城市配电网规划现状和发展

城市配电网规划研究现状和发展

摘要：本文介绍了配电网规划研究的发展和现状，包括我国城市配电网所存在的问题，配电网架规划研究的意义，在配电网规划中所采用的模型以及对模型的化简，然后介绍了配电网规划的优化方法，并在分析的基础上得出了优化算法在工程中适用的结论。

关键词：配电网规划模型优化方法

abstract : this paper introduces the development and the status of thedistribution network planning .it contains the problem of city’s distribution, on the meanings ofthe distribution network planning, the models are used in the distribution and simplify the models, and then propose the optimize methods in the distribution network planning . at last, on the base of analysis the optimize methods, some available concludes were proffered in the project.

key words: distribution network planning, models, optimize methods,

1 引言

目前，世界各国的电力工业正逐步由原来的国家垄断经营向自由竞争的电力市场机制转变。同样在我国，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，对配电网的供电能力、供电质量和供电可靠性的要求也越来越高，那么现有的城乡电网己经不能适应经济发展的要求。在过去我国对电力的发电和输电环节的投入较大，而对于

配电系统的建设则相对滞后，致使城市电网的设备比较陈旧，网架结构薄弱，网络供电能力不足，供电质量差，供电可靠性低，运行和维护费用高等等这些特点。在现在竞争激烈的电力市场环境下，电力公司面临着许多新的挑战，其中一个重要问题就是如何在提高供电质量和可靠性的同时，尽可能地降低运行、维护和建设电网的费用。因此，如何进行配电网规划以及在规划中协调好可靠性和经济性已经成为迫切需要解决的问题。

与世界的其他发展国家相比，我国配电网的发展较晚，发展水平较低，建设也相对比较落后。城市的配电网，特别是老的城市的配电网，已或多或少滞后于城市经济的发展，成为制约城市经济发展的瓶颈。我国对于电网的投资差不多一半都在电源侧，而对于输电线路的投资又多于配电网络的投资，因而也就造成了我国城市配电网的发展比较落后，跟不上整个城市经济建设的要求。

对于我国的城市配电网来说还存在着一些比较普遍性的问题，如配电网架结构薄弱，电力设备陈旧、事故率高，线路过载严重、可靠性低、电压质量低等等一系列的问题。具体可以划分为以下几点：

（1）中压配电网网架结构薄弱

（2）城市配电网技术落后，配电网络自动化水平较低。

（3）线路损耗率高，电压质量较低。

（4）电网供电可靠性差，电网规划不尽合理。

2 城市配电网规划研究的意义

长期以来，城市中压配电网网架结构薄弱，主次网架不清晰，网络连接复杂，造成了用户电压不稳定，网络损耗过大，事故发生频繁等等问题。我国的配电网规划与设计，主要是由规划人员的经验和对一些电网的局部计算的来进行，在有限的条件下解决线路过载，负荷增加，电压质量底等出现的一系列的新的问题。那么对于规模日益扩大的配电网，这种规划与设计的方法越来越不能够满足配电网的合理建设和经济运行。由此看来，全面的规划优化配电网架结构，一方面能够降低网络损耗，另一方面能够有效的降低投资和维护的费用。

3 城市配电网规划所采用的模型

以下三种模型是配电网规划中经常采用的模型

（1）单阶段模型

单阶段模型是一种假设负荷在规划的时间段内不变的静态模型，它无须考虑配电设备在规划期内投入的具体时间。

（2）多阶段模型

多阶段模型是一种考虑负荷在规划时间段内变化的动态模型。

（3）不确定规划模型

传统的配电网规划优化方法是通过选择其中一个预想环境，采用该环境下的已确定的参数求得该环境约束的，相对经济指标最优的确定方案。

4 城市配电网模型的简化

由于配电网规划所具有的多目标性、不确定性、非线性、动态

性等特点，使得配电网规划成为一个非常复杂的、大规模的最有组合问题。因此不论是应用数学规划方法还是求解模型都需要进行一系列的化简。那么对于模型来说就需要进行一些条件的简化。

（1）只考虑单阶段配电网的规划，而不考虑动态多阶配电网规划。

（2）只考虑以费用为目标的单目标配网规划，而不考虑多目标配网规划。或是即使考虑了多个目标，但是通过其他目标规算成为费用目标，从而实现有多目标向单目标配电网规划的转化。

（3）对模型的非线性进行线性化近似。概括起来，线性化主要有两种：对目标函数进行线性化近似和对约束条件进行线性化进行近似。

（4）减少目标函数的费用项。系统的费用主要包括变电站的固定费用和变化费用，以及馈线的固定费用和变化费用项。

（5）减少约束条件数。在配电网规划中通常考虑基尔霍夫第一定律；基尔霍夫第二定律；设备的容量约束，包括变电站的容量约束和设备的容量约束；电压降约束；可靠性约束；辐射状网络约束等。

（6）采用解耦的方法。主要包括问题的解耦和配电网络的解耦。常用的问题解耦方法有：采用benders分解法将配电网规划问题分解成投资子问题和运行子问题。将配电网规划分成两个阶段：变电站规划和馈线规划。再将多个配电网规划问题分解成多个单阶段配电网规划子问题，分别求解各个子问题并进行相互协调。常用的配