Alacsony- és középfeszültségű elosztóhálózatok vezetékeinek és transzformátorainak elhelyezésének és dimenziózásának tervezése
Elosztó transzformátorok és vezetékek kiosztása és méretezése
Az elosztó hálózat tervezése nagyban meghatározódik az elosztó transzformátorok kiosztásának és méretezésén. Ezeknek a transzformátoroknak a helyzete közvetlenül diktálja a közép - feszültségű (MV) és alacsony - feszültségű (LV) vezetékek hosszát és útvonalát. Ezért a transzformátorok helye és típusa, valamint az MV és LV vezetékek hossza és mérete koordinált módon kell legyen meghatározva.
Ehhez szükséges egy optimalizálási folyamat, amely nem csak a transzformátorok és vezetékek befektetési költségeinek csökkentését célozza, hanem a veszteségek költségeinek minimalizálását és a rendszer megbízhatóságának maximalizálását is. A feszültségcsökkenés és a vezeték áramának korlátozói a szabványos tartományon belül kell, hogy maradjanak.
Az alacsony - feszültségű (LV) hálózat tervezése esetén a kulcsfontosságú feladatok az elosztó transzformátorok és LV vezetékek helyzetének és típusának meghatározása. Ez történik a komponensekbe történő befektetés és a vezetékveszteségek csökkentése érdekében.
A közép - feszültségű (MV) hálózat tervezése esetén a fókusz az elosztó alárendelő telepek és MV vezetékek helyzetének és méretezésének pontosítására vonatkozik. A cél itt a befektetési költségek, a vezetékveszteségek és a megbízhatósági mutatók, mint például a SAIDI (Rendszerszintű Átlagos Megszakítási Idő Index) és a SAIFI (Rendszerszintű Átlagos Megszakítási Gyakoriság Index) minimalizálása.
A tervezési folyamat során több korlátozót is teljesíteni kell.
A buszfeszültség, mint kulcsfontosságú korlátozó, a szabványos tartományon belül kell, hogy maradjon. A valós vezetékáram kisebbnek kell lennie, mint a vezeték nominális árama. A feszültségprofil javítása, a vezetékveszteségek csökkentése és a rendszer megbízhatóságának növelése elsődleges aggodalomforrások az elosztó hálózat tervezésében, különösen a félig városi és vidéki területeken.
A kondenzátorok telepítése egy másik módja, ami jelentősen növeli a feszültség szintjét és csökkenti a vezetékveszteséget. A Feszültség Szabályozók (VR) is gyakori elemek ennek a problémának a kezelésére.
A megbízhatóság kulcsfontosságú aggodalomforrás az elosztó hálózat tervezésében. A hosszú távolságú elosztó vezetékek növelik a vezetékhiba valószínűségét, ezzel csökkentve a rendszer megbízhatóságát. A kereszteződő kapcsolatok (CC) telepítése hatékony intézkedés ennek a problémának a kezelésére.
A terjesztett generátorok (DG) aktív és reaktív erőt adnak be, ami segít csökkenteni a megbízhatósági mutatókat és javítani a feszültség profilját. Azonban magas befektetési költségeik miatt a villamosmérnökök nem használják széles körben.
A kiosztás és méretezés diszkrét és nemlineáris természetéből adódóan a célfüggvény több helyi minimummal rendelkezik. Ez hangsúlyozza a megfelelő optimalizálási módszer kiválasztásának jelentőségét.
Az optimalizálási módszerek főleg két csoportba oszthatók:
Az analitikus módszerek számítástechnikailag hatékonyak, de nehézségeik vannak a helyi minimálisok kezelésében. A helyi minimálisok kezelésére a heurisztikus módszerek széles körben használtak a szakirodalomban.
Ebben a kutatásban mind az analitikus, mind a heurisztikus módszereket Matlabban valósítjuk meg. A Diszkrét Nemlineáris Programozást (DNLP) fogjuk használni az analitikus megközelítésre, a Diszkrét Részecskerendszert (DPSO) pedig a heurisztikus megközelítésre.
A terhelés növekedésének és a csúcs terhelési szintek figyelembevétele egy másik kulcsfontosságú tényező, amelyet a tervezési folyamat során figyelembe kell venni.
