计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配

王强钢; 郭莹霏; 莫复雪; 周念成; 雷超

doi:10.7500/AEPS20230203004

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计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配
- Optimal Load Distribution of Urban High-voltage Distribution Network Considering Short-term Emergency Loading of Transformer
- 电力系统自动化 2023年47卷第19期页码：106-115
- 作者机构：
  
  1.输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学),重庆市 400044
  2.国网重庆市电力公司市北供电分公司,重庆市 401147
  3.香港理工大学电机电子工程系,香港 999077
- 作者简介：
  
  王强钢(1987—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：电力系统运行与控制、电力系统自动化。E-mail：yitagou@cqu.edu.cn
  郭莹霏(1999—)，女，硕士研究生，主要研究方向：电力系统优化运行和电能质量。E-mail：guoyingfei@cqu.edu.cn
  莫复雪(1997—)，女，硕士，主要研究方向：电力系统优化运行和电能质量。E-mail：mofuxue@hotmail.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金委员会-国网电网公司智能电网联合基金资助项目(U1866603)
- DOI：10.7500/AEPS20230203004
  中图分类号：
- 收稿：2023-02-03，
  
  修回：2023-06-26，
  
  网络出版：2023-09-06，
  
  纸质出版：2023-10-10
- 稿件说明：
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王强钢,郭莹霏,莫复雪等.计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配[J].电力系统自动化,2023,47(19):106-115.

WANG Qianggang,GUO Yingfei,MO Fuxue,et al.Optimal Load Distribution of Urban High-voltage Distribution Network Considering Short-term Emergency Loading of Transformer[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(19):106-115.
王强钢,郭莹霏,莫复雪等.计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配[J].电力系统自动化,2023,47(19):106-115. DOI： 10.7500/AEPS20230203004.

WANG Qianggang,GUO Yingfei,MO Fuxue,et al.Optimal Load Distribution of Urban High-voltage Distribution Network Considering Short-term Emergency Loading of Transformer[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(19):106-115. DOI： 10.7500/AEPS20230203004.

摘要

为深度挖掘变压器在

-1故障短时过载工况下的紧急支撑能力，保障城市电网在该工况下的供电可靠性，提出一种计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配模型。首先，推导变压器的绕组热点温度、顶层油温参数计算式。在此基础上，引入变压器短期急救负载耐受时间及约束，构建短期急救负载下以负载系数、耐受时间为决策变量的变压器过载能力非线性约束，利用凸包方法将其线性化。结合高压配电网典型拓扑约束、有功功率平衡约束等组成约束集，以变压器短期急救负载耐受时间和最大、110 kV线路开关操作次数及220 kV变压器有功切负荷量最小为目标函数，提出计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配模型。该模型为混合整数线性规划问题，采用Cplex工具箱进行求解。最后，通过实际220 kV/110 kV城市电网仿真分析，验证了所提模型的有效性。

Abstract

To deeply excavate the emergency support capacity of the transformer under

-1 fault short-term overload conditions and ensure the power supply reliability of urban power grids

an optimal load distribution model of urban high-voltage distribution network considering short-term emergency loading of the transformer is proposed. First

the calculation formulas of winding hot spot temperature and top oil temperature parameters of the transformer are derived. On this basis

the tolerance time and constraints of short-term emergency loading of the transformer are introduced

and the nonlinear constraints of transformer overload capacity under short-term emergency loading are constructed with load coefficient and tolerance time as decision variables

and linearized by the convex hull method. Combining the topology constraints and active power balance constraints of a high-voltage distribution network to form a constraint set

an optimal load distribution model of urban high-voltage distribution network considering the short-term emergency loading of transformers is proposed with the objective function of the maximum tolerance time of short-term emergency loading of the transformer

the minimum number of switching operations of 110 kV lines

and the minimum active load shedding of 220 kV transformers. The model is formulated as a mixed-integer linear programming problem and is solved using the Cplex toolbox. Finally

the validity of the proposed model is verified by the simulation analysis conducted on an actual 220 kV/110 kV urban power grid.

关键词

Keywords

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