計及全壽命周期成本的農村配電系統(tǒng)無功規(guī)劃研究.pdf

1、農村電網是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是農村經濟、農業(yè)生產、農村社會發(fā)展的基礎條件。隨著社會經濟的快速發(fā)展，農村配電系統(tǒng)的運行和需求正在發(fā)生巨大的變化。社會用電需求激增，分布式可再生能源發(fā)電在農村配電網廣泛接入，使得配電網結構和運行模式變得愈加復雜。同發(fā)達國家相比，我國農村配電網建設相對落后、投入相對不足，其中無功補償設備配置不合理、投運率不高等現(xiàn)象所造成的電壓質量偏低，網絡損耗偏高的問題長期存在。配電網無功規(guī)劃的目的是保證系統(tǒng)無功功率平衡

2、、電壓合格和降低網損，是解決電力系統(tǒng)安全經濟運行問題的重要手段之一。由于我國新時期提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在能源電力建設這一關系國計民生的重要領域里更加需要堅持節(jié)能降損、精益化管理的原則與要求。這需要以新的理念、新的技術和新的管理手段來進行配電網無功規(guī)劃和規(guī)劃方案的評價，提升企業(yè)的管理水平和經濟效益，對構建安全可靠、運行經濟的配電系統(tǒng)來說具有十分重要的意義。本文將全壽命周期管理理論應用在農村配電系統(tǒng)無功規(guī)劃中，主要研究內容如下:
　

3、　1.計及無功補償方案全壽命周期的初始投資、運行維護成本，建立以配電網無功補償設備全壽命周期凈收益現(xiàn)值最大為目標函數(shù)的配電網無功規(guī)劃數(shù)學模型，該模型直觀地反映了補償方案的降損節(jié)能收益能力。提出了自適應無功補償點確定方法，保證了配電網補償方案投資收益的最大化。針對上述模型求解對智能算法尋優(yōu)能力要求較高，利用傳統(tǒng)適應值共享小生境遺傳算法進行無功規(guī)劃模型求解時，小生境半徑設定值的不同會導致全局尋優(yōu)能力不穩(wěn)定、尋優(yōu)結果波動性較大的問題，提出了自

4、適應調整小生境半徑的改進共享小生境遺傳算法用于規(guī)劃模型的求解，算例結果表明了模型和算法的有效性和實用性。
　　2.結合中長期配電網規(guī)劃周期長，規(guī)劃存在許多不確定性，為了以較少投資來滿足負荷增長的需要，規(guī)劃通常分幾個階段進行的實際情況，以無功補償方案全壽命周期凈收益現(xiàn)值最大為目標函數(shù)，建立了多階段配電網無功規(guī)劃數(shù)學模型。模型不僅考慮了多階段配電網無功規(guī)劃方案的初始投資、運行維護成本及報廢成本（包含折舊成本），反映了補償方案在全壽命周

5、期內降損節(jié)能收益能力，還考慮了配電網規(guī)劃方案在不同階段的無功負荷需求，使無功補償設備可以分階段進行建設安裝，優(yōu)化了工程投資。針對多階段配電網無功規(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”的問題，提出了適合配電網無功規(guī)劃的分類聯(lián)系數(shù)粒子群算法進行模型求解，算例結果表明了模型和算法的有效性和實用性。
　　3.并網型分布式電源在配電網的接入，改變了農村配電網的潮流分布，對網絡損耗和節(jié)點電壓產生了顯著影響，增加了配

6、電網無功規(guī)劃的不確定性。本文分析了常規(guī)并網型分布式電源有功出力和無功出力的時序特性，論證了部分并網型分布式電源的無功出力能力。以并網光伏電源為例，在保證并網光伏電源最大有功輸出，并充分利用其無功出力的基礎上，建立了含并網型分布式光伏電源的配電網無功規(guī)劃模型，實現(xiàn)了用較少無功補償投資滿足配電網無功負荷需求。提出了一種混沌多粒子群算法對模型進行求解，該算法克服了基本粒子群算法“早熟”問題。通過對含并網光伏電源的配電網無功規(guī)劃實例分析，驗證了

7、上述無功規(guī)劃模型和算法的正確性和有效性。
　　4.在傳統(tǒng)的配電網無功規(guī)劃模型中，由于負荷模型的不準確，往往會造成無功補償容量不足或無功補償設備投資浪費，而得不到期望的補償指標和降損收益。針對這一問題，根據不同類型負荷不同季節(jié)（農業(yè)負荷季節(jié)性明顯）典型日負荷有功功率、無功功率的時序特性，建立了以配電網無功補償方案全壽命周期降損節(jié)能凈收益現(xiàn)值最大為目標函數(shù)的配電網無功規(guī)劃模型。計及不同類型負荷不同季節(jié)典型日負荷的全時序配電網無功規(guī)劃模