浅谈电网规划设计

摘要：经济的快速发展，致使用电负荷不断增加。提高电力企业的供电服务，保障企业和人民能安全和可靠地用上高质量的电能提高电力系统规划，提高电网经济和劳动生产率迫在眉睫。本文就谈谈电网规划优化设计一些观点：

关键词：电网规划；遗传算法；配电网；设计

Abstract: the rapid development of economy, the electricity load increasing. Improve the electric power enterprise's power supply services, protect people's safety and reliable enterprise and can use high quality power to improve the power system planning, improve system economy and the labor productivity is imminent. This article will talk about power grid planning optimization design some point of view:

Keywords: power grid planning; Genetic algorithm; Distribution network; design

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、配电网的基本要求

(一 )满足用户的用电需求

电力系统关系着国计民生，满足国民经济各部门及人民生活不断增长的用电需求，保障供给是电力部门的重要任务。电力工业的发展速度，要起到先行作用，应竭力避免缺电保证工业企业正常生产。

(二)供电的安全可靠性

提高电力工作人员的综合素质，严格执行各项规章制度，不断提高运行水平，防止事故的发生。一旦发生事故，应能迅速和妥善处理，防止事故的扩大，做到迅速恢复供电。因为，供电中断将使工农业生产停顿，人们生活秩序混乱，甚至危及人身和设备的安全，对经济和安全造成十分严重的后果。突然停电给国民经济造成的损失远远超过电网本身的损失。因此首先要确保安全可靠的供电。电力系统中发生故障是导致供电中断的主要原因。但是杜绝事故的产生是非常闲难的，而各种用户对供电安全可靠性的要求都是不一样的。通常，对一类用户应设置两个或两个以上独立电源，电源间应能自动进行切换，以便在任一电源发生故障时，使这类用户的供电不致中断：对二类用户也应设置两个独立电源，手动切换可以满足要求，但可能造成短时停电；对三类用户一般采用单电源供电，但也不能随意的停电。

(三)保证电能质量

良好的电能质量指标是指电力系统中交流电的频率正常，一般为(50±0.1一0.5Hz)、电压不超过额定值的 ±5％一±10％和波形正常。良好的电能，能使用电设备运行正常并达到最佳状态，转变成最好的经济价值；如果不稳定或变动范同超过允许值，虽然尚未中断供电，但已严重影响到产品的质量和数量，甚至会造成人身安全和设备的故障，危及电力系统本身的运行。因此必须通过调频及调压措施来保证额定频率和额定电压的稳定。

(四)保证电力运行的经济性

随着市场需求的扩大，电能生产的规模将会更大。在其生产、输送和分配过程中本身消耗的能源占国民经济能源中的比例相当大。因此最大限度地降低每生产 lkW.h电能所消耗的能源和降低输送、分配电能过程的损耗，是电力部门广大职工的一项极其重要的任务。电能成本的降低不仪意味着对能源的节省．还将降低各用电部门成本。对整个国民经济带来很大的好处。

二、配电网规划的主要内容及研究方法

本文主要讨论变电站优化和网架优化。负荷预测是在调查了解、分析研究的基础上。获得详细的用电负荷、负荷发展及需求总趋势或负荷的年增长率。变电站优增的变电站的总容量范围，通过对负荷预测的负荷增长率的分析，优化配置变电站位置和容量。配电网网架优化是指在变电站选址定容完成后，确定线路的走向、线径、线路回数等网络构架。配电网规划是一个复杂的多目标、有约束、非线性、离散的混合整数优化问题。当配电网比较简单时，通过对配电网络的简化，应用常规的优化算法，大多可以得到最优解，但是随着配电网规模的不断扩大，仅仅通过传统的数学优化算法很难得到符合条件的解。随着计算机技术的发展，智能优化算法在各个领域的应甩越来越广泛。智能算法模拟退火算法、遗传算法、粒子群算法等，它们都具有自适应的能力，对基础数据的误差不敏感，计算效率较高，实用性强。

三、配电网的规划流程

(一 )基础数据

配电网规划需要的基础数据包括：现有电网的基础资料、在建电网的规划资料和电力需求的预期。现有电网基础资料包括系统的电力负荷资料，电压等级，网络接线，线路长度，导线型号，变电站主变压器容量、型式、台数等主要规划资料。在建电网的规划资料是指新增规划年度电源的情况，包括电厂位置、装机容量、单机容量和，机型等。基础数据中最重要也是最难确定的是电力需求的预期，因为大多数的网络改造和扩建都是由新的电力需求引起的。对负荷的准确预测是整个规划流栏的基础和前提。负荷预测包括功率预测和用电量预测，目前常用的预测方法有：模糊预测法、灰色预测法、神经网络法和空间负荷预测法。

(二 )变电站优化设计

变电站的优化需要首先在电力需求预测的基础上确定变电站主变数量、容量，新建变电站的总容量为：

其中S为预测总需求，为现存总容培，为已有变电站新增容量需要新建变电站的个数。

当确定需要建的变电站的数量之后，下一步需要确定变电站的位置。变电站选址是指在综合考虑基础投资、网络结构，交通运输、施工安全等各种因素的基础上，确定变电站的最优站址。最终的选址结果要满足：供电半径合理、距离负荷中心较近、网络结构合理的要求，并且要对周围已有设施和居民生活不造成有害影响。下面以总投资最小为目标建立变电站选址的优化模型：

目标函数为 ：

其中 P为总投资费用 为综合投资费用以及运行费用，为变电站低压侧线路综合投资年费用， 表示变电站线路网损费用，T表示变电站的新建投资，Y为运行费用，为单位长度线路投资，为线路损耗折算系数，W为负荷值，L为变电站与负荷之间的线路长度。上述模型中的低压侧线路投资和网损费用为非线性的，为了简化计算，对低侧线路投资和网损费用进行线性化处理，最终模型为 ：

(三)配电网网架优化。配电网网架优化主要是指变电站之间以及与电厂之间如何连线的问题，即电力运输的和分配的网络结构优化。网架规划是一个离散的、动态的、非线性、多目标的组合优化问题，其目标是在保证电网的安全运行的前提下，根据负荷情况，优化配电网的网架结构，寻求一组最优的决策变量，包括配电线的线径、型号、架设路线、架设回数等，使得投资总费用和网损最小。配电网规划数学模型表达式为 ：

其中：i为线路折旧年限；Z为方案的线路建设投资费用 为方案的第t年的运行费用，i为贴现率，n为时间周期数。第j条线路的年运行和线路损耗费用的计算式：

式中：为维修费、折旧费等占投资的比例，为线路长度，为电能损耗电价，为单位长度线路最大负荷损耗，为导线单位长度电阻，为线路 流过的有功功率，为线路的额定电压，为负荷功率因数。

四、结语

配电网规划是一个艰巨而复杂的系统工程，涉及到各种复杂的因素，我们只有不断改造和完善，不断的自主创新，得出最优的规划设计案，实现电网自动化，并为智能化打下坚实的基础。

参考文献

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