基于初始站址冗余网格动态减少的变电站规划

论文摘要

变电站规划优化是城市配电网规划的重要组成部分,其目的是确定未来电网建设中变电站的站址、站容以及供电范围,避免变电站建设的盲目性,满足未来负荷的发展。通过研究变电站规划的影响因素、模型分类,确定研究内容及数学模型,并采用拟合规划地区实际建设费用的方法求解目标函数中的费用参数。针对K-均值聚类算法初值依赖性大的特点,提出一种基于初值均匀冗余分布及其动态减少的初始聚类中心新思想,并把该思想运用到变电站规划中。根据变电站布点的特点,提出一种自动考虑了负荷任意分布情况的冗余网格动态减少的方法求解变电站初始站址。同时,由于模型的简化以及存在最小候选变电站容量,在负荷分布不均匀的情况下可能出现变电站轻负载率而导致变电站不经济运行的现象,引入距离权重因子,有效的平衡了各变电站负载率。另外,在整个变电站规划寻优过程中,引入了多种改进机制,如拐点局部优化机制、变步长寻优机制、供电范围分区机制等,有效的改善了算法的速度和质量。采用准动态规划法实现多年变电站规划优化。考虑到电网规模的大小对寻优速度的影响,基于目标水平年变电站规划结果,采用两种不同的策略进行中间年变电站规划;当电网规模较小时,采用考虑变电站最优个数的穷举法;当电网规模较大时,考虑寻优速度,提出一种基于负荷适应度的逐年回推法进行解决。将提出的变电站规划优化算法应用于有275个小区和3761个小区的实际算例中,表明提出的方法在计算精度和速度上都是很有效的。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 变电站规划的目的和意义
• 1.2 变电站规划优化研究的现状
• 1.2.1 传统的数学规划方法
• 1.2.2 启发式方法
• 1.2.3 引入随机技术的优化方法
• 1.3 本论文的主要工作
• 2 变电站规划基础与数学模型
• 2.1 变电站规划基础
• 2.1.1 影响变电站规划的因素
• 2.1.2 变电站规划模型的分类
• 2.2 变电站规划数学模型
• 2.2.1 变电站年投资费用数学模型
• 2.2.2 变电站年运行费用数学模型
• 2.2.3 馈线年投资费用数学模型
• 2.2.4 馈线年网损费用数学模型
• 2.2.5 最小年费用优化模型
• 2.3 数学理论基础
• 2.3.1 K-均值聚类算法
• 2.3.2 交替定位分配法
• 2.3.3 基于均匀冗余分布及其动态减少的初始聚类中心新思想
• 2.4 本章小结
• 3 基于初始站址冗余网格动态减少的变电站优化规划
• 3.1 变电站规划总体思路
• 3.2 基于冗余网格动态减少法的初始站址改进算法
• 3.2.1 网格法基本思路
• 3.2.2 现有变电站的处理
• 3.2.3 网格法计算流程
• 3.3 站址站容求解改进算法
• 3.3.1 基于距离加权因子的交替定位分配改进算法
• 3.3.2 站容组合求解
• 3.3.3 结果校验
• 3.4 提高收敛速度改进机制
• 3.4.1 初始站址寻优机制
• 3.4.2 拐点局部优化机制
• 3.4.3 变步长寻优机制
• 3.4.4 供电范围分区机制
• 3.5 变电站优化规划流程
• 3.6 本章小结
• 4 多阶段变电站规划优化准动态规划
• 4.1 多阶段变电站优化规划
• 4.2 基于最优变电站个数的穷举法
• 4.3 基于负荷适应度的回推法
• 4.4 本章小结
• 5 算例
• 5.1 算例一----采用网格法和随机产生初始站址结果对比
• 5.2 算例二----距离权重因子对规划结果中各变电站负载率的影响
• 5.3 算例三-----两种多阶段变电站规划方法计算结果
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录
• C. 算例目录