浅谈电力系统网架结构规划优化论文_王蕊,朱晓威,程亚航,罗涛,张亚林

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摘要:随着电力体制改革的逐渐深入,电力系统的运营正在向着市场化的方向逐渐迈进。在此背景下要想提升电力企业的竞争力,就需要在确保电力系统安全性的前提下最大程度的降低电网建设以及运行中的成本。电网规划所要做的工作就是要遵照上述原则的基础上来制定年度电网网架结构以及其他方面的规划。所以电网网架结构的优化已经成为了电网发展的最主要问题,直接决定着电网的建设成本和安全性,因此对网架结构规划进行优化是非常有意义的。

关键词:电力系统;网架结构;优化

1 电网网架结构规划优化的方式

1.1 电力系统网架结构优化的相关内容

第一,要对不同区域、不同空间的电力网架线路构造进行充分的分析,例如分析所用电缆、绝缘导线等的不同,要确定好不同区域范围内所需要的供电量等内容,为科学合理的网架结构优化提供参考。

第二,对于配网主干线路长宽的确定。在电力系统中,配网是和电力用户较为接近的电网架构,主要传送的是经过一定程度降压之后的电压,这就使得主干线路的长宽直接影响着供电末端电压大小情况和配电所具有的安全性以及稳定性,甚至会影响电网线路的使用寿命。这就需要通过区域来划分单位,从而形成主干线长、宽的记录。

第三,对于电网线路使用时间的分析。电网线路使用时间的长短会在很大程度上决定着系统整体的安全性和稳定性,尤其是随着电力需求量的不断上升,某些线路的长时间使用一定会造成相应的破损老化现象,这会严重影响供电安全性,尤其是电力过载时危险性更大。

1.2 电力系统网架结构优化中GIS技术的应用

电力系统是较为复杂的、综合性的系统,包括不同的组成部分,例如输电网、配电网以及变电站等等,每个部分都有各自的特点,同时有自身的地理坐标。这些地理数据信息都需要某个系统来对其进行集中分析处理,这就需要采用GIS技术。GIS技术能够对空间地理信息数据进行采集、存储以及分析处理,同时也具有空间信息定位和查询的功能,这样就能够给网架结构优化提供技术支持。

GIS技术能够在网架结构优化中发挥有效作用的基础是建立起GIS的空间数据库,较为科学的方式就是按照网架结构所具有的特点设计出GIS软件数据结构模型,例如在网架结构设计时要以道路为基准进行分段,从而将单条道路形成折线,使得道路段位于拐点间或者位于障碍点间。

1.3 以GIS技术为基础的电力系统网架结构优化策略

第一,加快数据可视化发展。电力系统通过GIS技术能够搜集到各个电力设备的地理信息,这样就能够形成完成的屏幕坐标系统,使其能够通过电脑屏幕很形象的展现出来。与此同时也能够将所有的数据信息进行统一储存,并且能够在屏幕中的不同位置标示出不同设备所在的地理坐标以及空间分布信息等。

配电网的节点主要是负荷点,所以要以负荷点作为中心进行网架结构规划设计。要将所有的计算数据信息集中进行数据库录入,同时对于搜集到的数据进行相应的可视化处理,通过显示屏展示出不同负荷点所具有的分布特征,以此作为基础来进行分区的规划设计,同时将负荷点作为界限来划分所要优化的区域,之后可以地理实物分布为基础得到不同分区衔接位置的地理坐标,这样就能够对不同的区域进行科学合理的规划设计。

第二,对于分区主线位置的确定。相对于空间较为狭小的城市市区来说,郊区或者是乡镇区域具有更加广阔的地理空间,能够有更加充足的街道空间进行主线的位置的确定。最佳的主线位置应是距离负荷点最近的直线,按照不同分区相关负荷点地理空间不同,可以通过相应的函数“y=kx+b(k≠0)”来计算得到分区内主线的明确位置,通过计算K值的大小表示的就能够此函数主线的斜率,这样就能够得到倾斜的角度,从而进行主干线的定位。

第三,对于负荷点链接模式的确定。主要是以初期确定的规划最为参照来获得负荷点的链接模式。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际操作中主要是以主线作为参照,通过节点进行划线,这样就能够和主线保持平行。在划线之后就会形成各边和主干线相平行的四边形,以此作为基础进行相应的计算就会得到此节点和负荷点间的距离,之后就能够得到主干线和节点之间的距离,这些距离中最小的就是负荷点的链接模式。

第四,对于最初网架结构的计算。在进行最初网架结构计算时要首先忽略功率方面的消耗,而是要以负荷值作为基本的参照来进行计算,从而获得配网架构的初始功率,之后再按照功率的消耗情况来选择适合的导线。另外也可以通过相应的公式进行对应的检验,公式为:Umax>Ui>Umin(i=1、2、3);PijSj,就需要对主线向着i的方向调整。通过此种方式再结合上述的一次函数就能够得到网架结构的优化方案。

2优化的约束条件

配电网的网架结构优化的目标是:在满足一定的技术条件下,使综合费用为最小。这里的技术条件就是规划问题的约束条件,主要为网络拓扑结构的约束、对电压质量的约束、对电能质量的约束及可靠性的约束等。

2.1网络结构

网架结构规划的目的是解决各变电所、开闭所之间的连线问题,因此首先需要解决的就是网络的连通性与辐射性约束问题,就是要避免通常我们所说的“孤岛”与“环岛”的情形。

在规划前,我们先将所有的变电所及开闭所都看成是节点,就是各条待架线路的首末节点。当某个节点不与其他任何节点相连时,它就既不能获得电能也不能向用户供电,这种情形我们称之为“孤岛”现象。规划的前提条件就是要保证所有负荷点都连入网络,所以,很显然“孤岛”现象不能满足网络的连通性约束。对于“孤岛”的判断比较简单,只需对连入网络中的所有节点进行编号,若最大编号仍小于网络节点数,则表明有节点没有连入网络,存在“孤岛”,即不满足连通性。

2.2电压降

电能从发电厂送到用户端要经过输电、变电、配电等环节,当负荷电流流过这些环节时,必然在这些环节的阻抗上产生电压降落和电压损耗。在计算配电网的电压损耗时,为方便起见,只计算元件阻抗上产生的电压损耗,不考虑线路导纳和激磁回路导纳的影响。

2.3线损

线损是线路耗电量的简称,是指一定时段内,电流流经电力网的各个电力设备时所产生的电能损失。配电网的线损可分为技术线损和管理线损两个部分。技术线损主要包括:与电流平方成正比的变压器绕组和配电线路导线中的电能损耗;与运行电压有关的变压器铁芯、电容器和电缆的绝缘介质损耗以及电晕损耗等。这是可以采取技术措施予以降低的网损部分。管理线损则包括由于管理不力而带来的各种损失,如抄表不同时、漏抄、错抄错算及漏电、窃电等。这一部分线损可以通过管理措施予以避免或减少。

2.4用电可靠性

配电系统处于电力系统末端,直接与用户相连,是包括发电、输变电和配电在内的整个电力系统,与用户联系、向用户供应电能和分配电能的重要环节。而且由于电力生产具有发、供、用同时性的特点,一旦配电系统发生故障,往往就会同时造成系统对用户供电的中断。因此,配电系统的可靠性指标实际上是整个电力系统结构及运行特性的集中反映。

3 结束语

对于电力系统网架结构规划进行优化就是要提升电网系统整体的运行效率,并且提升供电服务的质量。要以这些内容为核心进行相应的优化,优化过程中要通过科学合理的现代化技术来确保达到预期的效果,从而推动电力系统进一步发展。

参考文献

[1]张绕钢.怒江电网110kV网架结构优化研究[J].中国电业(技术版),2011(10):19-21.

[2]张雪丽,梁海平,朱涛,等.基于模糊机会约束规划的电力系统网架重构优化[J].电力系统自动化,2015(14):68-74.

论文作者:王蕊,朱晓威,程亚航,罗涛,张亚林

论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期

论文发表时间:2019/3/15

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