基于配电网安全性分析的供电能力计算方法研究

发布时间：2018-11-28 20:52

【摘要】：城市电网一方面是电力系统中联系发、输电系统和城市用户的纽带，另一方面是城市规划建设的重要组成部分。随着城市电网近年来的飞速发展，其中也暴露出如结构不合理、可靠性低、设备利用率低等问题，故而传统的城市电网规划和评估方法亟待改进以满足新形势下电网节能化、高效化、精细化发展的新需求。供电能力的概念以满足城市配电系统“N-1”校验为前提，能客观评估一定结构电网对负荷的供应能力。它在合理配置设备备用、管理电网运行、制定转供措施等方面都具有重要的应用，可以有效弥补城市电网传统规划、评估方法的不足。配电网供电能力的准确计算是利用其进行电网规划的基础，故而本文分别以中压配电网络、高压配电网络和含分布式电源的有源电网为研究对象，全面展开城市配电系统供电能力评估方法研究，主要内容如下：（1）首先整理了算术算法和矩阵算法两种计及“N-1”校验的中压配电系统供电能力计算方法。针对两种算法的不足，一方面在算术算法的模型中加入“N-1”校验时对二次转供策略的考虑，完善了算法模型，并建立了基于单纯形法的求解方法；另一方面在矩阵算法中加入对二次转供策略和联络容量的考虑，同时在矩阵算法中加入迭代修正的步骤以提高计算准确性，最终形成完整的矩阵迭代算法流程。最后通过算例验证和分析，互相印证了两种改进算法的正确性，并提出了两种算法的主要差异及其适用范围；同时利用算例分析的结果得出影响配电网络供电能力的主要因素，可为配电系统规划提供有效指导。（2）基于中压配电系统供电能力的研究，将其概念和评估方法扩展到110kV配电线路及以下电压等级的配电系统。为此首先构建了110/35kV配电网架的矩阵模型，模型利用供电路径矩阵和运行/转供方式向量来反映各种高压网架接线模式和供电/转供方式；继而以此为基础建立供电能力评估模型，该模型中考虑了高压配电线路的“N-1”校验及其转供过程，可以较全面地反映包含高压网架的供电能力问题；进而紧密结合模型的特点，，通过公式推导将连续变量与离散变量分离，建立了遗传算法和单纯形法结合的模型求解方法；最后通过一个实际电网的算例证明了模型和算法的正确性和有效性。（3）以包含高压配电网架的供电能力算法为工具，提出了高压配电网规划中接线模式分析和线路选型的新思路和新方法。首先对不同接线模式的高压配电网架进行供电能力计算和对比，从供电能力的角度分析了直供接线、T型接线、链式接线3种接线模的优势劣势，提出了各种接线模式的理想应用范围，为高压配电网架的规划和构建提供理论指导；继而针对结构确定的高压配电网架，基于供电能力的分析提出了高压线路容量优化模型，以充分发挥供电能力为目标来计算高压线路最小的容量配置需求；继而在模型的求解方法中引入一定的近似和简化，大大提高了计算速度，最后通过实际电网的计算验证了算法的有效性，为高压配电线路的选型提供科学的参考和依据。（4）将分布式发电引入中压配电系统的供电能力计算模型中，提出了考虑分布式电源接入的供电能力计算方法。为此首先对风、光、储分布式电源的出力特性加以分析，奠定建模基础；进而建立DG通道的模型以反映分布式电源在供电能力计算中发挥的作用，并将其引入中压配电系统供电能力模型；在模型求解时针对分布式电源出力的间歇性特点，提出点估计法与单纯形法相结合的算法；最后通过实际电网的算例计算验证了算法的有效性，并通过结果分析得出分布式电源对配电网络供电能力的主要影响，为含分布式电源的有源配电系统规划提供了分析工具。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM727;TM744

【参考文献】