저압/중압 배전 네트워크용 피더 및 변압기의 배치 및 등급 계획
배전 변압기 및 피더의 할당 및 사이징
배전 네트워크 계획은 주로 배전 변압기의 할당 및 사이징으로 특징지어집니다. 이러한 변압기의 위치는 중압(MV) 및 저압(LV) 피더의 길이와 경로를 직접적으로 결정합니다. 따라서 변압기의 위치와 용량, 그리고 MV 및 LV 피더의 길이와 크기는 조정된 방식으로 결정되어야 합니다.
이를 달성하기 위해 최적화 과정이 필수적입니다. 이는 변압기와 피더에 대한 투자 비용을 줄이는 데 그치지 않고 손실 비용을 최소화하고 시스템 신뢰성을 극대화하는 것을 목표로 합니다. 전압 강하 및 피더 전류와 같은 제약 조건은 표준 범위 내에 유지되어야 합니다.
저압(LV) 네트워크 계획의 핵심 작업은 배전 변압기와 LV 피더의 배치 및 용량을 결정하는 것입니다. 이를 통해 이러한 구성 요소에 대한 투자와 선로 손실을 줄일 수 있습니다.
중압(MV) 네트워크 계획의 경우 배전 변전소와 MV 피더의 위치 및 용량을 특정하는 것에 초점을 맞춥니다. 여기서의 목표는 투자 비용, 선로 손실, 그리고 SAIDI(시스템 평균 중단 시간 지수) 및 SAIFI(시스템 평균 중단 빈도 지수)와 같은 신뢰성 지표를 최소화하는 것입니다.
계획 과정에서 여러 제약 조건을 충족해야 합니다.
버스 전압은 주요 제약 조건으로서 표준 범위 내에 유지되어야 합니다. 실제 피더 전류는 피더의 정격 전류보다 낮아야 합니다. 배전 네트워크 계획에서 특히 준도시 및 농촌 지역에서는 전압 프로필 개선, 선로 손실 감소, 그리고 시스템 신뢰성 향상이 주요 관심사입니다.
콘덴서 설치는 전압 수준을 크게 높이고 선로 손실을 줄이는 방법 중 하나입니다. 전압 조절기(VRs)도 이러한 문제를 해결하기 위한 일반적인 요소입니다.
신뢰성은 배전 네트워크 계획에서 중요한 관심사입니다. 장거리 배전 선로는 선로 고장의 가능성을 높여 시스템 신뢰성을 감소시킵니다. 교차 연결(CC) 설치는 이러한 문제를 완화하는 효과적인 조치입니다.
분산 발전기(DG)는 활성 및 반응 전력을 주입하여 신뢰성 지표를 낮추고 전압 프로필을 개선하는 데 도움이 됩니다. 그러나 높은 투자 비용 때문에 전력 엔지니어들은 이를 널리 채택하지 않습니다.
할당 및 사이징 문제의 이산적이고 비선형적인 특성으로 인해 결과 목적 함수는 여러 개의 국부 최소값을 가집니다. 이는 적절한 최적화 방법 선택의 중요성을 강조합니다.
최적화 방법은 주로 두 그룹으로 분류됩니다:
분석 방법은 계산 효율적이지만 국부 최소값을 효과적으로 처리하는데 어려움을 겪습니다. 국부 최소값 문제를 해결하기 위해 문헌에서 휴리스틱 방법이 널리 사용되었습니다.
본 연구에서는 Matlab에서 분석적 방법과 휴리스틱 방법 모두를 구현할 예정입니다. 분석적 접근법으로는 이산 비선형 프로그래밍(DNLP)을, 휴리스틱 접근법으로는 이산 입자 군집 최적화(DPSO)를 사용할 것입니다.
계획 과정에서 부하 증가와 피크 부하 수준을 고려하는 것은 또 다른 중요한 요소입니다.
