基于运行效益的配电网优化规划(附件)【字数：10005】
摘 要随着社会经济的持续发展、电力行业市场化程度逐步加深,人们对配电网经济性的要求也越来越高。如何在保证供电可靠性的情况下提高经济效益和运行效益也成了人们关注的重点。通过对国内外各种配电网规划相关文献的阅读,对配电网规划的研究方法有了深刻的了解。本文通过研究配电网规划优化方式，建立配电网数学模型,采用枚举法举例求解该模型,采用经典IEEE6节点系统验证模型的合理性和运行效益。
Key word:Distribution network planning; planning methods;enumeration; operational benefits. 目 录
第一章 引言 1
1.1研究背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3本文主要研究内容 2
第二章 配网规划的研究 3
2.1配电网规划概述 3
2.2配网规划方法的研究 4
第三章 配网规划的数学模型 6
3.1数学模型 6
3.2 枚举法 7
3.3潮流计算 10
第四章 算例验证 12
4.1算例分析 12
4.2方案分析 16
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 引言
1.1研究背景及意义
配电网的主要任务是向用户供电，在国民经济发展中占据着十分重要的地位。这些年来，社会经济的不断发展和人民生活的不断提高，使得用户对电力的依赖程度也越来越高, 这也要求配电网具有更高的供电可靠性和供电稳定性，对配电网的经济效益的需求也在不断增大。
尽管随着我国的社会经济不断发展，配电网规划的技术也在不断精进，但是由于历史遗留问题，目前我国配电网还处于供电脆弱，可靠性低的阶段，还有很大的发展空间。我国目前的配电网水平与发达国家及地区的上世纪中叶负荷快速增长的时期发展水平相当。随着社会更加注重电网发展，投资的不断加大,我国电网的综合线损率已经在在不断下降,但是我国的线路损耗依据远远高于其他发达国家和地区，还是有相当大的差距。
我国目前缺乏大量配网规划专业人才，许多城市 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
的配网线路缺乏合理性。随着供电可靠性的提升建设费用以及维护费用也在不断增加，存在较多不必要的经济支出。如何在提升供电可靠性的前提下，进行性合理的配网规划，减少不必要的经济支出，协调可靠性和经济运行效益的关系以经成了一个亟待解决的问题。
减少配电网的电网损耗，能够大大减少配电网运行过程中的运行成本，在保证供电稳定性以及提高配电网的供电可靠性的情况下，能产生很大的经济效益;能在保证为用户和企业提供优质电力的情况下，减少不必要的网络损耗和停电损失[1]；如果能够在规划过程中提高效益，就能为社会发展带来更久远的利益。电网规划构成了电力系统总体发展规划的重要的一个环节,电网建设和改造也依赖于配电网规划。为了满足社会经济的发展需求，配电网也在不断进步，电网规划就是为了能使配电网建设工作顺利进行，保障电网运行和供电可靠性而存在的的，是进行配电网建设和改造的重要发展依据，也是电力系统发展的重要组成部分。
在对配电网规划的研究基础上，选择合理的变电站选址，采用可靠的输电路径，能大大缩短供电半径，减少不必要的经济支出。而对配网规划的方法进行研究，能确保长期的运行效益和社会经济效益，保障电力系统的安全和稳定运行，大大提高配网规划的可靠性。所以，进行配电网规划具有相当深远的意义。
1.2国内外研究现状
在国外，电力系统的实际情况和配电网运行体制是配网规划的基础。北美的电力市场发展成熟，具有相当庞大而又复杂的规模[1]。能够自行优化调节发电、电网运行的能力，对工程设备的投资也有一定的影响。北美的配电网规划注重于配电网的经济效益以及供电的可靠性。重视对数学模型的计算和评估老化设备的风险。保障电网的规划目标，电网的供电能力以及供电可靠性与经济效益的协调性更是重中之重[2]。
现如今，人们对供电可靠性的要求越来越高，早已不是像传统的配电网规划那样只追求最小的投资成本和最小的运行成本，而去忽略供电可靠性。如何在保证供电可靠性的情况下追求配电网供电系统的长期利益，制作出一个合理的配电网优化规划方案，这是当下电网规划面临的难题。许多国内外学者就如何平衡长期运行效益与供电的可靠性提出了自己的看法。
蒙特卡罗方法[3]从三个方面对供电可靠性进行评估，从别的角度将电力系统当成一个独立的经济实体，通过有效的分析将电力系统与电力市场的运行机制相结合，提出了一种具有可靠性和经济性的运行机制。该机制通过免疫算法对数学模型进行求解，可以有效的提高电力系统的供电可靠性。
在配电网的规划过程中，可靠性与经济效益其实是相辅相成的，可靠性也能带来相应的经济效益，这是一个长期的效益，通过对未来减少的成本和未来可期效益进行分析，并明确给出了相应成本精准的计算方法，通过将该模型分析简化，能够大大缩减未来负荷增长成本的计算过程。
在国内,最早是曹世光等人对可靠性效益进行研究[4]，说明了缺电成本的概念、分类、影响因素以及估计方法，并就如何协调缺电成本与可靠性的关系做出了说明，以明确了确定最佳可靠性的方法。
1.3本文主要研究内容
本文主对配电网规划的基本内容做了基本介绍，清楚认识到国内配电网规划的研究现状。介绍了当前配电网规划的主要研究方法，介绍了国内外几位学者对配网规划的研究。建立了简单的数学模型和相对应的约束条件。说明了潮流计算的基本原理，和当前主要的潮流计算算法。采用经典的IEEE6系统进行算例验证，通过枚举法举出几种合适的方案进行分析证明，通过潮流计算确保其符合约束条件，得出最优方案，确保最优方案的经济运行效益。
第二章 配网规划的研究
2.1配电网规划概述
2.1.1配网规划基本内容
配电网规划工作是一项内容复杂、规模庞大的系统化工程。要求在了解现有的网络环境情况的基础上，在规划期间依据现有的发展水平对未来数年进行负荷预测，确定最优化的配电网设计建设方案。电网规划时段可分为现状年、过渡年、远景年三个阶段。具体设计工作分为长期规划，网络设计和施工设计三个主要内容。
长期规划是配网规划过程中最基本的环节，用来确定未来主要投资项目和主网架的结构，其目的是为了获取最大的经济效益。配网规划的主要内容是对电网的界限方式进行优化，达到最优水平，以及确保充足的投资并对投资时间做好充分的准备。在规划的各个阶段，必须考虑所有的费用因素，要针对供电质量、安全性以及协调性等各种方面及时进行调整，并尽可能的降低整个过程中的费用。考虑到电网运行是一个往后长期运行的过程，在估算费用时，必须考虑到电网运行损耗的费用和维护费用等一系列往后可能会出现的费用，所以，也要对投资费用和投资时间进行合理的安排。在整个配电网规划项目周期中，有必要全面考虑规划过程中出现的各种成本，以便在保证电网运行安全可靠和供电质量的前提下，进行配电网规划。网络设计是进行近期的项目设计的处理；施工设计要考虑到具体施工时需要的设备和相关的材料，主要是进行各种网络元件的设计。
Key word:Distribution network planning; planning methods;enumeration; operational benefits. 目 录
第一章 引言 1
1.1研究背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3本文主要研究内容 2
第二章 配网规划的研究 3
2.1配电网规划概述 3
2.2配网规划方法的研究 4
第三章 配网规划的数学模型 6
3.1数学模型 6
3.2 枚举法 7
3.3潮流计算 10
第四章 算例验证 12
4.1算例分析 12
4.2方案分析 16
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 引言
1.1研究背景及意义
配电网的主要任务是向用户供电，在国民经济发展中占据着十分重要的地位。这些年来，社会经济的不断发展和人民生活的不断提高，使得用户对电力的依赖程度也越来越高, 这也要求配电网具有更高的供电可靠性和供电稳定性，对配电网的经济效益的需求也在不断增大。
尽管随着我国的社会经济不断发展，配电网规划的技术也在不断精进，但是由于历史遗留问题，目前我国配电网还处于供电脆弱，可靠性低的阶段，还有很大的发展空间。我国目前的配电网水平与发达国家及地区的上世纪中叶负荷快速增长的时期发展水平相当。随着社会更加注重电网发展，投资的不断加大,我国电网的综合线损率已经在在不断下降,但是我国的线路损耗依据远远高于其他发达国家和地区，还是有相当大的差距。
我国目前缺乏大量配网规划专业人才，许多城市 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
的配网线路缺乏合理性。随着供电可靠性的提升建设费用以及维护费用也在不断增加，存在较多不必要的经济支出。如何在提升供电可靠性的前提下，进行性合理的配网规划，减少不必要的经济支出，协调可靠性和经济运行效益的关系以经成了一个亟待解决的问题。
减少配电网的电网损耗，能够大大减少配电网运行过程中的运行成本，在保证供电稳定性以及提高配电网的供电可靠性的情况下，能产生很大的经济效益;能在保证为用户和企业提供优质电力的情况下，减少不必要的网络损耗和停电损失[1]；如果能够在规划过程中提高效益，就能为社会发展带来更久远的利益。电网规划构成了电力系统总体发展规划的重要的一个环节,电网建设和改造也依赖于配电网规划。为了满足社会经济的发展需求，配电网也在不断进步，电网规划就是为了能使配电网建设工作顺利进行，保障电网运行和供电可靠性而存在的的，是进行配电网建设和改造的重要发展依据，也是电力系统发展的重要组成部分。
在对配电网规划的研究基础上，选择合理的变电站选址，采用可靠的输电路径，能大大缩短供电半径，减少不必要的经济支出。而对配网规划的方法进行研究，能确保长期的运行效益和社会经济效益，保障电力系统的安全和稳定运行，大大提高配网规划的可靠性。所以，进行配电网规划具有相当深远的意义。
1.2国内外研究现状
在国外，电力系统的实际情况和配电网运行体制是配网规划的基础。北美的电力市场发展成熟，具有相当庞大而又复杂的规模[1]。能够自行优化调节发电、电网运行的能力，对工程设备的投资也有一定的影响。北美的配电网规划注重于配电网的经济效益以及供电的可靠性。重视对数学模型的计算和评估老化设备的风险。保障电网的规划目标，电网的供电能力以及供电可靠性与经济效益的协调性更是重中之重[2]。
现如今，人们对供电可靠性的要求越来越高，早已不是像传统的配电网规划那样只追求最小的投资成本和最小的运行成本，而去忽略供电可靠性。如何在保证供电可靠性的情况下追求配电网供电系统的长期利益，制作出一个合理的配电网优化规划方案，这是当下电网规划面临的难题。许多国内外学者就如何平衡长期运行效益与供电的可靠性提出了自己的看法。
蒙特卡罗方法[3]从三个方面对供电可靠性进行评估，从别的角度将电力系统当成一个独立的经济实体，通过有效的分析将电力系统与电力市场的运行机制相结合，提出了一种具有可靠性和经济性的运行机制。该机制通过免疫算法对数学模型进行求解，可以有效的提高电力系统的供电可靠性。
在配电网的规划过程中，可靠性与经济效益其实是相辅相成的，可靠性也能带来相应的经济效益，这是一个长期的效益，通过对未来减少的成本和未来可期效益进行分析，并明确给出了相应成本精准的计算方法，通过将该模型分析简化，能够大大缩减未来负荷增长成本的计算过程。
在国内,最早是曹世光等人对可靠性效益进行研究[4]，说明了缺电成本的概念、分类、影响因素以及估计方法，并就如何协调缺电成本与可靠性的关系做出了说明，以明确了确定最佳可靠性的方法。
1.3本文主要研究内容
本文主对配电网规划的基本内容做了基本介绍，清楚认识到国内配电网规划的研究现状。介绍了当前配电网规划的主要研究方法，介绍了国内外几位学者对配网规划的研究。建立了简单的数学模型和相对应的约束条件。说明了潮流计算的基本原理，和当前主要的潮流计算算法。采用经典的IEEE6系统进行算例验证，通过枚举法举出几种合适的方案进行分析证明，通过潮流计算确保其符合约束条件，得出最优方案，确保最优方案的经济运行效益。
第二章 配网规划的研究
2.1配电网规划概述
2.1.1配网规划基本内容
配电网规划工作是一项内容复杂、规模庞大的系统化工程。要求在了解现有的网络环境情况的基础上，在规划期间依据现有的发展水平对未来数年进行负荷预测，确定最优化的配电网设计建设方案。电网规划时段可分为现状年、过渡年、远景年三个阶段。具体设计工作分为长期规划，网络设计和施工设计三个主要内容。
长期规划是配网规划过程中最基本的环节，用来确定未来主要投资项目和主网架的结构，其目的是为了获取最大的经济效益。配网规划的主要内容是对电网的界限方式进行优化，达到最优水平，以及确保充足的投资并对投资时间做好充分的准备。在规划的各个阶段，必须考虑所有的费用因素，要针对供电质量、安全性以及协调性等各种方面及时进行调整，并尽可能的降低整个过程中的费用。考虑到电网运行是一个往后长期运行的过程，在估算费用时，必须考虑到电网运行损耗的费用和维护费用等一系列往后可能会出现的费用，所以，也要对投资费用和投资时间进行合理的安排。在整个配电网规划项目周期中，有必要全面考虑规划过程中出现的各种成本，以便在保证电网运行安全可靠和供电质量的前提下，进行配电网规划。网络设计是进行近期的项目设计的处理；施工设计要考虑到具体施工时需要的设备和相关的材料，主要是进行各种网络元件的设计。
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