变电站和分布式发电布点的规划方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种变电站布点规划方法，具体是一种变电站和分布式发电布点的规 划方法。
【背景技术】
[0002] 变电站投资在城市配电网总投资中占据显著比重。据统计，变电站投资通常达到 配电网总投资的60%以上，其运行维护费用超过配电网运行维护费用的20%。因此，变电站 规划一直备受业界关注。加入分布式发电后，变电站规划将变得更为复杂，需要考虑的约束 条件增多，求解也更加困难。
【发明内容】
[0003] 本发明就是为了解决现有技术中的问题，而提供一种变电站和分布式发电布点的 规划方法。
[0004] 本发明是按照以下技术方案实现的： 一种变电站和分布式发电布点的规划方法，具体步骤为： 第一步骤，输入负荷和待选站址数据； 第二步骤，确定变电站和分布式发电布点的规划模型，确定目标函数和约束条件，初始 种群编码； 第三步骤，确定分布式发电所接负荷点和变电站数目； 第四步骤，判断是否重要负荷点皆有分布式发电；满足条件，则解码成变电站和分布式 发电布点方案； 第五步骤，判断变电站数目是否合适；满足条件，则通过Voronoi图(泰森多边形图）划 分供电范围； 第六步骤，判断是否满足变电站供电距离约束；满足条件，则确定变电站主变容量和台 数； 第七步骤，计算目标函数值； 第八步骤，判断是否满足迭代终止条件；满足条件，则输出变电站和分布式发电规划方 案。
[0005] 本发明具有的优点和积极效果是： 本发明在变电站的规划中，加入了分布式发电布点规划，解决了变电站规划更为复杂、 需要考虑的约束条件增多以及求解更加困难的问题，加大配电网对于可再生能源的接纳能 力，提升配电网资产的利用率，延缓配电网的升级投资以及提高用户的用电质量和供电可 靠性。
【附图说明】
[0006] 图1是一种变电站和分布式发电布点的规划方法的流程框图； 图2是本发明的29节点配电网算例图； 图3是本发明的配电网变电站选址和网架规划结果分布图。
【具体实施方式】
[0007] 下面结合附图及实施例对本发明进行详细的说明。
[0008] 如图1所示，本发明的变电站和分布式发电布点的规划方法，具体步骤为： 第一步骤，输入负荷和待选站址数据；在本实施例中，以图2所示的29节点配电网算 例，共有28个负荷点和3个变电站待选址，分布式发电只考虑风力发电，其负荷点参数如下 表1节点负荷的相关参数所示，待选变电站均为35kV变电站，具体位置参数如表2变电站 待选址的相关参数所示。
[0009] 表1节点负荷的相关参数
表2变电站待选址的相关参数
第二步骤，确定变电站和分布式发电布点的规划模型，确定目标函数和约束条件，初始 种群编码。
[0010] 在本实施例中，确定目标函数为变电站建设运行年成本、线路建设运行年成本、分 布式电源建设运行年成本、常规能源节省收益和环境效益作为目标函数：
式中，Q、匕、6;分别为折算到每年的变电站投资与运行费用、分布式电源 的投资及运行费用、线路投资、环境效益；A为新建变电站的数量，I为分布式电源的总 数量，4为所考虑的温室气体的数量；为变电站投资函数；为第i座变电站的容 量为年费用折算系数；客闲）为变电站年运行维护费用函数；为新建分布式电源 的个数識$为第外分布式电源的固定投资年平均费用系数；Q为第外分布式电源的 固定投资费用；^为第i个分布式电源的年检修、维护费用；轉为由变电站I电的负 荷集合；^为负荷节点7到相应变电站的线路长度；为线路单位长度投资；瓦；为第i 类分布式电源替代了火力发电所建设的温室气体的排放系数（kg/kWh);及:为温室气体的 排放价格(元/kg) 为第i个分布式电源的年发电量（kWh/y);匕为单位火电成本(元/ kffh)〇
[0011] 在本实施例中，所考虑的温室气体的数量％为4, :为0.08, ， 其中6^设是变电站的单位建设成本为8〇〇〇元/kWh;g(Sf)=5；;，r:^，C^.N；/、jf电站的单位维护成本系数，设为0. 05元/kWh ;分布式电源的固定投资年平均费用系数課& 均取0.08, 5^为第i个分布式电源的容量，为第i 个分布式电源的单位建设成本，取8000元/kWh;第i个分布式电源的年检修、维护费用X 为第i个分布式电源的单位检修、维护费用，设为〇?05元/kWh; 线路单位长度投资取值参考表3LGJ-185线路参数；考虑的温室气体及其排放系数 和排放价格如下表4火力发电污染排放数据所示，取为0. 35元/kWh。
[0012] 表3LGJ-185线路参数
表4火力发电污染排放数据
本实施例中，考虑的约束条件为如下7个方面： 1)节点电压约束 . ,
(7) 规編焉側純純压_關_上限;邊:为獅栖_艮隨儲* 平；If为主动配电网节点集合；在本实施例中，算例为一 10kV配电网络，确定其电压上下 限分别为1. 〇7p.u?和0? 9p.u.。
[0013] 2)线路输送功率约束
(S) ，为通过支路f的视在功率，为支路f的容量极限，ft为支路潮流越限的 置信度水平，该约束条件保证支路上的潮流可以满足热容量的约束。在本实施例中，待选的 线路LGJ-185的参数信息如表5。
[0014] 3)节点功率平衡约束
式中，和分别表示以节点为起点和终点的所有线路集，和 分别表示线路j上正反向的潮流，ft为节点功率满足平衡约束的置信度水平。
[0015] 4)辐射状网络约束 (10) 式中，为规划水平年主动配电网总的节点数，沒I为全部支路数之和。
[0016] 5)DG容量约束
(II) 式中，为重要负荷集合为DG的渗透率。本实施例中，设定渗透率为0. 3。
[0017] 6)重要负荷点附近必须接DG约束，在本实施例中，将重要程度评估大于等于0. 9 的负荷点作为重要负荷点。
[0018] 同时采用遗传算法生成初始解。
[0019] 第三步骤，确定分布式发电所接负荷点和变电站数目。
[0020] 第四步骤，判断是否重要负荷点皆有分布式发电；满足条件，则解码成变电站和分 布式发电布点方案。
[0021] 第五步骤，判断变电站数目是否合适；满足条件，则通过Voronoi图划分供电范 围。
[0022] 第六步骤，判断是否满足变电站供电距离约束；满足条件，则确定变电站主变容量 和台数。
[0023] 本实施例中，设定变电站的最大供电距离为5km。
[0024] 第七步骤，计算目标函数值。
[0025] 第八步骤，判断是否满足迭代终止条件；满足条件，则输出变电站和分布式发电规 划方案。
[0026] 在本实施例中，将遗传算法迭代500次作为迭代终止条件；最终得到如下结果：根 据本发明提出的变电站和分布式发电布点的规划方法得到的规划结果是，在G1处建立1座 35kV变电站，容量为5000kVA，网架规划如图3所示，分布式发电的配置情况如表5所示。
[0027] 表5分布式电源布置方案
所述的第四步骤中，若重要负荷点无分布式发电，则在不含分布式发电的重要负荷点 增加分布式发电，然后进行解码成变电站和分布式发电布点方案。
[0028] 所述的第五步骤中，若变电站数目不合适，则调整变电站数目，然后再通过 Voronoi图划分供电范围。
[0029] 所述的第六步骤中，若无法满足变电站供电距离约束，则附加惩罚项，然后确定变 电站主变容量和台数。
[0030] 所述的第八步骤中，若无法满足迭代终止条件，则进行遗传操作，然后返回第三步 骤，再次确定分布式发电所接负荷点和变电站数目。
[0031 ] 本发明在变电站的规划中，加入了分布式发电布点规划，解决了变电站规划更为 复杂、需要考虑的约束条件增多以及求解更加困难的问题，加大配电网对于可再生能源的 接纳能力，提升配电网资产的利用率，延缓配电网的升级投资以及提高用户的用电质量和 供电可靠性。
【主权项】
1. 一种变电站和分布式发电布点的规划方法，具体步骤为： 第一步骤，输入负荷和待选站址数据； 第二步骤，确定变电站和分布式发电布点的规划模型，确定目标函数和约束条件，初始 种群编码； 第三步骤，确定分布式发电所接负荷点和变电站数目； 第四步骤，判断是否重要负荷点皆有分布式发电；满足条件，则解码成变电站和分布式 发电布点方案； 第五步骤，判断变电站数目是否合适；满足条件，则通过Voronoi图划分供电范围； 第六步骤，判断是否满足变电站供电距离约束；满足条件，则确定变电站主变容量和台 数； 第七步骤，计算目标函数值； 第八步骤，判断是否满足迭代终止条件；满足条件，则输出变电站和分布式发电规划方 案。2. 根据权利要求1所述的变电站和分布式发电布点的规划方法，其特征在于：当第四 步骤中，若重要负荷点无分布式发电，则在不含分布式发电的重要负荷点增加分布式发电， 然后进行解码成变电站和分布式发电布点方案。3. 根据权利要求1所述的变电站和分布式发电布点的规划方法，其特征在于：当第五 步骤中，若变电站数目不合适，则调整变电站数目，然后再通过Voronoi图划分供电范围。4. 根据权利要求1所述的变电站和分布式发电布点的规划方法，其特征在于：当第六 步骤中，若无法满足变电站供电距离约束，则附加惩罚项，然后确定变电站主变容量和台 数。5. 根据权利要求1所述的变电站和分布式发电布点的规划方法，其特征在于：当第八 步骤中，若无法满足迭代终止条件，则进行遗传操作，然后返回第三步骤，再次确定分布式 发电所接负荷点和变电站数目。
【专利摘要】本发明公开了一种变电站和分布式发电布点的规划方法，步骤依次为输入负荷和待选站址数据；初始种群编码；确定分布式发电所接负荷点和变电站数目；判断是否重要负荷点皆有分布式发电；判断变电站数目是否合适；判断是否满足变电站供电距离约束；计算目标函数值；判断是否满足迭代终止条件；输出变电站和分布式发电规划方案。本发明在变电站的规划中，加入了分布式发电布点规划，解决了变电站规划更为复杂、需要考虑的约束条件增多以及求解更加困难的问题，加大配电网对于可再生能源的接纳能力，提升配电网资产的利用率，延缓配电网的升级投资以及提高用户的用电质量和供电可靠性。
【IPC分类】G06Q50/06, G06Q10/06
【公开号】CN105205622
【申请号】CN201510708514
【发明人】柳劲松, 方陈, 包海龙, 刘少鹏, 时珊珊, 刘舒, 朴红艳
【申请人】国网上海市电力公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月28日