农村电网是电力系统的重要组成部分,是农村经济、农业生产、农村社会发展的基础条件。随着社会经济的快速发展,农村配电系统的运行和需求正在发生巨大的变化。社会用电需求激增,分布式可再生能源发电在农村配电网广泛接入,使得配电网结构和运行模式变得愈加复杂。同发达国家相比,我国农村配电网建设相对落后、投入相对不足,其中无功补偿设备配置不合理、投运率不高等现象所造成的电压质量偏低,网络损耗偏高的问题长期存在。配电网无功规划的目的是保证系统无功功率平衡、电压合格和降低网损,是解决电力系统安全经济运行问题的重要手段之一。由于我国新时期提出了可持续发展战略,在能源电力建设这一关系国计民生的重要领域里更加需要坚持节能降损、精益化管理的原则与要求。这需要以新的理念、新的技术和新的管理手段来进行配电网无功规划和规划方案的评价,提升企业的管理水平和经济效益,对构建安全可靠、运行经济的配电系统来说具有十分重要的意义。本文将全寿命周期管理理论应用在农村配电系统无功规划中,主要研究内容如下:1.计及无功补偿方案全寿命周期的初始投资、运行维护成本,建立以配电网无功补偿设备全寿命周期净收益现值最大为目标函数的配电网无功规划数学模型,该模型直观地反映了补偿方案的降损节能收益能力。提出了自适应无功补偿点确定方法,保证了配电网补偿方案投资收益的最大化。针对上述模型求解对智能算法寻优能力要求较高,利用传统适应值共享小生境遗传算法进行无功规划模型求解时,小生境半径设定值的不同会导致全局寻优能力不稳定、寻优结果波动性较大的问题,提出了自适应调整小生境半径的改进共享小生境遗传算法用于规划模型的求解,算例结果表明了模型和算法的有效性和实用性。2.结合中长期配电网规划周期长,规划存在许多不确定性,为了以较少投资来满足负荷增长的需要,规划通常分几个阶段进行的实际情况,以无功补偿方案全寿命周期净收益现值最大为目标函数,建立了多阶段配电网无功规划数学模型。模型不仅考虑了多阶段配电网无功规划方案的初始投资、运行维护成本及报废成本(包含折旧成本),反映了补偿方案在全寿命周期内降损节能收益能力,还考虑了配电网规划方案在不同阶段的无功负荷需求,使无功补偿设备可以分阶段进行建设安装,优化了工程投资。针对多阶段配电网无功规划模型具有较多的优化变量及约束条件,模型的求解极易陷入“维数灾”的问题,提出了适合配电网无功规划的分类联系数粒子群算法进行模型求解,算例结果表明了模型和算法的有效性和实用性。3.并网型分布式电源在配电网的接入,改变了农村配电网的潮流分布,对网络损耗和节点电压产生了显著影响,增加了配电网无功规划的不确定性。本文分析了常规并网型分布式电源有功出力和无功出力的时序特性,论证了部分并网型分布式电源的无功出力能力。以并网光伏电源为例,在保证并网光伏电源最大有功输出,并充分利用其无功出力的基础上,建立了含并网型分布式光伏电源的配电网无功规划模型,实现了用较少无功补偿投资满足配电网无功负荷需求。提出了一种混沌多粒子群算法对模型进行求解,该算法克服了基本粒子群算法“早熟”问题。通过对含并网光伏电源的配电网无功规划实例分析,验证了上述无功规划模型和算法的正确性和有效性。4.在传统的配电网无功规划模型中,由于负荷模型的不准确,往往会造成无功补偿容量不足或无功补偿设备投资浪费,而得不到期望的补偿指标和降损收益。针对这一问题,根据不同类型负荷不同季节(农业负荷季节性明显)典型日负荷有功功率、无功功率的时序特性,建立了以配电网无功补偿方案全寿命周期降损节能净收益现值最大为目标函数的配电网无功规划模型。计及不同类型负荷不同季节典型日负荷的全时序配电网无功规划模型,不但能准确处理负荷的不确定性,使规划结果更接近于实际,有利于真实反映配电网无功规划的各项经济技术指标,而且充分考虑了配电网负荷需求的时序互补特性,能显著节约无功补偿设备的投资。由于考虑了负荷时序特性,使得无功规划模型求解变量维数显著增加,求解变得更加复杂。提出了两阶段配电网无功规划求解方法,极大地减少了解的搜索空间,降低了问题求解难度。最后用混沌多粒子群算法对无功规划模型进行求解,算例结果证明了模型和方法的正确性和有效性。