配電系統(tǒng)規(guī)劃全壽命周期管理理論和方法研究.pdf

1、配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，同發(fā)達國家相比，我國配電系統(tǒng)建設相對落后、投入不足，隨著我國經濟的持續(xù)高速發(fā)展，配電系統(tǒng)在將來的一段時間內有很大的發(fā)展空間。由于配電系統(tǒng)具有系統(tǒng)性、長期性的特點，運營維護階段發(fā)生的費用在配網全壽命周期成本中占很大比重。從全壽命周期管理的角度出發(fā)，深入分析配電系統(tǒng)規(guī)劃、運營階段的各種成本，優(yōu)化規(guī)劃設計方案，在保證配電系統(tǒng)安全、可靠的前提下，最大限度地發(fā)揮配電系統(tǒng)潛力，實現(xiàn)配電系統(tǒng)全壽命周期成本最小化和經

2、濟與社會效益最大化，是當前配電系統(tǒng)規(guī)劃和運行人員急需解決的問題，對構建安全可靠、運行經濟的配電系統(tǒng)來說具有十分重要意義。本文將全壽命周期管理理論應用在配電系統(tǒng)規(guī)劃方案優(yōu)化的各個環(huán)節(jié)中，主要研究內容如下:
　　 1.深入分析配電系統(tǒng)規(guī)劃建設及運行管理的整個過程，對配電系統(tǒng)規(guī)劃方案的全壽命周期進行階段劃分，建立配電系統(tǒng)規(guī)劃方案的全壽命周期成本模型，提出配電系統(tǒng)規(guī)劃方案全壽命周期各成本計算方法和規(guī)劃方案經濟評價方法，為全壽命周期管理理

3、論在配電系統(tǒng)規(guī)劃中的應用奠定理論基礎。
　　 2.基于設備全壽命周期成本(Life Cycle Cost，簡稱LCC)建立配電變電站選址定容新模型，模型同時考慮變電站上級輸電網、下級配電網、變電站的初始投資、運行維護成本、故障損失、廢棄成本，以LCC最低的方案為最佳規(guī)劃方案，協(xié)調規(guī)劃方案的可靠性與經濟性，使得規(guī)劃方案在滿足可靠性要求的同時經濟性最優(yōu)，規(guī)劃結果更科學，更符合實際。利用ArcGIS空間分析功能來處理選址定容過程中地理

4、因素的限制，提高規(guī)劃效率。提出將k均值聚類分析與多種群隨機粒子群算法相結合的改進算法對上述模型進行求解，該算法克服了傳統(tǒng)粒子群優(yōu)化算法早熟現(xiàn)象，全局尋優(yōu)能力得到顯著提高。
　　 3.基于設備全壽命周期成本LCC建立配電網網架及分段開關布置規(guī)劃新模型，規(guī)劃模型同時考慮了規(guī)劃方案初始投資、運行維護成本、故障成本、廢棄成本，使得規(guī)劃方案不僅滿足經濟上的最優(yōu)，而且兼顧一定的可靠性水平。建立了配電網用戶停電持續(xù)時間與停電損失模型，該模型能

5、反映停電頻率、停電持續(xù)時間及停電電量對停電成本的綜合影響，能更科學準確地計算出停電損失成本。提出將均值聚類與隨機粒子群算法相結合的改進離散粒子群算法，應用該算法對上述模型進行求解，克服了粒子群優(yōu)化算法(PSO)的早熟現(xiàn)象，提高算法的全局尋優(yōu)能力。
　　 4.建立以配電網無功補償設備全壽命周期收益凈現(xiàn)值為目標函數(shù)的配電網無功優(yōu)化數(shù)學模型，該模型直觀地反映了補償方案的降損節(jié)能收益能力。利用聚類排擠小生境遺傳算法對配電網無功規(guī)劃進行求

6、解，通過調整聚類距離控制收斂到的小生境數(shù)目，提高了算法的全局尋優(yōu)能力和解的穩(wěn)定性。
　　 5.提出以配電饋線為基本單元的配電網設備全壽命周期安全、效能、成本管理的方法，建立基于年度安全效能成本指標的配電網規(guī)劃方案評價模型，結合配電系統(tǒng)特點對模型中的安全指標進行了定義，給出了配電設備及配電網絡的全壽命周期各成本計算方法。上述模型既考慮了規(guī)劃方案的LCC值，還兼顧了規(guī)劃方案的安全效能值，克服了基于LCC方法的配電網規(guī)劃方案評價中不能