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2.2各种用电行为
本文1中所描述的在配电网智能化过程中发生的各种变化情况,对负荷预测带来了许多新的挑战。例如,2030年的电动汽车数量、储能电池市场竞争力和分布式电源对电网容量需求的影响等,都是很难回答的问题,要得出相关的结论具有很大的不确定性。应该提醒的是,现在规划建设的电网在2050年仍将使用。因此,配电网规划方案应该具有灵活性,以便在获得较为准确的负荷数据的条件下必要时可以修改该规划方案。
与传统运行方式相比,智能电网环境条件下的各种运行方式都会对配电网所传输的功率和电量产生不同的影响(见图3),其中多数运行方式会减少电网峰荷的运行时间。例如,某个用户的自发电(见图中的K点)可能会降低电网传输的电量,但一般不会减少电网的峰荷。在负荷低谷时段,当太阳能电池板的供电功率超过的峰荷时,该用户的自发电甚至可能会增加电网的峰荷。另外,值得指出的是,与普通电力相比,分布式电源出力的随机性会造成有时其发电很不均匀,例如某些地区在晴朗中午时的所有太阳能电池板都会同时产生最大功率,这样的实际案例在德国已有报道。
图3 不同运行方式对配电网功率和电量的影响
3配电网规划的目标、任务及其相互关系
3.1规划的任务、目标和费用
配电网规划包括以下几类任务:战略规划、长期规划、目标规划(网络设计)、现场规划、电网结构规划以及工作计划等。其中,网络设计的时间跨度可达数十年,例如新建一条110kV线路,其建设区域在20~30年前就要规划预留,而具体实施可能要到今年才开始执行。
在所有的规划阶段,规划目标就是找到技术上可行的解决方案,使得规划期限内总成本最小化。规划目标可表征为现值的最小化,现值包括规划期内发生的投资费用、损耗费用、停电损失费用和运维费用,目标函数用式(1)表示,代表规划期内年成本现值的总和。
式中:Kinv为规划期年的投资费用;Kloss为规划期年的损耗费用;Kout为规划期T年的停电损失费用;Kmain为规划期年的维护费用;T为规划期年限。
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