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淺析多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃的分層最優(yōu)化方法

周 昊

（國網(wǎng)浙江杭州市余杭區(qū)供電公司 ，浙江 杭州 310000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力事業(yè)也逐漸發(fā)展起來。要想實現(xiàn)現(xiàn)代化電網(wǎng)的目標(biāo)，必須實現(xiàn)多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃的分層最優(yōu)化，對電網(wǎng)建設(shè)活動進(jìn)行深入的探討，保證輸電業(yè)相關(guān)事務(wù)的有序進(jìn)行，保證電力事業(yè)的順利發(fā)展。

多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃；分層最優(yōu)化；方法

我國的現(xiàn)代社會主義事業(yè)正在不斷的發(fā)展和豐富當(dāng)中，很多電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)活動也在不斷的深入進(jìn)行，傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃活動已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代的電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，必須進(jìn)行規(guī)劃創(chuàng)新。要結(jié)合電網(wǎng)的內(nèi)部環(huán)境和國家規(guī)定的供電可靠性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)合理的成本投資，最終實現(xiàn)當(dāng)代電網(wǎng)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，取得較好的社會經(jīng)濟(jì)效益。

一﹑多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)活動的主要內(nèi)容

針對多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃的建設(shè)活動問題，要結(jié)合傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)體系進(jìn)行詳細(xì)的科學(xué)研究，建立起現(xiàn)代最流行的綜合穩(wěn)固結(jié)構(gòu)，不斷的進(jìn)行擴展，實現(xiàn)最終的電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)。要根據(jù)電網(wǎng)建設(shè)中的長期規(guī)劃，進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)收集和整理﹑審查，確保電網(wǎng)建設(shè)結(jié)構(gòu)體系的完整性。雖然在電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)活動中，進(jìn)行了一些相關(guān)擴展活動，確立了先進(jìn)的經(jīng)營理念，引進(jìn)了先進(jìn)的技術(shù)，但是僅僅依靠這些，也是無法滿足電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)和實際原則要求的。

在多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)活動當(dāng)中，必須借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)對相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，對相關(guān)結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行檢查核實。關(guān)于電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)系統(tǒng)的能力變化標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)在長期的活動中對負(fù)荷進(jìn)行檢驗，在可靠性指標(biāo)的優(yōu)化引導(dǎo)之下實現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃目標(biāo)；對于那些可靠和具有實際意義的建設(shè)部門，要加大資金的投入，對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行改善；在電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)活動中，對網(wǎng)架設(shè)計的指導(dǎo)分析也是十分重要的。要根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的實際情況，進(jìn)行指標(biāo)預(yù)測，運用函數(shù)手段和科學(xué)技術(shù)對活動內(nèi)容進(jìn)行整理，降低電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的成本，實現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的可靠性目標(biāo)。

二﹑多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的方法

（一）傳統(tǒng)意義上的逐步倒推法

傳統(tǒng)意義上的逐步倒推法具有擴展和實踐意義，要在傳統(tǒng)倒推法的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷創(chuàng)新。這種方法的最終目標(biāo)是滿足電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中的經(jīng)濟(jì)性要求。安全可靠性的分析指導(dǎo)只是之后的校正檢驗計算方法，雖然它是電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中相關(guān)部門常用的方法，但卻無法保證電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性綜合優(yōu)化。

（二）以安全可靠性為目標(biāo)的建設(shè)規(guī)劃方法

以安全可靠性為目標(biāo)的建設(shè)規(guī)劃方法主要是以負(fù)荷的減少和能量的增加為依據(jù)，利用啟發(fā)式的方法對電網(wǎng)規(guī)劃的拓展方案進(jìn)行滿足，這種方法是一種靈敏度較高的分析方法，以優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的安全可靠性為最終目標(biāo)，對輸電設(shè)備的資金投入方案進(jìn)行有效規(guī)劃，這種方法能夠協(xié)調(diào)資金投入量和安全可靠性指標(biāo)完善度的有效統(tǒng)一。但是相對來說，其實際運用的性能卻是不高的，可以用在電網(wǎng)構(gòu)架的拓展設(shè)計當(dāng)中，卻不能適用于大規(guī)模電網(wǎng)的拓展設(shè)計中。

（三）綜合成本最低的網(wǎng)架方案

綜合成本最低的網(wǎng)架方案主要是以經(jīng)濟(jì)可靠性為依據(jù)，在目標(biāo)函數(shù)當(dāng)中融入可靠性指標(biāo)轉(zhuǎn)化而成的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)方式。在電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)活動中，可靠性指標(biāo)的相關(guān)內(nèi)容主要有損失費﹑缺電損失費﹑網(wǎng)線線路投資費用﹑環(huán)境因素等，以這些費用為電網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化主題，得出最優(yōu)化方案。這種方案雖然取得了階段性效益，但仍舊存在著適用性能低﹑規(guī)模小等不足之處。

在多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中，相關(guān)部門仍舊無法真正實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性的統(tǒng)一，造成這種現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是缺點成本的計算方法沒有最優(yōu)化，如何實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和可靠性統(tǒng)一化，如何把可靠性指標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)性指標(biāo)，最好的方法就是多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃的分層最優(yōu)化方法。

三﹑多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃的分層最優(yōu)化模型

（一）理論基礎(chǔ)

目標(biāo)函數(shù)的最小化是多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃分層最優(yōu)化方法的核心目標(biāo)，目標(biāo)函數(shù)的最小化需要經(jīng)過一些分層優(yōu)化，在多目標(biāo)電網(wǎng)的分層模型上，在第一優(yōu)先層上進(jìn)行目標(biāo)函數(shù)最小化，然后以第一優(yōu)先層的最小化數(shù)據(jù)對第二優(yōu)先層進(jìn)行目標(biāo)函數(shù)最小化，以此類推，直到最后一層，優(yōu)化結(jié)束，如果最優(yōu)解在中間某層出現(xiàn)，那么此后的最優(yōu)層就沒有意義了，要想實現(xiàn)每一個層的最優(yōu)化，必須適當(dāng)放寬每一層的解集范圍。

（二）分層最優(yōu)化方法的優(yōu)勢

分層最優(yōu)化法將電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中的可靠性指標(biāo)轉(zhuǎn)化為缺點成本，缺點成本和建設(shè)成本是不同的，在電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)中，建設(shè)成本相對來說比較重要，約束程度也比較大。分層最優(yōu)化方法里就含有這一點，也證明了這一點，所以分層最優(yōu)化方法是符合電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的要求的，具有實用性。在最優(yōu)方案的尋找過程中，將第一優(yōu)先層的目標(biāo)函數(shù)選作為相關(guān)費用的負(fù)荷損失，這可以在很大程度上減少計算量。

（三）決策變量

在多目標(biāo)電網(wǎng)的規(guī)劃中，網(wǎng)絡(luò)和拓展方法組成決策方案，在目標(biāo)函數(shù)公式當(dāng)中，如果x（k）是指網(wǎng)絡(luò)在第k階段的狀態(tài)，對該方案的拓展方案進(jìn)行表示，如果第k階段到下一個階段的拓展方案是u（k），那么下一個階段的狀態(tài)就是x（k+1）=u（k）+x（k）。

四﹑對多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃的分層最優(yōu)化方法的改進(jìn)

想要生成目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃分層最優(yōu)化模型的體系，要在保證解出第一優(yōu)先層最優(yōu)解集的基礎(chǔ)上，對下層優(yōu)先函數(shù)進(jìn)行最小化的范圍減小。在電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)活動中，要制定出比較準(zhǔn)確的方案，對每個部件進(jìn)行合理編排，保證整體機構(gòu)的完整性，根據(jù)可靠性指標(biāo)在缺點成分中的劃分，保證相同量值的綜合效果展現(xiàn)；在保證相關(guān)結(jié)構(gòu)的安全性驗證基礎(chǔ)上，實現(xiàn)后期的優(yōu)化函數(shù)選擇，盡量減少逐層分析的數(shù)據(jù)運算，注重后期施工的活動細(xì)節(jié)。

多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃為內(nèi)部的審核和拓展方案提高依據(jù)，對各項決策活動中的實踐經(jīng)驗進(jìn)行規(guī)劃和總結(jié)，結(jié)合應(yīng)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)狀態(tài)對拓展數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和驗證，還要根據(jù)第一優(yōu)先層的數(shù)據(jù)實現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)具體量的最小化處理，在保證每個過渡環(huán)節(jié)約束效果的基礎(chǔ)上，對具體的支路回數(shù)進(jìn)行約束，還保證了電網(wǎng)規(guī)劃結(jié)構(gòu)的正常運行。對于多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃的分層最優(yōu)化，按照逐層求解的方式進(jìn)行拓展，以具體的寬容量為依據(jù)，促進(jìn)電網(wǎng)分層目標(biāo)建設(shè)規(guī)劃活動的順利進(jìn)行。

結(jié)語

在多目標(biāo)電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)工作當(dāng)中，要想獲得最優(yōu)的電網(wǎng)規(guī)劃方案，必須將安全性和經(jīng)濟(jì)進(jìn)行綜合考慮和統(tǒng)一規(guī)劃，要根據(jù)多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃分層中出現(xiàn)的各種問題，篩選出最科學(xué)合理的函數(shù)算法，建立起最合理的數(shù)學(xué)模型，不斷總結(jié)經(jīng)驗，不斷改進(jìn)，就一定會找到多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃的分層最優(yōu)化方法。

[1]郭林.多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃的分層最優(yōu)化方法分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（06）：81-82.

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