浅谈电力系统网架结构规划优化

浅谈电力系统网架结构规划优化

随着电力系统的快速发展,有关网架结构的传统计算方法已经不能满足现代规划的需求,需要通过全新的方式对结构规划进行全新的优化。电力系统网架结构的优化是多阶段、离散性的规划问题,需要按照电网所具有的特点采取针对性的数学模型进行计算。文章主要探讨了电网网架结构存在的问题,同时对相关问题进行了规划优化,希望能够给相关人士提供参考。

随着电力体制改革的逐渐深入,电力系统的运营正在向着市场化的方向逐渐迈进。在此背景下要想提升电力企业的竞争力,就需要在确保电力系统安全性的前提下最大程度的降低电网建设以及运行中的成本。电网规划所要做的工作就是要遵照上述原则的基础上来制定年度电网网架结构以及其他方面的规划。所以电网网架结构的优化已经成为了电网发展的最主要问题,直接决定着电网的建设成本和安全性,因此对网架结构规划进行优化是非常有意义的。

1 电网网架结构规划优化的基本原则

1.1 安全稳定的原则

电力系统网架结构优化最基本的原则就是确保系统的安全稳定。当用电量出现大幅度上升时,要按照科学合理的方式将部分电量进行转移,保证电力线路功能处在正常状态。就算某一线路发生相应故障也不会影响到其他线路的正常供电。

1.2 电压等级分配原则

电力系统中电压等级的分配直接决定着电网系统的供电能力,同时也会对电网后期的运行维护成本具有较大影响。

1.3 服务模式多样化原则

电力系统服务的对象分布在不同的领域,每个用户都有其自身的需求特点,这样就需要电网结构具有多种运行模式,能够满足用户不同的用电需求。在此基础上要保证电力系统能够正常的发挥出相应的作用,只有这样才能够充分体现出网架结构优化带来的作用。

2 电网网架结构规划优化的方式

2.1 电力系统网架结构优化的相关内容

第一,要对不同区域、不同空间的电力网架线路构造进行充分的分析,例如分析所用电缆、绝缘导线等的不同,要确定好不同区域范围内所需要的供电量等内容,为科学合理的网架结构优化提供参考。

第二,对于配网主干线路长宽的确定。在电力系统中,配网是和电力用户较为接近的电网架构,主要传送的是经过一定程度降压之后的电压,这就使得主干线路的长宽直接影响着供电末端电压大小情况和配电所具有的安全性以及稳定性,甚至会影响电网线路的使用寿命。这就需要通过区域来划分单位,从而形成主干线长、宽的记录。

第三,对于电网线路使用时间的分析。电网线路使用时间的长短会在很大程度上决定着系统整体的安全性和稳定性,尤其是随着电力需求量的不断上升,某些线路的长时间使用一定会造成相应的破损老化现象,这会严重影响供电安全性,尤其是电力过载时危险性更大。

2.2 电力系统网架结构优化中GIS技术的应用

电力系统是较为复杂的、综合性的系统,包括不同的组成部分,例如输电网、配电网以及变电站等等,每个部分都有各自的特点,同时有自身的地理坐标。这些地理数据信息都需要某个系统来对其进行集中分析处理,这就需要采用GIS技术。GIS技术能够对空间地理信息数据进行采集、存储以及分析处理,同时也具有空间信息定位和查询的功能,这样就能够给网架结构优化提供技术支持。

GIS技术能够在网架结构优化中发挥有效作用的基础是建立起GIS的空间数据库,较为科学的方式就是按照网架结构所具有的特点设计出GIS软件数据结构模型,例如在网架结构设计时要以道路为基准进行分段,从而将单条道路形成折线,使得道路段位于拐点间或者位于障碍点间。

2.3 以GIS技术为基础的电力系统网架结构优化策略

第一,加快数据可视化发展。电力系统通过GIS技术能够搜集到各个电力设备的地理信息,这样就能够形成完成的屏幕坐标系统,使其能够通过电脑屏幕很形象的展现出来。与此同时也能够将所有的数据信息进行统一储存,并且能够在屏幕中的不同位置标示出不同设备所在的地理坐标以及空间分布信息等。

配电网的节点主要是负荷点,所以要以负荷点作为中心进行网架结构规划设计。要将所有的计算数据信息集中进行数据库录入,同时对于搜集到的数据进行相应的可视化处理,通过显示屏展示出不同负荷点所具有的分布特征,以此作为基础来进行分区的规划设计,同时将负荷点作为界限来划分所要优化的区域,之后可以地理实物分布为基础得到不同分区衔接位置的地理坐标,这样就能够对不同的区域进行科学合理的规划设计。

第二,对于分区主线位置的确定。相对于空间较为狭小的城市市区来说,郊区或者是乡镇区域具有更加广阔的地理空间,能够有更加充足的街道空间进行主线的位置的确定。最佳的主线位置应是距离负荷点最近的直线,按照不同分区相关负荷点地理空间不同,可以通过相应的函数“y=kx+b(k≠0)”来计算得到分区内主线的明确位置,通过计算K值的大小表示的就能够此函数主线的斜率,这样就能够得到倾斜的角度,从而进行主干线的定位。

第三,对于负荷点链接模式的确定。主要是以初期确定的规划最为参照来获得负荷点的链接模式。在实际操作中主要是以主线作为参照,通过节点进行划线,这样就能够和主线保持平行。在划线之后就会形成各边和主干线相平行的四边形,以此作为基础进行相应的计算就会得到此节点和负荷点间的距离,之后就能够得到主干线和节点之间的距离,这些距离中最小的就是负荷点的链接模式。

第四,对于最初网架结构的计算。在进行最初网架结构计算时要首先忽略功率方面的消耗,而是要以负荷值作为基本的参照来进行计算,从而获得配网架构的初始功率,之后再按照功率的消耗情况来选择适合的导线。另外也可以通过相应的公式进行对应的检验,公式为:UmaxUiUmin(i=1、2、3);Pij<0.5Pijmax(i,j=1、2、3)。

此式中,Umin表示的是不同节点所具有的最小电压;Umax表示的是不同节点所具有的最大电压;Ui表示的是不同节点的实际电压值;Pij表示的是i、j所代表的不同线路节点的功率;Pijmax表示的是优化线路所能承受的最大功率。

一般情况下,普通线路的负荷极值都会达到线路负荷的50%以上,若是所得数据符合上述公式,那么就表示线路满足标准要求。反之就要更换合适的导线,之后再通过此公式进行检验。

第五,对于分区电力网架结构的修正。对于负荷点的准确定位能够影响到分区主线的选择,同时线路所具有的负荷量以及负荷的分布情况也会对主线的良好定位造成影响。所以在进行主线修复过程中最主要的是要确定电源点的位置,确保其处在主线之上。若是电源点偏离了主线就要进行主线位置调整,保证电源点位于其上,这样就能够进行负荷的分解,从而形成i区段负荷以及j区段负荷,分别计算出不同区段负荷值,之后对其进行对比。若是SiSj,就需要对主线向着i的方向调整。通过此种方式再结合上述的一次函数就能够得到网架结构的优化方案。

3 结束语

对于电力系统网架结构规划进行优化就是要提升电网系统整体的运行效率,并且提升供电服务的质量。要以这些内容为核心进行相应的优化,优化过程中要通过科学合理的现代化技术来确保达到预期的效果,从而推动电力系统进一步发展。