考虑电磁环网因素的电网规划模型的研究
|
摘要
近年来,随着电网的迅速发展,部分地区500KV网架逐渐强大,与其相邻的220KV网架形成了电磁环网结构。随着电网规模的增大,短路电流水平也在不断增大,一些220KV侧的短路电流水平已经超过了开关设备的遮断容量。为了限制系统的短路容量,部分地区根据未来一年内的负荷情况和电网变化情况,对解环方案进行了计算分析,这属于运行规划的范畴。还有部分地区从规划角度,对电磁环网问题进行研究,讨论未来的解环方案。
论文在总结研究了电磁环网特点的基础上,深化了电磁环网问题的讨论;将电磁环网因素引入到供电网规划当中,目的是避免电磁环网的出现。电网规划是一个混合整数非线性规划问题,控制变量多、复杂程度高。而考虑电磁环网因素的供电网规划,要求考虑不同电压等级的电网结构相互协调配合的问题,这就更增加了对解空间搜索的难度。论文把这一问题简化为,高压电网确定的情况下考虑低压电网的规划问题,避免了大量的计算,并从根本上解决了问题的求解。
论文以电网分层分区为背景,在详细分析了电磁环网特性的基础上,把电磁环网因素引入的供电网规划模型当中。以投资费用和运行费用最小为目标函数、综合考虑了N-1、过负荷、电磁环网等约束条件,建立了考虑电磁环网因素的电网规划模型。应用遗传算法来实现所建立的电网规划模型,对14节点算例进行分析,取得了满意的结果。
Recently, with the fast development of power network ,the 500KV loop network has been finished, which is conjoined with the existing 220KV loop network , forming an electromagnetic loop with the two voltage levels. With the network becoming strong ,the short circuit current in some substations will exceed the rated value of 220KV circuit breakers. To limit the short circuit current , basing the load level and the network structure of the next year, analysis the schedule of opening the loop, which belong to the operation planning .Except of this ,some people begin to study the problem of electromagnetic loop network from the aspect of long term planning .
The thesis study the characteristic of the electromagnetic loop network, and discuss it deeply. To avoid electromagnetic loop network radically, put the factor of electromagnetic loop network into network planning .It is the typical mixed and integral non-linear planning problem that there are many control variables and the complexity is high. Even the planning with the factor of electromagnetic loop network need to consider the problem of the network with different voltage levels correspond with each other. Thus increase the difficulty of the research the result of space .The problem was transformed into the problem of planning the low-voltage-level network in case of the high-voltage-level network was confirmed, thus decrease the quantity of calculation .
Under the background of realizing the voltage-grading and the district-dividing in the network , this thesis analyze the characteristics of electromagnetic loop network ,and put the factor of electromagnetic loop network into the model of network planning. With the objective function of minimum investment cost and minimum operation cost ,the factor of N-1、overload、electromagnetic loop network ect., a model was present .
论文在总结研究了电磁环网特点的基础上,深化了电磁环网问题的讨论;将电磁环网因素引入到供电网规划当中,目的是避免电磁环网的出现。电网规划是一个混合整数非线性规划问题,控制变量多、复杂程度高。而考虑电磁环网因素的供电网规划,要求考虑不同电压等级的电网结构相互协调配合的问题,这就更增加了对解空间搜索的难度。论文把这一问题简化为,高压电网确定的情况下考虑低压电网的规划问题,避免了大量的计算,并从根本上解决了问题的求解。
论文以电网分层分区为背景,在详细分析了电磁环网特性的基础上,把电磁环网因素引入的供电网规划模型当中。以投资费用和运行费用最小为目标函数、综合考虑了N-1、过负荷、电磁环网等约束条件,建立了考虑电磁环网因素的电网规划模型。应用遗传算法来实现所建立的电网规划模型,对14节点算例进行分析,取得了满意的结果。
Recently, with the fast development of power network ,the 500KV loop network has been finished, which is conjoined with the existing 220KV loop network , forming an electromagnetic loop with the two voltage levels. With the network becoming strong ,the short circuit current in some substations will exceed the rated value of 220KV circuit breakers. To limit the short circuit current , basing the load level and the network structure of the next year, analysis the schedule of opening the loop, which belong to the operation planning .Except of this ,some people begin to study the problem of electromagnetic loop network from the aspect of long term planning .
The thesis study the characteristic of the electromagnetic loop network, and discuss it deeply. To avoid electromagnetic loop network radically, put the factor of electromagnetic loop network into network planning .It is the typical mixed and integral non-linear planning problem that there are many control variables and the complexity is high. Even the planning with the factor of electromagnetic loop network need to consider the problem of the network with different voltage levels correspond with each other. Thus increase the difficulty of the research the result of space .The problem was transformed into the problem of planning the low-voltage-level network in case of the high-voltage-level network was confirmed, thus decrease the quantity of calculation .
Under the background of realizing the voltage-grading and the district-dividing in the network , this thesis analyze the characteristics of electromagnetic loop network ,and put the factor of electromagnetic loop network into the model of network planning. With the objective function of minimum investment cost and minimum operation cost ,the factor of N-1、overload、electromagnetic loop network ect., a model was present .
引文
[1] 金文龙,孙瑜.建设更高电压等级电网研究初读[J].电力设备,2005 年第 4 期.
[2] 史兴华,王敏.国外特高压电网建设实践的启示[J].华东电力,2005 年第 7 期.
[3] 汪耕.我国大型发电机制造技术展望[J].2005 年第 4 期,上海电力.
[4] 张红先,雄信艮.关于全国联网的几点想法[J].电力系统及其自动化学报.2001 年 4 月(第 13卷第 2 期).
[5] 于胜蓉.西电东送和全国联网中应考虑的几个问题[J].东北电力技术,2001 年第 8 期.
[6] 曾德文.实现全国电网互联的基本原则和措施建议[J].中国电力,2000 年 7 月,(第 33 卷第 7期).
[7] 沈根才.论电网结构[J].中国电力,1996 年第 12 期(第 29 卷)
[8] 王梅义,吴竞昌,蒙定中.大电网系统技术[M].第 2 版.北京:水利电力出版社,1995.
[9] 张皖军,尹其云.1996 年电网事故的启示[J].电网技术.1997 年 4 月.
[10] 郭剑波,印永华,姚国灿.1981～1991 年电网稳定事故统计分析[J].电网技术,1994 年 3 月.
[11] 屈靖,郭剑波,“九五”期间我国电网事故统计分析[J] .电网技术,2004 年第 21 期
[12] 张皖军,尹其云,1996 年电网事故的启示[J],电网技术.1997 年第 4 期
[13] 侣蜀明.从美加大停电反思电网生产技术管理的重要性[J].云南电业,2003 年第 9 期.
[14] 徐航等,美加“8.14”大停电教训和启示[J].华东电力,2003 年第 9 期
[15] 卢文鹏.电力系统[M].中国电力出版社.2000 年第 5 期.
[16] 张皖军,尹其云.1996 年电网事故的启示[J].电网技术,1997 年第 4 期.
[17] 鲁宗相.莫斯科“5.25”大停电的事故调查及简析[J].电力设备,2005 年 8 月.
[18] 阮前途.解读莫斯科大停电确保上海电网安全运行[J].华东电力,2005 年第 9 期.
[19] 徐伟华等.莫斯科 5.25 大停电对中国电力市场发展的启示[J].华东电力,2005 年第 7 期.
[20] 水利电力部.电力系统安全稳定导则[S].水利电力出版社.1984 年.
[21] 水利电力部.电力系统技术导则(试行)[S].水利电力出版社.1985 年.
[22] 秦跃进,胡广,汪勇.2005 年湖北电网电磁环网问题研究.华中电力,2002,6(5)
[23] 朱寰,刘国平。江苏 220KV 电网及限制短路电流的探讨。华东电力,2005,vol 33 No 5
[24] 程文钢.1993 年～2002 年广西电网 500/220KV 电磁环网的运行.广西电力,2003,3():60～
[25] 仇玉萍.安徽电网与华东主网联络结线方式分析.华东电力,1994,11
[26] 尚培祥,蔡瑞桔,王昕伟.地区性薄弱电网高低压电磁环网运行可行性分析.电力设备,2004,vol 5,No 4
[27] 林章岁,政春平,吴威.福建电网 500KV/220KV 电磁环网解环运行的可行性研究[J].福建电力与电工,2003 年 6 月(第 23 卷第 2 期).
[28] 秦跃进,汪勇,胡广.2005 年湖北电网电磁环网问题研究[J].华中电力.2002 年第 6 期.
[29] 张斌,徐志生.“西电东送”格局下湖南电网结构及分层分区研究[J].湖南电力,2003 年第 4期(第 23 卷).
[30] 苏志扬.2010 年湖南电网 500/220kV 电磁环网解环探讨[J].华中电力.2003 年第 5 期.
[31] 毛雪雁.浙江电网中远期分层分区安全稳定性分析[J].华东电力.2001 年第 9 期
[32] 翟海保,程浩忠,陈春霖,江峰青,房领峰.输电网络优化规划研究综述[J].电力系统及其自动化学报,2004,16(2):17～23.
[33] 王同文,管霖,许文格.电力网的网架结构优化规划方法[J].继电器.2005,33(21):58~64.
[34] Gellings C W. Sioshansi F P. Demand·Side Management: The Third Wave.Energy Policy Fairmont Press,1995,Vol.23,No 2:111～114;
[35] 王锡凡.电力系统优化规划[M].北京:水利电力出版社,1990 年.
[36] 孔涛,王洪涛,刘玉田等.500KV-220KV 电磁环网开环研究[J].电力系统自动化设备.2003,23(第 12 期):13-16.
[37] 郭佳田,卞蓓蕾,马则良.华东电网 220KV 省际 67 联络线开断的研究[J].电网技术.1996 年 9 月(第 20 卷第 9 期)
[38] 傅业盛,罗惠群.华东电网 500KV/220KV 电磁环网解网分析[J].华东电力.1997 年第 7 期
[39] 胡伟.2004～2005 年江苏电网分层分区运行分析[J].华东电力.2003 年第 8 期
[40] 秦跃进,汪勇,胡广.2005 年湖北电网电磁环网问题研究[J].华中电力.2002 年第 6 期
[41] 成涛,成连生.电力系统的电磁环网运行[J].华中电力,2001,14(6):17-19.
[42] 韩柳,谈顺涛.220KV 终端变电所的 220KV 继电保护配置方案探讨[J].继电器,2005 年第 11期
[43] 李黎.广西电网 500KV、220KV 电磁环网开环点备用电源自动投入装置的研究[J].广西电力,2002.4
[44] 王莉,苏忠阳.220KV 终端线路保护的整定方析[J].继电器,2004,Vol.32 No 20:46~49.
[45] R.L.Sullivan 著.孙少先译.电力系统规划[S].水利电力出版社,1984.
[46] 段刚,余贻鑫.输配电系统综合规划的全局优化算法[J].中国电机工程学报,2002,22(4):108～113.
[47] 余贻鑫,段刚.基于最短路算法和遗传算法的配电网络重构[J].中国电机工程学报,2000 年 9月.
[48] 张洪明,廖培鸿,张焰.城市电网的结构化设计.电力系统自动化,1995,Vol 19 No 7
[49] 张洪明,仲伟忠,廖培鸿.非确定性电网规划——多级决策法.电力系统及其自动化学报,1994,Vol.6 No.2
[50] 毛玉宾,王秀丽,王锡凡.多阶段输电网络最优规划的遗传算法. 电力系统自动化.1998,Vol 22 No 12
[51] 余贻鑫等.城网规划计算机辅助决策系统.电力系统自动化.2000,8
[52] GUO J,YAO G,XU Z ,et al. The investigation on Chinese nationwide interconnected grid in future [A].IEEE PES Winter Meeting[C].Singapore: IEEE PES,2000.6-11.
[53] HAYWARD D ,MILLER J M,BALMAT B M. Operating problems with parallel flows [J].IEEE Trans. on Power Systems,1991,6(3):1024-1034
[54] Abbs M.Abed:“WSCC voltage stability criteria, undervoltage load shedding strategy, and reactive power reserve monitoring methodology”,Power Engineering Society Summer Meeting, 1999 IEEE Vol.1: 18-22
[55] 刘开第,吴和琴等.不确定性信息数字处理及应用[M].北京:科学出版社,1999
[56] 朱海峰,程浩忠,张焰等.利用盲数进行电网规划的潮流计算方法[J].中国电机工程学报,2001,21(8):71~78
[57] 程浩忠等.多目标电网规划的分层最优化方法[J].中国电机工程学报,2003,23(10).
[2] 史兴华,王敏.国外特高压电网建设实践的启示[J].华东电力,2005 年第 7 期.
[3] 汪耕.我国大型发电机制造技术展望[J].2005 年第 4 期,上海电力.
[4] 张红先,雄信艮.关于全国联网的几点想法[J].电力系统及其自动化学报.2001 年 4 月(第 13卷第 2 期).
[5] 于胜蓉.西电东送和全国联网中应考虑的几个问题[J].东北电力技术,2001 年第 8 期.
[6] 曾德文.实现全国电网互联的基本原则和措施建议[J].中国电力,2000 年 7 月,(第 33 卷第 7期).
[7] 沈根才.论电网结构[J].中国电力,1996 年第 12 期(第 29 卷)
[8] 王梅义,吴竞昌,蒙定中.大电网系统技术[M].第 2 版.北京:水利电力出版社,1995.
[9] 张皖军,尹其云.1996 年电网事故的启示[J].电网技术.1997 年 4 月.
[10] 郭剑波,印永华,姚国灿.1981～1991 年电网稳定事故统计分析[J].电网技术,1994 年 3 月.
[11] 屈靖,郭剑波,“九五”期间我国电网事故统计分析[J] .电网技术,2004 年第 21 期
[12] 张皖军,尹其云,1996 年电网事故的启示[J],电网技术.1997 年第 4 期
[13] 侣蜀明.从美加大停电反思电网生产技术管理的重要性[J].云南电业,2003 年第 9 期.
[14] 徐航等,美加“8.14”大停电教训和启示[J].华东电力,2003 年第 9 期
[15] 卢文鹏.电力系统[M].中国电力出版社.2000 年第 5 期.
[16] 张皖军,尹其云.1996 年电网事故的启示[J].电网技术,1997 年第 4 期.
[17] 鲁宗相.莫斯科“5.25”大停电的事故调查及简析[J].电力设备,2005 年 8 月.
[18] 阮前途.解读莫斯科大停电确保上海电网安全运行[J].华东电力,2005 年第 9 期.
[19] 徐伟华等.莫斯科 5.25 大停电对中国电力市场发展的启示[J].华东电力,2005 年第 7 期.
[20] 水利电力部.电力系统安全稳定导则[S].水利电力出版社.1984 年.
[21] 水利电力部.电力系统技术导则(试行)[S].水利电力出版社.1985 年.
[22] 秦跃进,胡广,汪勇.2005 年湖北电网电磁环网问题研究.华中电力,2002,6(5)
[23] 朱寰,刘国平。江苏 220KV 电网及限制短路电流的探讨。华东电力,2005,vol 33 No 5
[24] 程文钢.1993 年～2002 年广西电网 500/220KV 电磁环网的运行.广西电力,2003,3():60～
[25] 仇玉萍.安徽电网与华东主网联络结线方式分析.华东电力,1994,11
[26] 尚培祥,蔡瑞桔,王昕伟.地区性薄弱电网高低压电磁环网运行可行性分析.电力设备,2004,vol 5,No 4
[27] 林章岁,政春平,吴威.福建电网 500KV/220KV 电磁环网解环运行的可行性研究[J].福建电力与电工,2003 年 6 月(第 23 卷第 2 期).
[28] 秦跃进,汪勇,胡广.2005 年湖北电网电磁环网问题研究[J].华中电力.2002 年第 6 期.
[29] 张斌,徐志生.“西电东送”格局下湖南电网结构及分层分区研究[J].湖南电力,2003 年第 4期(第 23 卷).
[30] 苏志扬.2010 年湖南电网 500/220kV 电磁环网解环探讨[J].华中电力.2003 年第 5 期.
[31] 毛雪雁.浙江电网中远期分层分区安全稳定性分析[J].华东电力.2001 年第 9 期
[32] 翟海保,程浩忠,陈春霖,江峰青,房领峰.输电网络优化规划研究综述[J].电力系统及其自动化学报,2004,16(2):17～23.
[33] 王同文,管霖,许文格.电力网的网架结构优化规划方法[J].继电器.2005,33(21):58~64.
[34] Gellings C W. Sioshansi F P. Demand·Side Management: The Third Wave.Energy Policy Fairmont Press,1995,Vol.23,No 2:111～114;
[35] 王锡凡.电力系统优化规划[M].北京:水利电力出版社,1990 年.
[36] 孔涛,王洪涛,刘玉田等.500KV-220KV 电磁环网开环研究[J].电力系统自动化设备.2003,23(第 12 期):13-16.
[37] 郭佳田,卞蓓蕾,马则良.华东电网 220KV 省际 67 联络线开断的研究[J].电网技术.1996 年 9 月(第 20 卷第 9 期)
[38] 傅业盛,罗惠群.华东电网 500KV/220KV 电磁环网解网分析[J].华东电力.1997 年第 7 期
[39] 胡伟.2004～2005 年江苏电网分层分区运行分析[J].华东电力.2003 年第 8 期
[40] 秦跃进,汪勇,胡广.2005 年湖北电网电磁环网问题研究[J].华中电力.2002 年第 6 期
[41] 成涛,成连生.电力系统的电磁环网运行[J].华中电力,2001,14(6):17-19.
[42] 韩柳,谈顺涛.220KV 终端变电所的 220KV 继电保护配置方案探讨[J].继电器,2005 年第 11期
[43] 李黎.广西电网 500KV、220KV 电磁环网开环点备用电源自动投入装置的研究[J].广西电力,2002.4
[44] 王莉,苏忠阳.220KV 终端线路保护的整定方析[J].继电器,2004,Vol.32 No 20:46~49.
[45] R.L.Sullivan 著.孙少先译.电力系统规划[S].水利电力出版社,1984.
[46] 段刚,余贻鑫.输配电系统综合规划的全局优化算法[J].中国电机工程学报,2002,22(4):108～113.
[47] 余贻鑫,段刚.基于最短路算法和遗传算法的配电网络重构[J].中国电机工程学报,2000 年 9月.
[48] 张洪明,廖培鸿,张焰.城市电网的结构化设计.电力系统自动化,1995,Vol 19 No 7
[49] 张洪明,仲伟忠,廖培鸿.非确定性电网规划——多级决策法.电力系统及其自动化学报,1994,Vol.6 No.2
[50] 毛玉宾,王秀丽,王锡凡.多阶段输电网络最优规划的遗传算法. 电力系统自动化.1998,Vol 22 No 12
[51] 余贻鑫等.城网规划计算机辅助决策系统.电力系统自动化.2000,8
[52] GUO J,YAO G,XU Z ,et al. The investigation on Chinese nationwide interconnected grid in future [A].IEEE PES Winter Meeting[C].Singapore: IEEE PES,2000.6-11.
[53] HAYWARD D ,MILLER J M,BALMAT B M. Operating problems with parallel flows [J].IEEE Trans. on Power Systems,1991,6(3):1024-1034
[54] Abbs M.Abed:“WSCC voltage stability criteria, undervoltage load shedding strategy, and reactive power reserve monitoring methodology”,Power Engineering Society Summer Meeting, 1999 IEEE Vol.1: 18-22
[55] 刘开第,吴和琴等.不确定性信息数字处理及应用[M].北京:科学出版社,1999
[56] 朱海峰,程浩忠,张焰等.利用盲数进行电网规划的潮流计算方法[J].中国电机工程学报,2001,21(8):71~78
[57] 程浩忠等.多目标电网规划的分层最优化方法[J].中国电机工程学报,2003,23(10).
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |