Plassering og kapasitetsplanlegging av forsyningsledninger & transformatorer for LV/MV distribusjonsnettverk

Fordeling og dimensjonering av distribusjonstransformatorer og forsyningsledninger

Planlegging av distribusjonsnett er i stor grad karakterisert ved fordelen og dimensjoneringen av distribusjonstransformatorer. Plasseringen av disse transformatorer bestemmer direkte lengden og ruten til mediumspennings- (MV) og lavspennings- (LV) forsyningsledninger. Derfor må plasseringen og kapasiteten til transformatorer, samt lengden og størrelsen på MV- og LV-forsyningsledninger, fastsettes på en koordinert måte.

For å oppnå dette er en optimaliseringsprosess essensiell. Den har som mål ikke bare å redusere investeringskostnadene for transformatorer og forsyningsledninger, men også å minimere tapskostnadene og maksimere systemets pålitelighet. Begrensninger som spenningsfall og strøm i forsyningsledninger, må holdes innenfor standardområdet.

For planlegging av lavspennings- (LV) nettverk, er de nøkkelpunktene å fastsette plasseringen og kapasiteten til distribusjonstransformatorer og LV-forsyningsledninger. Dette gjøres for å redusere både investeringene i disse komponentene og linjetapene.

Hvad angår planlegging av mediumspennings- (MV) nettverk, fokuserer det på å fastsette plasseringen og dimensjoneringen av distribusjonsunderstasjoner og MV-forsyningsledninger. Målet her er å minimere investeringskostnadene, sammen med linjetap og pålitelighetsmål som SAIDI (System Average Interruption Duration Index) og SAIFI (System Average Interruption Frequency Index).

Under planleggingsprosessen må flere begrensninger overholdes.

Bussspennning, som en viktig begrensning, skal holdes innenfor et standardområde. Den faktiske strømmen i forsyningsledningen må være lavere enn ledningens nominale strøm. Forbedring av spenningsprofilen, reduksjon av linjetap og forbedring av systemets pålitelighet er sentrale bekymringer i planlegging av distribusjonsnett, spesielt i halvbygde og landlige områder.

Installasjon av kondensatorer er en annen metode som høylytt øker spenningsnivået og reduserer linjetap. Spenningsregulatorer (VRs) er også vanlige elementer for å dekke disse problemene.

Pålitelighet er en viktig bekymring i planlegging av distribusjonsnett. Langstrakte distribusjonsledninger øker sannsynligheten for ledningsfeil, noe som reduserer systemets pålitelighet. Installasjon av kryssforbindelser (CC) er en effektiv tiltak for å mildre dette problemet.

Distribuerte generatorer (DG) kan injisere aktiv og reaktiv effekt, noe som bidrar til å senke pålitelighetsindekser og forbedre spenningsprofilen. Imidlertid hemmes videre utbredelse av disse av deres høye investeringskostnader.

Gitt den diskrete og ikkelineære natur til fordeling og dimensjonering, har den resulterende målfunksjonen flere lokale minimum. Dette belyst betydningen av å velge en passende optimaliseringsmetode.

Optimaliseringsmetoder er hovedsakelig klassifisert i to grupper:

• Analytisk-baserte metoder.

• Heuristisk-baserte metoder.

Analytiske metoder er beregningsmessig effektive, men sliter med å håndtere lokale minimum effektivt. For å løse problemet med lokale minimum, har heuristiske metoder blitt bredt brukt i litteraturen.

I denne forskningen vil både analytiske og heuristiske metoder implementeres i Matlab. Diskret ikke-lineær programmering (DNLP) vil bli brukt som den analytiske tilnærmingen, og diskret partikkelsvarmoptimalisering (DPSO) som den heuristiske tilnærmingen.

Inntegrasjon av lastvekst og toppbelastningsnivåer er en annen viktig faktor som må tas i betraktning under planleggingsprosessen.