Plaatsing en beoordelingsplanning van voeders & transformatoren voor laagspannings-/middenspanningsnetwerken

Toewijzing en afmeting van distributietransformatoren en voeders

Het plannen van distributienetwerken wordt grotendeels gekenmerkt door de toewijzing en afmeting van distributietransformatoren. De locatie van deze transformatoren dicteert direct de lengte en route van middenspannings- (MV) en laagspanningsvoeders (LV). Daarom moeten de locatie en capaciteit van transformatoren, evenals de lengte en grootte van MV- en LV-voeders, op een gecoördineerde manier worden bepaald.

Om dit te bereiken is een optimalisatieproces essentieel. Het heeft als doel niet alleen de investeringskosten voor transformatoren en voeders te verlagen, maar ook de verlieskosten te minimaliseren en de systeembreedte te maximaliseren. Beperkingen zoals spanningsdaling en voederstroom moeten binnen hun standaardbereik gehouden worden.

Voor het plannen van laagspanningsnetwerken (LV) zijn de belangrijkste taken het bepalen van de plaatsing en capaciteit van distributietransformatoren en LV-voeders. Dit wordt gedaan om zowel de investering in deze componenten als de lijnverliezen te verminderen.

Bij het plannen van middenspanningsnetwerken (MV) gaat het om het vaststellen van de locatie en afmeting van distributieonderstations en MV-voeders. Het doel is hier om de investeringskosten, samen met lijnverliezen en betrouwbaarheidsindicatoren zoals SAIDI (System Average Interruption Duration Index) en SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) te minimaliseren.

Tijdens het planningsproces moeten verschillende beperkingen worden voldaan.

Busspanning, als een belangrijke beperking, moet binnen een standaardbereik worden gehouden. De werkelijke voederstroom moet lager zijn dan de gerateerde stroom van de voeder. Het verbeteren van het spanningsprofiel, het verminderen van lijnverliezen en het verbeteren van de systeembreedte zijn primaire zorgen bij het plannen van distributienetwerken, vooral in semi-landelijke en landelijke gebieden.

De installatie van condensatoren is een andere manier die het spanningsniveau aanzienlijk verhoogt en de lijnverliezen vermindert. Spanningsregelaars (VRs) zijn ook veelgebruikte elementen om deze problemen aan te pakken.

Betrouwbaarheid is een belangrijke zorg bij het plannen van distributienetwerken. Lange distributielijnen vergroten de kans op lijnstoringen, waardoor de systeembreedte afneemt. De installatie van kruisverbindingen (CC) is een effectieve maatregel om dit probleem te verlichten.

Gedistribueerde generatoren (DG) kunnen actieve en reactiviteit injecteren, wat helpt bij het verlagen van betrouwbaarheidsindices en het verbeteren van het spanningsprofiel. Echter, de hoge investeringskosten weerhouden elektriciteitsingenieurs ervan om ze wijdverspreid toe te passen.

Gezien de discrete en niet-lineaire aard van het toewijzings- en afmetingsprobleem, heeft de resulterende doelfunctie meerdere lokale minima. Dit benadrukt de belangrijkheid van het kiezen van een geschikte optimalisatiemethode.

Optimalisatiemethoden worden hoofdzakelijk ingedeeld in twee groepen:

• Analyse-gebaseerde methoden.

• Heuristiek-gebaseerde methoden.

Analysemethoden zijn rekenefficiënt, maar hebben moeite met het effectief afhandelen van lokale minima. Om het probleem van lokale minima aan te pakken, worden heuristische methoden breed gebruikt in de literatuur.

In dit onderzoek zullen zowel analytische als heuristische methoden in Matlab worden geïmplementeerd. Discrete Niet-lineaire Programmering (DNLP) zal worden gebruikt als de analytische benadering, en Discreet Partikelzwerm Optimalisatie (DPSO) als de heuristische benadering.

Rekening houden met belastinggroei en piekbelastingsniveaus is een andere cruciale factor die tijdens het planningsproces moet worden meegenomen.