Umístění a plánování výkonu vývodičů a transformátorů pro nízko- a středovoltové distribuční sítě

Přidělování a rozměrování distribučních transformátorů a vedení

Plánování distribuční sítě je v podstatě charakterizováno přidělováním a rozměrováním distribučních transformátorů. Umístění těchto transformátorů přímo určuje délku a trasu středněvýběžných (MV) a nízkonapěťových (NV) vedení. Proto je třeba současně určit umístění a výkon transformátorů, stejně jako délku a rozměr MV a NV vedení.

Pro dosažení tohoto cíle je nezbytný optimalizační proces. Ten má za cíl nejen snížit investiční náklady na transformátory a vedení, ale také minimalizovat náklady na ztráty a maximalizovat spolehlivost systému. Omezení, jako jsou klesnutí napětí a proud vedení, musí být udržena v rámci standardních rozsahů.

V plánování nízkonapěťové (NV) sítě jsou klíčové úkoly určení umístění a výkonu distribučních transformátorů a NV vedení. Cílem je snížit jak investice do těchto komponent, tak i ztráty na vodičích.

Pokud jde o plánování středněvýběžné (MV) sítě, zaměřuje se na stanovení umístění a rozměru distribučních podsystémů a MV vedení. Cílem je minimalizovat investiční náklady, ztráty na vodičích a ukazatele spolehlivosti, jako jsou SAIDI (Průměrná doba přerušení systému) a SAIFI (Průměrná frekvence přerušení systému).

Během plánovacího procesu musí být splněno několik omezení.

Napětí sběrače, jako klíčové omezení, by mělo být udrženo v rámci standardního rozsahu. Skutečný proud vedení musí být nižší než nominální proud vedení. Zlepšení profilu napětí, snížení ztrát na vodičích a zlepšení spolehlivosti systému jsou hlavními obavami v plánování distribuční sítě, zejména v polosousedských a venkovských oblastech.

Instalace kondenzátorů je další způsob, který výrazně zvyšuje úroveň napětí a snižuje ztráty na vodičích. Napěťové regulátory (NR) jsou také běžnými prvky pro řešení těchto problémů.

Spolehlivost je klíčovou obavou v plánování distribuční sítě. Dlouhé distribuční vedení zvyšují pravděpodobnost selhání vedení, což snižuje spolehlivost systému. Instalace křížových spojů (KS) je efektivní opatření pro zmírnění tohoto problému.

Rozprostřené generátory (RG) mohou vstřikovat aktivní a reaktivní výkon, což pomáhá snížit ukazatele spolehlivosti a zlepšit profil napětí. Nicméně, jejich vysoké investiční náklady brání energetickým inženýrům v široké adopci.

S ohledem na diskrétní a nelineární povahu problému přidělování a rozměrování má výsledná cílová funkce několik lokálních minim. To zdůrazňuje význam volby vhodné optimalizační metody.

Optimalizační metody lze hlavně rozdělit do dvou skupin:

• Analytické metody.

• Heuristické metody.

Analytické metody jsou výpočetně efektivní, ale mají potíže s efektivním řešením lokálních minim. Pro řešení problému lokálních minim se v literatuře široce používají heuristické metody.

V tomto výzkumu budou implementovány jak analytické, tak heuristické metody v Matlabu. Diskrétní nelineární programování (DNLP) bude použito jako analytický přístup a diskrétní optimální algoritmus roje částic (DPSO) jako heuristický přístup.

Zohlednění růstu zatížení a maximálních úrovní zatížení je dalším klíčovým faktorem, který je třeba zahrnout do plánovacího procesu.