Планування розташування та характеристики підхідних ліній та трансформаторів для НС/ВС мереж електропостачання

Розподіл та розмірність розподільчих перетворювачів та ліній живлення

Планування розподільчої мережі в основному характеризується розподілом та розмірністю розподільчих перетворювачів. Місце розташування цих перетворювачів безпосередньо диктує довжину та маршрут середньовольтажних (СВ) та низьковольтажних (НВ) ліній живлення. Тому місце та потужність перетворювачів, а також довжина та розмір СВ та НВ ліній живлення, повинні бути визначені у координованому порядку.

Для досягнення цього необхідний процес оптимізації. Він має на меті не лише знизити інвестиційні витрати на перетворювачі та лінії живлення, але й мінімізувати втрати та максимізувати надійність системи. Обмеження, такі як спад напруги та струму лінії, повинні бути в межах стандартних діапазонів.

Для планування низьковольтажної (НВ) мережі ключові завдання полягають у визначенні розташування та потужності розподільчих перетворювачів та НВ ліній живлення. Це робиться для зменшення інвестицій у ці компоненти та втрат на лініях.

Щодо планування середньовольтажної (СВ) мережі, воно зосереджується на визначенні місця та розмірності розподільчих підстанцій та СВ ліній живлення. Метою є мінімізація інвестиційних витрат, втрат на лініях та показників надійності, таких як SAIDI (Середня тривалість перерви в електропостачанні) та SAIFI (Середня частота перерв в електропостачанні).

Під час процесу планування повинні бути виконані кілька обмежень.

Напруга на шині, як ключове обмеження, повинна бути в межах стандартного діапазону. Фактичний струм лінії повинен бути нижчим за номінальний струм лінії. Покращення профілю напруги, зменшення втрат на лініях та підвищення надійності системи є первинними проблемами при плануванні розподільчої мережі, особливо в напівурбанізованих та сільських районах.

Встановлення конденсаторів є ще одним способом, який значно підвищує рівень напруги та зменшує втрати на лініях. Регулятори напруги (RN) також є поширеними елементами для вирішення цих проблем.

Надійність є ключовою проблемою при плануванні розподільчої мережі. Довгі лінії розподілу збільшують ймовірність відмов, що зменшує надійність системи. Встановлення поперечних з'єднань (ПЗ) є ефективною заходом для зниження цієї проблеми.

Розподілені генератори (РГ) можуть вводити активну та реактивну енергію, що допомагає знизити показники надійності та покращити профіль напруги. Однак, високі інвестиційні витрати відволікають інженерів-електроенергетиків від широкого впровадження.

З урахуванням дискретної та нелінійної природи задачі розподілу та розмірності, цільова функція має кілька локальних мінімумів. Це підкреслює важливість вибору правильного методу оптимізації.

Методи оптимізації в основному поділяються на дві групи:

• Аналітичні методи.

• Евристичні методи.

Аналітичні методи є обчислювально ефективними, але мають труднощі з обробкою локальних мінімумів. Для вирішення проблеми локальних мінімумів евристичні методи широко використовуються в літературі.

У цьому дослідженні будуть реалізовані як аналітичні, так і евристичні методи в Matlab. Дискретне нелінійне програмування (ДНП) буде використовуватися як аналітичний підхід, а дискретна оптимізація роя (DPSO) як евристичний підхід.

Облік зростання навантаження та рівнів пікового навантаження є ще одним ключовим фактором, який повинен враховуватися під час процесу планування.