通道布局；其次，基于负荷主干转供线路综合造价的最小化，在全局范围内优先形成可实现站间负荷转供的站间供电分区；然后，采用子供区并行排列的聚类方式细化负荷过大的供电分区；最后，分别在各供电分区内采用穷举法进行其子供区的优化匹配，形成大小适中的站间供电分区、自环供电分区和辐射供电分区。算例分析验证了所提方法的合理有效，具有较强的实用性。　　基于柔性规划理念，提出了一套配电网网架柔性规划的思路、模型和方法，比较了不确定性条件下的两种中压组网形态（即网状型和环状型组网形态）的特点和适用范围，阐述了环状型组网形态在柔性规划中的优势，提出了网状型和环状型组网形态的优选模型和启发式求解方法，重点阐述了环状型组网形态的构建方法。算例分析表明了所提的柔性规划方法的有效和实用。

目录

1 绪 论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 高中压可靠性评估

1.2.2 高中压配电网的协调规划

1.2.3 中压配电网供电分区的划分

1.2.4 网架柔性规划

1.3 本文主要工作

2 基于4N+2M参数的高中压配电网可靠性协调评估

2.1 引言

2.2 等值电源4N+2M参数法

2.2.1 假设条件和相关定义?

2.2.2 协调评估基本思路和方法

2.2.3 基于2参数等值电源的协调计算

2.2.4 基于4N+2M参数等值电源的协调计算

2.2.5 两种等值电源的比较分析

2.2.6 算例分析

2.3.1 故障分类

2.3.2 二阶故障计算

2.3.3 高压常用接线可靠性指标简化公式汇总

2.3.4 高压常用接线可靠性指标计算

2.4 本章小结

3 基于网架结构的高中压配电网协调优选模型

3.1 引言

3.2 先进电网结构调研

3.2.1 法国巴黎电网

3.2.2 新加坡电网

3.2.3 调研启示

3.3 网架结构

3.3.1 接线模式

3.3.2 组网形态

3.4.1 网架结构“强、简、弱”的分类

3.4.2 协调优选模型

3.4.3 费用估算

3.5 典型网架协调方案的可靠性经济计算分析

3.5.1 具体协调方案

3.5.2 基础数据

3.5.3 可靠性计算分析

3.5.4 经济性计算分析

3.5.5 综合分析

3.6 本章小结

4 中压配电网供电分区的划分

4.1 引言

4.2 供电分区的分类和优化模型

4.2.1 供电单元及其子供区

4.2.2 供电网格及其子供区

4.2.3 供电分区优化模型

4.2.4 模型求解思路

4.3.1 网格划分模型

4.3.2 网格划分方法

4.4 网格子供区细分模型和方法

4.4.1 子供区细分模型

4.4.2 子供区细分典型方式

4.4.3 子供区细分方式选择

4.4.4 基于单元子供区并行排列的负荷聚类方法

4.5 供电单元划分模型和方法

4.5.1 站间供电单元

4.5.2 自环供电单元

4.5.3 辐射供电单元

4.6 应用算例

4.6.1 负荷分布和变电站布点规划

4.6.2 主干通道布局

4.6.3 供电网格和供电单元划分方案

4.6.4 常规供电分区方法与本文方法的比较

4.7 本章小结

5 不确性条件下中压组网形态优选模型和方法

5.1 引言

5.2 组网形态优选模型

5.2.1优选模型

5.2.2费用估算

5.3 模型求解方法

5.4 应用案例

5.4.1 负荷预测和变电站规划

5.4.2 通道规划

5.4.3 组网形态选择

5.4.4 组网形态方案比选

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文

B. 作者在攻读学位期间参与的项目

C. 学位论文数据集

致谢