Lập kế hoạch bố trí và đánh giá công suất của đường dây dẫn và biến áp cho mạng phân phối LV/MV

Phân bổ và Kích thước của Máy biến áp Phân phối và Đường dây Nguồn

Lập kế hoạch mạng phân phối chủ yếu được đặc trưng bởi việc phân bổ và kích thước của máy biến áp phân phối. Vị trí của các máy biến áp này trực tiếp quy định độ dài và tuyến đường của đường dây nguồn điện trung thế (MV) và hạ thế (LV). Do đó, vị trí và công suất của máy biến áp, cũng như độ dài và kích thước của đường dây nguồn MV và LV, cần được xác định một cách phối hợp.

Để đạt được điều này, quá trình tối ưu hóa là rất cần thiết. Mục tiêu là không chỉ giảm chi phí đầu tư cho máy biến áp và đường dây nguồn mà còn giảm thiểu chi phí tổn thất và tối đa hóa độ tin cậy của hệ thống. Các ràng buộc như sụt áp và dòng điện đường dây phải được giữ trong phạm vi tiêu chuẩn.

Đối với lập kế hoạch mạng hạ thế (LV), các nhiệm vụ chính là xác định vị trí và công suất của máy biến áp phân phối và đường dây nguồn LV. Điều này được thực hiện để giảm cả chi phí đầu tư cho các thành phần này và tổn thất đường dây.

Về lập kế hoạch mạng trung thế (MV), nó tập trung vào việc xác định vị trí và kích thước của trạm phân phối và đường dây nguồn MV. Mục tiêu ở đây là giảm chi phí đầu tư, cùng với tổn thất đường dây và các chỉ số độ tin cậy như SAIDI (Chỉ số Thời gian Ngắt điện Trung bình Hệ thống) và SAIFI (Chỉ số Tần suất Ngắt điện Trung bình Hệ thống).

Trong quá trình lập kế hoạch, nhiều ràng buộc phải được đáp ứng.

Sụt áp bus, như một ràng buộc quan trọng, nên được giữ trong phạm vi tiêu chuẩn. Dòng điện thực tế phải thấp hơn dòng điện định mức của đường dây. Việc cải thiện hồ sơ điện áp, giảm tổn thất đường dây và nâng cao độ tin cậy của hệ thống là những vấn đề chính trong lập kế hoạch mạng phân phối, đặc biệt là ở các khu vực bán đô thị và nông thôn.

Việc lắp đặt tụ điện là một cách khác giúp tăng mức điện áp và giảm tổn thất đường dây. Các Bộ điều chỉnh điện áp (VRs) cũng là các thành phần phổ biến để giải quyết các vấn đề này.

Độ tin cậy là một mối quan tâm chính trong lập kế hoạch mạng phân phối. Các đường dây phân phối có khoảng cách dài làm tăng khả năng hỏng hóc, do đó làm giảm độ tin cậy của hệ thống. Việc lắp đặt các kết nối chéo (CC) là một biện pháp hiệu quả để giảm bớt vấn đề này.

Các nhà máy phát điện phân tán (DG) có thể cung cấp công suất hữu ích và phản kháng, giúp giảm các chỉ số độ tin cậy và cải thiện hồ sơ điện áp. Tuy nhiên, chi phí đầu tư cao ngăn cản kỹ sư điện từ việc áp dụng rộng rãi.

Do tính chất rời rạc và phi tuyến của vấn đề phân bổ và kích thước, hàm mục tiêu kết quả có nhiều cực tiểu cục bộ. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc chọn phương pháp tối ưu hóa phù hợp.

Các phương pháp tối ưu hóa chủ yếu được phân loại thành hai nhóm:

• Phương pháp dựa trên phân tích.

• Phương pháp dựa trên heuristics.

Các phương pháp phân tích có hiệu quả tính toán nhưng gặp khó khăn trong việc xử lý các cực tiểu cục bộ. Để giải quyết vấn đề cực tiểu cục bộ, các phương pháp heuristics đã được sử dụng rộng rãi trong văn học.

Trong nghiên cứu này, cả phương pháp phân tích và heuristics sẽ được triển khai trong Matlab. Lập trình phi tuyến rời rạc (DNLP) sẽ được sử dụng làm phương pháp phân tích, và Tối ưu hóa đàn chim hạt nhân rời rạc (DPSO) làm phương pháp heuristics.

Cân nhắc về sự tăng trưởng tải và mức tải đỉnh là một yếu tố quan trọng khác cần được xem xét trong quá trình lập kế hoạch.