計(jì)及全壽命周期成本的農(nóng)村配電系統(tǒng)無(wú)功規(guī)劃研究.pdf

1、農(nóng)村電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村配電系統(tǒng)的運(yùn)行和需求正在發(fā)生巨大的變化。社會(huì)用電需求激增，分布式可再生能源發(fā)電在農(nóng)村配電網(wǎng)廣泛接入，使得配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式變得愈加復(fù)雜。同發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)相對(duì)落后、投入相對(duì)不足，其中無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備配置不合理、投運(yùn)率不高等現(xiàn)象所造成的電壓質(zhì)量偏低，網(wǎng)絡(luò)損耗偏高的問(wèn)題長(zhǎng)期存在。配電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃的目的是保證系統(tǒng)無(wú)功功率平衡

2、、電壓合格和降低網(wǎng)損，是解決電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問(wèn)題的重要手段之一。由于我國(guó)新時(shí)期提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在能源電力建設(shè)這一關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要領(lǐng)域里更加需要堅(jiān)持節(jié)能降損、精益化管理的原則與要求。這需要以新的理念、新的技術(shù)和新的管理手段來(lái)進(jìn)行配電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃和規(guī)劃方案的評(píng)價(jià)，提升企業(yè)的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)構(gòu)建安全可靠、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)具有十分重要的意義。本文將全壽命周期管理理論應(yīng)用在農(nóng)村配電系統(tǒng)無(wú)功規(guī)劃中，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　

3、　1.計(jì)及無(wú)功補(bǔ)償方案全壽命周期的初始投資、運(yùn)行維護(hù)成本，建立以配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備全壽命周期凈收益現(xiàn)值最大為目標(biāo)函數(shù)的配電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，該模型直觀地反映了補(bǔ)償方案的降損節(jié)能收益能力。提出了自適應(yīng)無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)確定方法，保證了配電網(wǎng)補(bǔ)償方案投資收益的最大化。針對(duì)上述模型求解對(duì)智能算法尋優(yōu)能力要求較高，利用傳統(tǒng)適應(yīng)值共享小生境遺傳算法進(jìn)行無(wú)功規(guī)劃模型求解時(shí)，小生境半徑設(shè)定值的不同會(huì)導(dǎo)致全局尋優(yōu)能力不穩(wěn)定、尋優(yōu)結(jié)果波動(dòng)性較大的問(wèn)題，提出了自

4、適應(yīng)調(diào)整小生境半徑的改進(jìn)共享小生境遺傳算法用于規(guī)劃模型的求解，算例結(jié)果表明了模型和算法的有效性和實(shí)用性。
　　2.結(jié)合中長(zhǎng)期配電網(wǎng)規(guī)劃周期長(zhǎng)，規(guī)劃存在許多不確定性，為了以較少投資來(lái)滿足負(fù)荷增長(zhǎng)的需要，規(guī)劃通常分幾個(gè)階段進(jìn)行的實(shí)際情況，以無(wú)功補(bǔ)償方案全壽命周期凈收益現(xiàn)值最大為目標(biāo)函數(shù)，建立了多階段配電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。模型不僅考慮了多階段配電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃方案的初始投資、運(yùn)行維護(hù)成本及報(bào)廢成本（包含折舊成本），反映了補(bǔ)償方案在全壽命周

5、期內(nèi)降損節(jié)能收益能力，還考慮了配電網(wǎng)規(guī)劃方案在不同階段的無(wú)功負(fù)荷需求，使無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備可以分階段進(jìn)行建設(shè)安裝，優(yōu)化了工程投資。針對(duì)多階段配電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃模型具有較多的優(yōu)化變量及約束條件，模型的求解極易陷入“維數(shù)災(zāi)”的問(wèn)題，提出了適合配電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃的分類聯(lián)系數(shù)粒子群算法進(jìn)行模型求解，算例結(jié)果表明了模型和算法的有效性和實(shí)用性。
　　3.并網(wǎng)型分布式電源在配電網(wǎng)的接入，改變了農(nóng)村配電網(wǎng)的潮流分布，對(duì)網(wǎng)絡(luò)損耗和節(jié)點(diǎn)電壓產(chǎn)生了顯著影響，增加了配

6、電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃的不確定性。本文分析了常規(guī)并網(wǎng)型分布式電源有功出力和無(wú)功出力的時(shí)序特性，論證了部分并網(wǎng)型分布式電源的無(wú)功出力能力。以并網(wǎng)光伏電源為例，在保證并網(wǎng)光伏電源最大有功輸出，并充分利用其無(wú)功出力的基礎(chǔ)上，建立了含并網(wǎng)型分布式光伏電源的配電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃模型，實(shí)現(xiàn)了用較少無(wú)功補(bǔ)償投資滿足配電網(wǎng)無(wú)功負(fù)荷需求。提出了一種混沌多粒子群算法對(duì)模型進(jìn)行求解，該算法克服了基本粒子群算法“早熟”問(wèn)題。通過(guò)對(duì)含并網(wǎng)光伏電源的配電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃實(shí)例分析，驗(yàn)證了

7、上述無(wú)功規(guī)劃模型和算法的正確性和有效性。
　　4.在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃模型中，由于負(fù)荷模型的不準(zhǔn)確，往往會(huì)造成無(wú)功補(bǔ)償容量不足或無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投資浪費(fèi)，而得不到期望的補(bǔ)償指標(biāo)和降損收益。針對(duì)這一問(wèn)題，根據(jù)不同類型負(fù)荷不同季節(jié)（農(nóng)業(yè)負(fù)荷季節(jié)性明顯）典型日負(fù)荷有功功率、無(wú)功功率的時(shí)序特性，建立了以配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償方案全壽命周期降損節(jié)能凈收益現(xiàn)值最大為目標(biāo)函數(shù)的配電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃模型。計(jì)及不同類型負(fù)荷不同季節(jié)典型日負(fù)荷的全時(shí)序配電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃模