本發(fā)明專利技術(shù)提出了一種基于全壽命周期管理的配置無功補償容量的優(yōu)化方法，綜合考慮成本、降損目標(biāo)，找到最優(yōu)的無功補償配置方法。該方法包括以下步驟：一、計算每個配變所需要的無功補償容量；二、根據(jù)全壽命周期算法，選擇在全壽命周期目標(biāo)函數(shù)下成本最小的電容器，全壽命周期成本的目標(biāo)函數(shù)表達式為：全壽命周期成本＝投入成本+運行成本+維護成本+故障成本+廢棄成本，三、根據(jù)所選擇的電容器以及不同的分組情況，優(yōu)化分組。該方法的有益效果是：運用全壽命周期成本的理念，將投入無功補償設(shè)備(主要為電容器)的各個時期的成本統(tǒng)一規(guī)劃，使得在做好無功優(yōu)化的同時提高供電技術(shù)的經(jīng)濟效益與供電的可靠性和安全性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)的
為配電網(wǎng)無功補償優(yōu)化，具體為基于全壽命周期的配電網(wǎng)無功 補償優(yōu)化方法，特別是一種能夠依據(jù)不同需求、綜合考慮成本與降損目標(biāo)，并按照全壽命周 期的計算公式來合理經(jīng)濟地配置每個需要無功補償?shù)墓?jié)點的電容器的類型、數(shù)量和容量的 優(yōu)化方法。
技術(shù)介紹
資產(chǎn)全壽命周期成本（LCC)概念起源于瑞典鐵路系統(tǒng)，1965年美國國防部在全軍 實施。1996年國際電工委員會（IEC)發(fā)布了相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)：IEC60300-3-3、并于2004年7 月發(fā)布修訂版。此外，國際大電網(wǎng)會議（CIGRE)也于2004年提出使用全壽命周期成本以完 善設(shè)備管理工作。 資產(chǎn)全壽命周期成本評價的最初應(yīng)用是作為一種決策中對項目/資產(chǎn)進行評價 的經(jīng)濟方法，包括了以壽命周期成本為設(shè)計參數(shù)、對項目/資產(chǎn)方案進行系統(tǒng)分析的過程 和活動。其使用目的是輔助決策者從各可行方案中篩選出最佳方案。 配電網(wǎng)處于電力網(wǎng)絡(luò)的末端，與用戶端緊密相連。統(tǒng)計結(jié)果表明，電力系統(tǒng)的13% 的電能損失發(fā)生在配電網(wǎng)中，80%的用戶停電是由于配電網(wǎng)故障引起的。降低配電網(wǎng)的網(wǎng) 損是一個忽視且必須解決的問題，只有如此，才能提高供電可靠性與提高經(jīng)濟效益。目前國 內(nèi)多數(shù)配電網(wǎng)改造在近幾年內(nèi)有很大發(fā)展，老的變電站升壓、增容，電網(wǎng)中引入超高壓輸電 線等，但與此同時，由于近年來負荷持續(xù)增長，配電網(wǎng)的缺陷越來越體現(xiàn)出來，例如，線路導(dǎo) 線負載過重、線損率高以及無功補償力度不夠等等。 在配電站改造方面國內(nèi)外已有較多的研究，文獻提出了一種以最大投資為約 束條件，以綜合評價指標(biāo)最優(yōu)為目標(biāo)的遺傳優(yōu)化算法，主要針對配網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。 文獻也側(cè)重于單純的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，提出一種盡量減少專用聯(lián)絡(luò)干線數(shù)量以及變壓器、線 路備用容量的中壓配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化的算法。文獻主要從配網(wǎng)重構(gòu)的角度進行運行方 式的優(yōu)化。文獻研究了不同接線模式下配電網(wǎng)的自動布局問題，也是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題。 以上的這些方法，都是針對網(wǎng)絡(luò)拓撲的優(yōu)化，沒有針對某條饋線的改造的優(yōu)化，如 在投資額一定的前提下，某些饋線段是否需要更換，更換哪種為類型；哪些配變低壓側(cè)需要 補償無功，補償無功的值為多少；配變的檔位是否合理；配變是否需要更換；而對于配電網(wǎng) 而言，大多數(shù)改造問題，都是針對某些已經(jīng)存在的饋線，進行各種優(yōu)化改造，是在目前的基 礎(chǔ)上的改進。以往的無功補償優(yōu)化的成本分析主要考慮無功補償設(shè)備的投入成本，而幾乎 忽視無功補償運行中的成本（如維護成本、故障成本）與廢棄成本。這使得為電網(wǎng)提供無 功補償時成本過高，導(dǎo)致供電企業(yè)的經(jīng)濟效益降低。本專利技術(shù)將綜合考慮各個成本因素，既有 設(shè)備的改造而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化，也有電容器的補償，導(dǎo)致負荷斷面改變的因素， 通過統(tǒng)一的實數(shù)編碼，在一個優(yōu)化過程中，綜合尋優(yōu)，找到最佳的改造方案。 徐晶，王成山等.基于自適應(yīng)遺傳算法的配電網(wǎng)改造方案優(yōu)化.電力系統(tǒng)自動 化，2007,31 (14) 段剛，余貽鑫·中壓配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的算法和實現(xiàn)·電力系統(tǒng)自動化，1999， 23(15) ：10-14 謝開貴，周家啟.基于免疫算法的配電網(wǎng)開關(guān)優(yōu)化配置模型.電力系統(tǒng)自動 化，2003, 27 (15) :35-39 王成山，王賽一 ·基于空間GIS的城市中壓配電網(wǎng)智能規(guī)劃：（一）輻射接線 模式的自動布局·電力系統(tǒng)自動化，2004,28(5) :45-50
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提出了一種基于全壽命周期的無功補償優(yōu)化方法，在優(yōu)化無功補償配置 時，充分考慮投入無功補償設(shè)備時的各個時期的成本，如投入成本、維護成本、故障成本，同 時通過遺傳算法的優(yōu)化，得到各個需要無功補償?shù)墓?jié)點的無功補償量，在設(shè)定以全壽命周 期為基礎(chǔ)的目標(biāo)函數(shù)之后，確定每個節(jié)點投入電容器的類型與數(shù)量。此外有： FV = PV(l+i)n 式（1) 式中，F(xiàn)V-折算到η年后的按復(fù)利計算的終值（future value); PV-費用發(fā)生當(dāng)年的現(xiàn)值（present value); i_平均籌資成本率，在此為廣義成本，已考慮了如下因素：銀行利率、漲價因素、 籌資風(fēng)險，一般考慮為組合投資成本率（portfolio); η-計算年數(shù) 所述基于全壽命周期的無功優(yōu)化方法包括如下步驟： 第一步，利用遺傳算法計算每個節(jié)點所需要配置的無功容量， 第二步，根據(jù)全壽命周期算法，選擇在全壽命周期目標(biāo)函數(shù)下成本最小的電容器， 全壽命周期成本的目標(biāo)函數(shù)表達式為：全壽命周期成本=投入成本+運行成本+維護成本 +故障成本+廢棄成本， 所述優(yōu)化方法的具體步驟為： 1)在進行無功優(yōu)化算法前，首先確定配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和實際負荷情況，通過對配電 網(wǎng)的結(jié)構(gòu)建模，如線路的連接方式，配變的個數(shù)，補償前的無功補償裝置的數(shù)量、位置，得到 配電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，本方法按照最大負荷運行方式進行無功優(yōu)化，因為最大負荷運行方式 下，無功最匱乏； 2)計算無功補償前的參數(shù)，通過輸入的初始數(shù)據(jù)來計算無功補償前的全電網(wǎng)潮流 和全網(wǎng)損耗Ploss-ori，來確定此電網(wǎng)是否需要補償無功， 3)若需要補償，則對配變和線路上的無功功率與備選的電容器類型進行編碼，并 隨機產(chǎn)生初始種群i，所述確定無功補償容量的公式如下： 對Q。求導(dǎo)，得出 式中， Δ P。表示補償無功每千乏的有功損耗，T為年運行時間，R為補償點至電源的等值 電阻，Qav表示年平均無功負荷，Q _表示年無功負荷的最大值，τ _表示年最大負荷損耗小 時數(shù)。[0當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
基于全壽命周期管理配置無功補償容量的優(yōu)化方法，具體包括如下步驟第一步，利用遺傳算法計算每個節(jié)點所需要配置的無功容量，第二步，根據(jù)全壽命周期算法，選擇在全壽命周期目標(biāo)函數(shù)下成本最小的電容器，全壽命周期成本的目標(biāo)函數(shù)表達式為：全壽命周期成本＝投入成本+運行成本+維護成本+故障成本+廢棄成本，第三步，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，即補償點的需補償量，由不同類型的電容器的全壽命周期成本最終確定補償點需補償?shù)碾娙萜鞯臄?shù)量。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：石祖昌，黃大坪，楊水江，蔣友權(quán)，趙興華，王朝明，馬春生，費婷婷，
申請(專利權(quán))人：凱里供電局，南京軟核科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：貴州;52
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