基于LCC理论的含源配电网状态检修策略研究

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近年来,坚强智能电网相关工作稳步推进,电力行业发展迅猛,电力系统规模不断扩大,在众多检修方式中,状态检修具有精准、高效、经济等特点,被广泛应用于生产实践中。与此同时,各行各业都在朝着“碳达峰、碳中和”目标而努力,在配电网中大规模接入分布式电源便是有效举措之一,这也给电力行业提出了新的要求,因此,本文在总结配电网状态检修策略已有成果的基础上,针对含分布式电源配电网的状态检修策略进行研究,主要内容如下:分析研究了配电网设备状态评价及两种常见的检修技术。在《配电设备状态评价导则》的基础上,基于健康指数理论对我国配电网设备状态进行评价,然后根据设备当前状态求解故障率,考虑在役龄回退因子的作用下,对设备故障率进行修正。具体介绍了两种常见检修技术:基于风险评估的配电设备状态检修原理、基于设备LCC的状态检修原理,为后文建立检修决策优化模型奠定基础。提出了基于改进Prim算法的分布式电源孤岛运行划分方案。考虑到配电网中存在分布式电源,会对制定检修计划产生影响,再结合分布式电源在孤岛运行时需要满足的要求,从三种分布式电源孤岛运行模式中,选取多用户孤岛运行模式进行本文后续的研究,罗列比较了多种常见的分布式电源孤岛运行模型划分方法的特点。最后,本文先利用广度优先算法搜索功率圆,然后利用改进的Prim算法在功率圆内搜索出符合要求的功率树,得出合理的孤岛划分方案。以接入分布式电源的美国PG&E69节点配电系统为算例,将本文孤岛划分方法与已有文献中的两种方法进行对比,证明了本文采用的孤岛划分策略的有效性与可行性。建立了基于设备全寿命周期成本的含源配电网检修决策优化模型。本文模型考虑了配电网中存在分布式电源可能产生电气孤岛影响检修计划,并将全寿命周期成本技术引入配电网检修决策优化中。相较于传统配电网,主动配电网的检修成本和故障成本中均需要考虑分布式电源购电成本以及环境效益等,故本文所提出的模型实质上是针对以上成本最小为目标,研究如何优化配网设备的检修时间与检修方式,得到各待修设备在其全寿命周期内的检修计划,实现设备LCC最小的目标。最后采用量子粒子群算法,通过改进的IEEERBTS bus2配电网可靠性测试系统,验证了模型的合理性及科学性。
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