Вибір оптимальної конфігурації розподільних електричних мереж

Abstract

The article presents algorithms for optimizing the configuration of distribution electric grids according to the criterion of minimum losses of active power and reliability indicators, taking into account the limitations: the maximum permissible devia-tion of the voltage in the load nodes and the maximum permissible value of the current in the power transmission lines.The optimization algorithm of a separate feeder based on the minimum active power loss criterion, which is based on the sensitivity analysis of the reduction of active power losses or electricity losses, is considered. The optimization procedure, which consists in closing the chord and opening the branch of the tree, is based on choosing to open the most distant branch that is included in this independent circuit (the chord and the branch that is opened are located on the branches thatare connected to the same node). The initial orientation when ing branches for opening is based on the calculation of the closed grid. Branches with relatively small currents are defined as potentially optimal for opening. To automatically de-termine the structure of the feeder tree, a matrix of contours is used, which are represented by a list of branches included in the contours. The exchange of branches is carried out according to the affiliation of chords and branches potentially optimalfor opening to the same circuits.Since 10 kV distribution grids, as a rule, function as radial grids with installed open line disconnectors for redundant con-nection of feeders to each other, this algorithm can be applied to optimize a group of feeders. The paper presents the opti-mization algorithm of several feeders on the example of Khmelnytskyi REM according to the criterion of minimum electricity losses and indicators of reliability of electricity supply to consumers. The optimization algorithm of several feeders is based on the optimization algorithm of a single feeder, supplemented by a check of restrictions on the maximum values of voltage losses in load nodes and maximum load currents of power transmission lines.

Розглянутоалгоритми оптимізації конфігурації розподільних електричних мереж за критерієм мі-німуму втрат активної потужності, і показників надійності, з урахуванням обмежень: максимального допустимого відхилення напруги у вузлах навантаження та максимального допустимого значення струму в лініях електропередачі. Запропоновано алгоритм оптимізації окремого фідера за критерієм мінімуму втрат активної по-тужно сті, якийоснований на аналізі чутливості зменшення втрат активної потужності або втрат електроенергії. Процедура оптимізаціїполягає у замиканні хорди і розмиканні вітки дереваіґрун ту-ється на виборі для розмикання найвіддаленішої вітки, щовходить в так ий незалежний контур (хор-да і вітка, яка розмикається, знаходяться на суміжних відгалуженнях). Початкова орієнтація у разівиборувіток для розмикання виконується на основі розрахунку замкнутої мережі. Вітки з відносно малими струмами визначаються як потенційно оптимальні для розмикання. Для автоматичного визначення структури дерева фідера використано матрицю контурів, які представлені списком ві-ток, що входять в контури. Обмін вітками здійснюється за належністю хорд і потенційно оптималь-них для розмикання віток до тих самих контурів. Оскільки розподільні мережі 10 кВ, зазвичай, функціонують як радіальні мережі зівстановленими розімкненими лінійними роз`єднувачами для резервного зв`язку фідерів між собою, то цей алгоритм можна застосувати для оптимізації групи фідерів. В роботі описано алгоритм оптимізації декількох фідерів на прикладі Хмельницького РЕМ за критерієм мінімуму втрат електроенергії та показниками надійності електропостачання споживачів. Алгоритмоптимізації декількох фідерів основ ано наал-горитм іоптимізації окремого фідера, доповненогоперевіркою обмежень щодо максимальних значень втрат напруги у вузлах навантажень і максимальних струмів навантаження ліній електропередачі.