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配电网抗灾变性分析及大面积断电快速恢复

作　者: 徐精求
导　师: 刘健
学　校: 西安科技大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 配电网抗灾变能力安全分析故障恢复扩展规划网络重构开关操作顺序
分类号: TM755
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

为了评价配电网的坚强程度、发现配电网的关键环节、薄弱环节和“瓶颈”、有针对性地进行扩展规划和在紧急情况下避免长时间大面积停电,本文开展了下列工作:提出了突出评价配电网在灾害性事故后的应变能力的配电网抗灾变性指标,包括配电网架抗灾变率、配电网静态安全率、配电网的抗灾变系数和配电网的综合抗灾变性等,分别反映了网架结构的抗灾变能力、电气设备极限容量的限制和配电网总体抗灾变能力。并将负荷随时间变化因素、负荷的不确定性和各假想故障的权重差别等因素纳入考虑。提出了基于最小配电区域为单位设置故障进行的配电网抗灾变性分析流程和配电网抗灾变性分析结果的展现形式,能够清晰地发现配电网的关键环节、薄弱环节以及“瓶颈”。提出了以甩负荷量最小为目标的启发式配电网络重构方法,其要点包括独立分闸操作及其判断方法、线路最小甩负荷策略生成、连通系最小甩负荷批量负荷转移策略生成等。提出了以甩负荷量最小为目标的改进禁忌搜索配电网络重构方法:该方法以分闸开关的集合作为候选解,并在末梢点处和电源点旁补充定义了虚拟分闸节点,以将各个分闸开关的位置向其上游或下游移动为邻域搜索策略。前者具有计算量较少的的优点,后者具有能够处理比较复杂的目标函数和约束条件的特点。提出了基于配电网抗灾变性分析的配电网最优扩展规划的启发式方法,该方法根据发现的配电网的关键环节、薄弱环节和“瓶颈”,有针对性地列出改造策略,以总甩负荷量最小为目标,以允许的扩展投资总额和允许的电压限值为约束条件,采用启发式规则进行迭代得出最终的扩展规划方案。提出了将当前运行方式安全地过渡到期望方式的操作步骤生成方法:将待操作的开关分为两类,并以操作过程中尽快恢复停电损失大的负荷供电和不产生闭环及过负荷为原则,得出大面积断电时的供电恢复过程和故障修复后返回正常过程中的开关操作顺序表。此外,还在已有的配电网简化模型基础上扩充了母线结构,考虑负荷不确定性时将各个区域负荷看作正态分布的随机变量,建立随机负荷模型,可以满足进行确定负荷条件下和不确定负荷条件下的配电网抗灾变性分析的需要。基于本文的研究成果,研制成功一套配电网大面积断电快速恢复系统,已经应用于实际当中,对于更好地建设和完善公共电网和矿区电网使之更加坚强可靠、避免长时间大面积停电对人民生活和煤炭安全生产的严重危害和影响发挥了重要作用。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-15
1 绪论  15-27
  1.1 选题的意义  15-17
  1.2 研究现状  17-26
    1.2.1 配电网坚强性评价方面研究现状  17-18
    1.2.2 配电网优化规划研究现状  18-19
    1.2.3 配电网故障处理研究现状  19-23
    1.2.4 配电网络重构的研究现状  23-26
  1.3 本文的主要工作  26-27
2 配电网的简化模型及其改进  27-38
  2.1 改进的配电网简化模型  27-30
  2.2 配电网拓朴分析  30-33
  2.3 配电网的负荷模型  33-37
  2.4 本章小结  37-38
3 配电网抗灾变性指标  38-47
  3.1 负荷确定情形下的配电网抗灾变性指标  38-41
    3.1.1 负荷确定情形下单一假想故障发生后的配电网抗灾变性指标  38-40
    3.1.2 负荷确定情形下配电网的综合抗灾变性评价指标  40-41
  3.2 考虑负荷不确定性时的配电网抗灾变性评价指标  41-46
    3.2.1 考虑负荷不确定性时的配电网的静态安全程度指标  41-42
    3.2.2 考虑负荷不确定性时的配电网的抗灾变性分析指标  42-43
    3.2.3 考虑负荷随时间变化的配电网抗灾变性评价指标  43-44
    3.2.4 考虑故障权重的配电网平均抗灾变性指标  44-46
  3.3 本章小结  46-47
4 配电网抗灾变性分析  47-67
  4.1 配电网抗灾变性分析流程  47-49
  4.2 配电网抗灾变性分析结果展示表  49-52
  4.3 实例  52-66
  4.4 本章小结  66-67
5 以甩负荷量最小为目标的配电网络重构方法  67-83
  5.1 以甩负荷量最小为目标的启发式配电网络重构方法  67-75
    5.1.1 甩负荷方案特征值和甩负荷策略参数  67-68
    5.1.2 独立分闸  68-69
    5.1.3 目标函数和约束条件  69
    5.1.4 主要流程  69-73
    5.1.5 算例  73-75
  5.2 以甩负荷量最小为目标的改进禁忌搜索配电网络重构方法  75-82
    5.2.1 基本原理  76-80
    5.2.2 算例  80-82
  5.3 本章小结  82-83
6 基于抗灾变性分析的配电网扩展规划  83-99
  6.1 发现关键环节和确保关键环节可靠  83-84
  6.2 发现薄弱环节和加强薄弱环节  84-85
  6.3 发现“瓶颈”和扩充“瓶颈”  85-86
  6.4 候选扩展规划措施集合  86-87
  6.5 最优扩展规划  87
  6.6 最优扩展规划的启发式算法  87-88
  6.7 实例  88-98
  6.8 本章小结  98-99
7 紧急状态下大面积断电快速恢复  99-113
  7.1 引言  99
  7.2 网络重构过程中开关操作顺序的生成  99-104
  7.3 其他应用问题  104-107
  7.4 在某配电网中的实际应用  107-112
  7.5 本章小结  112-113
8 结论  113-116
  8.1 结论  113
  8.2 主要创新  113-115
  8.3 展望  115-116
致谢  116-117
参考文献  117-130
附录  130-145

配电网抗灾变性分析及大面积断电快速恢复

内容摘要

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