基于多目标优化的TN-C系统接地配置的研究

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近年来,随着我国对配电网建设的投入不断加大,配电网发展取得显著成效。但是,由于低压配电网在我国城乡区域发展不平衡,使得部分农村地区用户用电的安全性以及可靠性均低于城市配电网,尤其是城镇与农村的低压配电网接地系统存在安全性不高的问题。在福建省低压配电网的接地型式中,TN-C系统因其不用安装总保、可节省一根线的投资而受到供电部门的推崇,但在使用TN-C系统时,需要做好重复接地措施。为此,本文从经济、安全等多目标出发对TN-C系统的接地开展优化配置研究。本文阐述了低压配电网的几种配置型式,比较了各种不同配置型式的特点。对不同故障下TN-C系统的安全性进行分析。综合考虑经济性和安全性,提出将TN-C系统零线进行重复接地的方法。该方法主要是建立了TN-C系统接地配置的多目标函数及优化模型,然后将优化理论与优化方法用于TN-C系统重复接地的优化配置,运用罚函数法处理优化配置中的约束条件,采用线性加权法将优化配置中的多目标问题转换成单目标问题,并在分析了几种常见的优化算法后,给出了求解优化模型的具体算法流程。最后,设定一组低压配电网TN-C接地系统的算例参数,将设定的算例参数代入优化程序进行仿真,分别得到重复接地次数随迭代次数变化的曲线图、接触电压随迭代次数变化的曲线图以及零序电流随迭代次数变化的曲线图,根据得出的曲线图分析在发生单相短路接地和两相短路接地的情况下TN-C系统的最优重复接地次数,从而得出可以同时满足重复接地成本最低、接触电压最低以及零序电流最大三个约束条件的最优重复接地次数。结果表明,本文所提的方法是可行的、有效的。
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