Placering och dimensionering av uttag och transformatorer för LV/MV-fördelningsnät

Fördelning och dimensionering av distributionsomvandlare och ledningar

Planering av distributionsnät är till största del kännetecknat av fördelning och dimensionering av distributionsomvandlare. Placeringen av dessa omvandlare bestämmer direkt längden och rutt för mellanspännings- (MV) och lågspännings- (LV) ledningar. Därför måste placeringen och storleken på omvandlarna, tillsammans med längden och storleken på MV- och LV-ledningar, fastställas på ett samordnat sätt.

För att uppnå detta är en optimeringsprocess nödvändig. Den syftar inte bara till att minska investeringskostnaderna för omvandlare och ledningar, utan också att minimera förlustkostnader och maximera systemets tillförlitlighet. Begränsningar som spänningsfall och ledningsström måste hållas inom sina standardgränser.

Vid planering av lågspännings- (LV) nät är de viktigaste uppgifterna att fastställa placering och storlek på distributionsomvandlare och LV-ledningar. Detta görs för att minska både investeringar i dessa komponenter och linjeförluster.

När det gäller planering av mellanspännings- (MV) nät fokuserar det på att fastställa plats och storlek på distributionsunderstationer och MV-ledningar. Målet här är att minimera investeringskostnader, tillsammans med linjeförluster och tillförlitlighetsmått som SAIDI (System Average Interruption Duration Index) och SAIFI (System Average Interruption Frequency Index).

Under planeringsprocessen måste flera begränsningar uppfyllas.

Bussspänning, som en viktig begränsning, bör hållas inom en standardmässig gräns. Den faktiska ledningsströmmen måste vara lägre än ledningens nominella ström. Förbättring av spänningsprofilen, minskning av linjeförluster och förbättring av systemets tillförlitlighet är huvudbekymmer vid planering av distributionsnät, särskilt i halvurbana och ländliga områden.

Installation av kondensatorer är ett annat sätt som höjer spänningen betydligt och minskar linjeförlusterna. Spänningsregulatorer (VRs) är också vanliga element för att hantera dessa problem.

Tillförlitlighet är en viktig fråga i planering av distributionsnät. Långa distributionsledningar ökar sannolikheten för ledningsfel, vilket minskar systemets tillförlitlighet. Installation av korskopplingar (CC) är ett effektivt åtgärd för att mildra detta problem.

Distribuerade generatorer (DG) kan injicera aktiv och reaktiv effekt, vilket hjälper till att sänka tillförlitlighetsindex och förbättra spänningsprofilen. Dock avskräcker deras höga investeringskostnader eltekniker från en bred användning.

Med tanke på den diskreta och icke-linjära karaktären hos fördelnings- och dimensionsproblemet har den resulterande målfunktionen flera lokala minima. Detta understryker betydelsen av att välja en lämplig optimeringsmetod.

Optimeringsmetoder indelas huvudsakligen i två grupper:

• Analytisk-baserade metoder.

• Heuristisk-baserade metoder.

Analytiska metoder är beräkningsmässigt effektiva men har svårt att hantera lokala minima effektivt. För att hantera problemet med lokala minima har heuristiska metoder vidare använts i litteraturen.

I denna forskning kommer både analytiska och heuristiska metoder att implementeras i Matlab. Diskret Icke-linjär Programmering (DNLP) kommer att användas som den analytiska metoden, och Diskret Partikelsvärmoptimering (DPSO) som den heuristiska metoden.

Att ta hänsyn till belastningsväxt och toppbelastningsnivåer är ytterligare en viktig faktor som måste beaktas under planeringsprocessen.