（廣東電網(wǎng)公司佛山順德供電局 , 廣東 順德 528000）

基于集對分析的柔性電網(wǎng)規(guī)劃方法

陳廣興

（廣東電網(wǎng)公司佛山順德供電局 , 廣東 順德 528000）

現(xiàn)階段我國的電網(wǎng)規(guī)劃面臨著大量的問題，這些問題嚴重影響了電網(wǎng)規(guī)劃的順利進行?，F(xiàn)階段在進行柔性電網(wǎng)的規(guī)劃過程中要考慮投資的費用問題，電網(wǎng)可靠性問題和環(huán)境影響問題等等，基于集對分析的方法能夠很好的滿足電網(wǎng)規(guī)劃中的相關(guān)要求。本文對南方某電網(wǎng)進行分析，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)基于集對分析的電網(wǎng)規(guī)劃方案能很好的解決相關(guān)的評價問題。

電力系統(tǒng)；柔性電網(wǎng)；集對分析；電網(wǎng)規(guī)劃

概述

在現(xiàn)在的經(jīng)濟環(huán)境下，柔性電網(wǎng)的規(guī)劃面臨著大量的影響因素和不確定的風險因素，比如社會經(jīng)濟的發(fā)展現(xiàn)狀，政府的政策，電力負荷的變化和電源的規(guī)劃等等。面對以上各種問題，如何對電網(wǎng)的規(guī)劃做出合理的選擇，是現(xiàn)階段對柔性電網(wǎng)規(guī)劃重點研究的內(nèi)容。本文采用了基于集對分析法對柔性電網(wǎng)進行規(guī)劃，并且將多個目標值采用集對分析的方法進行分析綜合了可靠性和經(jīng)濟性等相關(guān)因素，最終得出最優(yōu)方案。

1 關(guān)于集對分析法的介紹

基于集對分析法對柔性電網(wǎng)進行詳細的規(guī)劃已經(jīng)成為了現(xiàn)階段電網(wǎng)規(guī)劃采用的主要方法之一，這對我國電網(wǎng)規(guī)劃工作起到了重要的推進作用。集對分析（SPA）是1989年趙克勤在全國系統(tǒng)工作會議上提出的一種新的方法。SPA法是一種關(guān)于不確定和確定的系統(tǒng)中同、異、反定量分析的系統(tǒng)分析方法。集對分析法是一種新的不確定性判斷性理論，它的核心思想是從同、反、異將不確定性因素和確定性因素納入到一個統(tǒng)一的系統(tǒng)當中進行分析，從而做到能夠全面的將整個事務(wù)進行細致的規(guī)劃。

集對分析的內(nèi)容包括集對及聯(lián)系度等內(nèi)容。集對一般是指由兩個相關(guān)的集合組成的對子。按照集對的相關(guān)特性進行仔細的分析，并且進行相關(guān)的定量描述，最終得到聯(lián)系度的表達式，如下式

在上式中，a代表的是相應(yīng)集合的同一度，b代表相關(guān)集合的不確定性，即差異度，c代表的是相應(yīng)集合的對力度。i代表的是相關(guān)系數(shù)，取值范圍是[-1,1]，j代表的是對立標記符，一般取值是-1.另外，a、b、c應(yīng)當滿足的歸一化條件，即

通過上面兩個式子，將一些非確定性和確定性因素進行了描述。這種相

對性是由于客觀對象的復(fù)雜性和可變性以及對客觀對象認識與刻畫的主觀性和模糊性造成的不確定性。該方法具有深刻的理論意義因為它將非確定性系統(tǒng)和確定性系統(tǒng)完成了對立統(tǒng)一的關(guān)系。集對分析法對于電網(wǎng)規(guī)劃的評價具有重要的的指導(dǎo)意義，現(xiàn)階段我國對于電網(wǎng)的規(guī)劃普遍采用這種方法。

2 集對分析對城市電網(wǎng)規(guī)劃的指導(dǎo)

圖2 供電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案

表1 各個方案的因素值

近幾年來國內(nèi)外的電力事故頻發(fā)，這些地區(qū)由于規(guī)劃不合理導(dǎo)致電力系統(tǒng)薄弱從而最終導(dǎo)致了事故的發(fā)生。因此如何做好電力系統(tǒng)規(guī)劃工作及其在運行過程中怎樣做到安全、可靠、經(jīng)濟的目標已經(jīng)成為了迫切需要解決的實際課題。對城市電網(wǎng)的規(guī)劃是現(xiàn)階段我國電網(wǎng)規(guī)劃的主要部分。現(xiàn)在我國城市電網(wǎng)為了保證電網(wǎng)的可靠的運行一般采用集對分析的柔性電網(wǎng)規(guī)劃法，這對城市電網(wǎng)的規(guī)劃具有重要 的指導(dǎo)意義。城市柔性電網(wǎng)規(guī)劃的特點有很多，和普通的電網(wǎng)規(guī)劃相比基于集對分析的柔性電網(wǎng)規(guī)劃方法是電網(wǎng)的規(guī)劃更加的科學(xué)合理，布局更加的安全。但是另一方面，集對分析規(guī)劃方法對規(guī)劃的經(jīng)濟性和技術(shù)的合理性要求更加的嚴格。城市柔性電網(wǎng)的規(guī)劃在基于集對分析的基礎(chǔ)上制定了相關(guān)的編制。在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上電網(wǎng)的規(guī)劃應(yīng)當從市政方面著手，并且要保證電網(wǎng)規(guī)劃的經(jīng)濟性和規(guī)劃性?？傊诂F(xiàn)階段采用集對分析對柔性電網(wǎng)規(guī)劃時應(yīng)當注重電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)的合理性和經(jīng)濟性。

3 集對分析的評價步驟

將集對分析與實際場景相結(jié)合，并且總結(jié)出來一整套評價事務(wù)優(yōu)缺點的程序我們總稱為集對分析評價方法。

集對分析評價方法的步驟有以下五個步驟：

（1）確定對被評價事務(wù)的衡量條件

首先假設(shè)被評價的事務(wù)用M進行表示，并且根據(jù)相關(guān)的標準去評價事務(wù)的優(yōu)劣。對于一個事務(wù)優(yōu)劣的評價可以從總體上反應(yīng)被評價事務(wù)M的優(yōu)點和缺點以及相關(guān)的變化程度。要根據(jù)實際問題的需要，制定出符合技術(shù)要求、經(jīng)濟要求和社

會要求的評價標準，確定出衡量條件集。

（2）權(quán)系數(shù)的確定

對于被評價的對象M，一般要采用一定的權(quán)系數(shù)表示每個衡量條件的重要性。權(quán)系數(shù)的大小對于聯(lián)系度具有舉足輕重的作用，不同的權(quán)系數(shù)會得出不同的結(jié)論。但由于權(quán)系數(shù)往往是由人來確定的，因此，常常帶有主觀隨意性，影響到評價的真實性和可靠性。為了盡量合理地確定權(quán)系數(shù)，可以使用層次分析法[7]來確定衡量條件間的相對重要性次序，從而確定權(quán)系數(shù)。

（3）建立被評價事務(wù)M的評價方案

建立被評價事務(wù)M的評價方案與理想系統(tǒng)的同、異和反聯(lián)度。如果被評價的對象和理想系統(tǒng)存在著一定的偏差，則可以將n個衡量條件組成的聯(lián)系度集對將理想系統(tǒng)和被評價方案評價。

（4）設(shè)定決策聯(lián)系度并且篩選相應(yīng)的待評方案

（5）確定最優(yōu)方案

將上面篩選出來的所有可行的方案和理想系統(tǒng)的聯(lián)系度集對進行相應(yīng)的比較，并且比較相應(yīng)的集對勢序。在集對勢屬于同等等級的情況下，比較集對勢的大小，如果某個方案的集對勢是最大的則該方案是最優(yōu)方案。

4 基于集對算法的電網(wǎng)規(guī)劃實例

圖1是我國南方電網(wǎng)某供電網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在需要對電網(wǎng)進行進一步規(guī)劃。其中實線為原有線路，虛線為待選線路，待選線路是供電公司的初步設(shè)想。在規(guī)劃過程中需要考慮供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性M1，投資費用M2，環(huán)境的影響M3這三個因素對柔性網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃。下面首先利用遺傳算法得出三個電網(wǎng)規(guī)劃方案如下圖2。

在圖2中虛線代表的是所選輸電線路，實線是原有的輸電線路。并且已經(jīng)給出了每個方案的各個因素值如表1所示，

接著根據(jù)實際需要并且利用層次分析法得到相應(yīng)的權(quán)系數(shù)0.524，0.342,0.143。接著對以上三個電網(wǎng)規(guī)劃方案建立和理想系統(tǒng)的同、異、反聯(lián)系度。得到相應(yīng)的聯(lián)系度后對三個電網(wǎng)規(guī)劃方案進行初步的篩選。最后計算出相應(yīng)的計算聯(lián)系度的集對勢，確定最優(yōu)方案。經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)得出方案三的集對勢最大，即方案三最優(yōu)。

結(jié)語

脆弱性是電網(wǎng)的一個顯著特性，電網(wǎng)的運行受到多種因素的影響并且不好被人控制。電網(wǎng)的規(guī)劃具有不確定性、多約束條件、多目標性和非線性等諸多特點，本文采用了集對分析理論對電網(wǎng)的規(guī)劃，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)基于集對分析的的電網(wǎng)規(guī)劃方法能夠很好的解決電網(wǎng)規(guī)劃中各個因素直接的沖突性，并且該算法能夠在不確定因素中找到確定因素，從無序中找到有序，能夠方便的找到相應(yīng)的優(yōu)化算法為柔性電網(wǎng)的規(guī)劃提供最優(yōu)的方案。

[1]杜松懷，溫步瀛，蔣傳文．電力市場[M]．北京：中國電力出版社，2004．

[2]張斌，趙秀海，李義．基于集對分析的多屬性決策及其穩(wěn)定性分析[J]．吉林林學(xué)院學(xué)報，1997，13（4）：232-235．

[3]闕訊，程浩忠．考慮柔性約束的電網(wǎng)規(guī)劃方法[J]．電力系統(tǒng)自動化，2000，24（24）：17-20．

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