劉連光，陳為化，劉自發(fā)，陳艷偉

(新能源電力系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué))，北京市102206)

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大電網(wǎng)適應(yīng)性的評(píng)價(jià)問題及評(píng)價(jià)體系

劉連光，陳為化，劉自發(fā)，陳艷偉

(新能源電力系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué))，北京市102206)

隨著電網(wǎng)規(guī)模增大和外界影響因素增多，現(xiàn)有的評(píng)價(jià)理論能否對(duì)電網(wǎng)的發(fā)展方向、發(fā)展模式提供有效的科技支撐是值得思考和研究的問題。該文除了拓展安全性評(píng)價(jià)體系和完善經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)體系外，還提出了評(píng)價(jià)大電網(wǎng)適應(yīng)性的評(píng)價(jià)體系?？偨Y(jié)了現(xiàn)有電網(wǎng)評(píng)價(jià)體系的特點(diǎn)與適用范圍，結(jié)合大電網(wǎng)的構(gòu)建特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)，提出了大電網(wǎng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)理論與評(píng)價(jià)體系框架，分析了適應(yīng)性評(píng)價(jià)可解決的問題，論述了建立適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的重要意義，研究了適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的關(guān)鍵理論和實(shí)現(xiàn)技術(shù)等問題。

電力系統(tǒng)；評(píng)價(jià)體系；安全性；經(jīng)濟(jì)性；適應(yīng)性

0 引 言

電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要是電網(wǎng)建設(shè)的原則，合理的電網(wǎng)規(guī)劃是電網(wǎng)健康發(fā)展的保障，健全的評(píng)估體系是規(guī)劃、建設(shè)合理電網(wǎng)的基礎(chǔ)。長(zhǎng)期以來，由于電源容量、電網(wǎng)和負(fù)荷規(guī)模不斷增大以及影響電網(wǎng)建設(shè)的內(nèi)、外部因素日益增多，電網(wǎng)評(píng)價(jià)理論的研究一直受到人們的廣泛關(guān)注[1-3]，目前已建立了比較完善的安全性、經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)體系。由于安全性評(píng)估對(duì)電源、電網(wǎng)安全起著至關(guān)重要的作用[4-5]，經(jīng)濟(jì)性評(píng)估關(guān)系到電網(wǎng)建設(shè)的投資以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，因此，安全性和經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)已經(jīng)成為制定電網(wǎng)發(fā)展與建設(shè)規(guī)劃的重要內(nèi)容。

對(duì)于地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的適應(yīng)性，通常是以未來電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)為依據(jù)。隨著風(fēng)電、太陽能等可再生能源的開發(fā)與利用，電網(wǎng)安全性、供電可靠性要求的提高，以及電力市場(chǎng)的興起與發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)合理性等內(nèi)外部影響因素、約束條件增多，仍然按照地區(qū)電網(wǎng)的預(yù)測(cè)負(fù)荷和傳統(tǒng)評(píng)估電網(wǎng)安全性和經(jīng)濟(jì)性的規(guī)劃方法，已難以滿足制定合理電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃的需要。近年，在電網(wǎng)規(guī)劃的安全性、經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方面，評(píng)估電網(wǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)[6-7]，挖掘電網(wǎng)的潛在經(jīng)濟(jì)效益[8-9]等研究，都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，安全性、經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)體系得以完善。

由于跨區(qū)電網(wǎng)的規(guī)模大、覆蓋范圍廣，面對(duì)的外界影響因素更多，一旦確定了方向或既成了事實(shí)便很難變更，可能對(duì)未來的電網(wǎng)建設(shè)及發(fā)展產(chǎn)生重大影響。因此，對(duì)關(guān)系未來國家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)安全的大電網(wǎng)建設(shè)，仍然按照傳統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，或者，只從電網(wǎng)內(nèi)部、自身的角度評(píng)價(jià)是否合適，能否正確反映外界環(huán)境與電網(wǎng)的相互作用及相互影響，以及現(xiàn)有的理論能否為評(píng)價(jià)電壓等級(jí)、輸電模式、建設(shè)規(guī)模提供有效支撐等，都是值得認(rèn)真思考和深入研究的問題。通過研究，建立大電網(wǎng)適應(yīng)性的評(píng)價(jià)理論體系是大電網(wǎng)發(fā)展的需要。

本文將總結(jié)現(xiàn)有電網(wǎng)評(píng)價(jià)體系的特點(diǎn)與適用范圍，結(jié)合大電網(wǎng)的構(gòu)建特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)，提出大電網(wǎng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)理論與評(píng)價(jià)體系框架，分析適應(yīng)性評(píng)價(jià)可解決的問題，論述建立適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的重要意義，研究適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的關(guān)鍵理論和實(shí)現(xiàn)技術(shù)等問題。

1 現(xiàn)有電網(wǎng)評(píng)價(jià)體系分析

1.1 安全性評(píng)價(jià)體系

隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)電力的需求和依賴性越來越大，對(duì)安全穩(wěn)定供電的要求越來越強(qiáng)。然而，由于受到電力系統(tǒng)自身原因和外部干擾的影響，電網(wǎng)事故時(shí)有發(fā)生，這不但使電力經(jīng)營企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益受到損失，而且對(duì)電力用戶和整個(gè)社會(huì)都將造成嚴(yán)重的影響。自20世紀(jì)60年代以來，一些主要發(fā)達(dá)國家都發(fā)生過嚴(yán)重的電力系統(tǒng)事故，出現(xiàn)大面積停電。

因此，安全性是電力系統(tǒng)最重要的屬性之一，在電力系統(tǒng)建設(shè)之初就受到了重點(diǎn)關(guān)注，經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一套完整的評(píng)價(jià)體系。我國編制的《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導(dǎo)則》與《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》建立了有效的安全性評(píng)價(jià)體系，將電力系統(tǒng)的安全等級(jí)分成3級(jí)，從而指導(dǎo)了電力系統(tǒng)3道防線的建設(shè)，保證了我國電力系統(tǒng)多年的安全運(yùn)行。

進(jìn)入大電網(wǎng)時(shí)代，安全性評(píng)價(jià)體系得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，主要內(nèi)容包括：電力系統(tǒng)潮流及靜態(tài)分析、暫態(tài)穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性、抵御嚴(yán)重故障能力及穩(wěn)定控制措施、特高壓交直流輸電系統(tǒng)相互影響及送受端系統(tǒng)安全、無功平衡及調(diào)壓、短路電流水平、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性及特高壓電網(wǎng)輸電能力的先進(jìn)技術(shù)措施等[10]。

1.2 經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)體系

由于電力系統(tǒng)中的導(dǎo)體與設(shè)備存在電阻，在現(xiàn)有電網(wǎng)技術(shù)和電力傳輸模式下，在電力的生產(chǎn)、傳輸、使用的過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生損失，規(guī)模越大，損失的總量也越大。對(duì)于未來的電網(wǎng)，由于構(gòu)成復(fù)雜、規(guī)模大，如何有效利用已有的輸電線路和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少輸電過程中產(chǎn)生的損耗，提高電網(wǎng)設(shè)備的利用率和效率，是評(píng)價(jià)和提高大電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)之一。對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的核心是通過電網(wǎng)實(shí)施電能的大規(guī)模傳輸，對(duì)能源資源進(jìn)行優(yōu)化配置，不斷提高大電網(wǎng)優(yōu)化配置資源的能力，不斷加強(qiáng)自身節(jié)能降耗工作，推動(dòng)電力工業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供可靠的保障。

在電力市場(chǎng)環(huán)境下，電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性更是受到了前所未有的關(guān)注。電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)在2個(gè)方面：一是運(yùn)行的效率，二是投資的回收。目前，網(wǎng)損、電價(jià)、輸電線路最大負(fù)載率、輸電線路平均負(fù)載率、變壓器最大負(fù)載率、變壓器平均負(fù)載率等是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的主要內(nèi)容。

1.3 風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)體系

所謂風(fēng)險(xiǎn)是指在未來的一個(gè)研究時(shí)間段內(nèi)由于事物發(fā)展變化的不確定性給風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)主體可能帶來的潛在損失。風(fēng)險(xiǎn)包括2個(gè)方面的因素，一是事件發(fā)生的概率，二是事件發(fā)生后產(chǎn)生的影響。風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的計(jì)算公式如下所示[11]：

Risk=P×S

(1)

式中：Risk是風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)；P是事件發(fā)生的可能性；S是事件如果發(fā)生后給風(fēng)險(xiǎn)主體帶來的損失。

風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)過程一般包括范圍界定、風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)算3個(gè)主要過程。在界定的研究范圍內(nèi)，通過對(duì)每個(gè)事件的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，找到風(fēng)險(xiǎn)背后的風(fēng)險(xiǎn)因子，給出每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子的影響程度，建立風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)算的基礎(chǔ)。

風(fēng)險(xiǎn)理論首先開始應(yīng)用于核安全等領(lǐng)域，后來在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。文獻(xiàn)[12]將風(fēng)險(xiǎn)理論引入電力系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系領(lǐng)域，并最終形成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系。我國電力工作者對(duì)風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)體系也進(jìn)行了充分的研究，并逐步應(yīng)用在電力系統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)踐中[13]。

1.4 主要評(píng)價(jià)體系的比較

安全性評(píng)價(jià)體系、經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)體系以及風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)體系是電力系統(tǒng)的三大主要評(píng)價(jià)體系，目前在電力系統(tǒng)中有較為廣泛的應(yīng)用。上述三大評(píng)價(jià)體系的主要特點(diǎn)如表1所示。

2 適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的提出

由表1可知，目前的評(píng)價(jià)體系主要針對(duì)電力系統(tǒng)的內(nèi)部影響因素，缺少對(duì)影響電力系統(tǒng)發(fā)展的外部因素的評(píng)價(jià)，還沒有建立外部影響因素的評(píng)價(jià)體系，以致造成對(duì)電網(wǎng)的發(fā)展方向、發(fā)展模式缺少足夠的理論支撐。因此，評(píng)價(jià)體系方面急需解決兩大問題：一是如何評(píng)價(jià)電網(wǎng)與外界環(huán)境因素的相互作用、相互影響；二是如何評(píng)價(jià)電網(wǎng)發(fā)展方向與發(fā)展模式的選擇。適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的提出為解決上述問題提供了一種途徑[14]。所謂適應(yīng)性就是主體通過與外界環(huán)境之間相互影響、相互作用從而達(dá)到穩(wěn)定優(yōu)化發(fā)展的能力與性質(zhì)。

表1 電力系統(tǒng)主要評(píng)價(jià)體系特點(diǎn)

Table 1 Characteristics of main evaluation system of power grid

電網(wǎng)建設(shè)的目的是滿足國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要。對(duì)于大電網(wǎng)發(fā)展，從電網(wǎng)的角度分析，除了受電力系統(tǒng)安全性和建設(shè)、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等內(nèi)部因素的影響外，還會(huì)受到能源資源、技術(shù)進(jìn)步、社會(huì)安全等外部影響因素的制約，如圖1所示。

圖1 電網(wǎng)發(fā)展影響因素Fig.1 Impact factors on grid development

影響電網(wǎng)發(fā)展模式的外部因素較復(fù)雜，有負(fù)荷需求、電源、國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展、能源資源、技術(shù)進(jìn)步等諸多方面。這些影響因素通過影響全社會(huì)用電量、最大負(fù)荷或者電源的裝機(jī)容量以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的建設(shè)，最終影響電網(wǎng)的發(fā)展模式。電網(wǎng)內(nèi)部因素直接影響電網(wǎng)的發(fā)展模式。在電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃過程中，電網(wǎng)安全一般考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性、“N-1”準(zhǔn)則及短路電流等方面。在一定程度上，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理、規(guī)模適當(dāng)是保證電網(wǎng)安全發(fā)展的必要條件，目前對(duì)電網(wǎng)發(fā)展模式影響較大的因素是電網(wǎng)連鎖故障和短路電流水平等。

根據(jù)適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系要解決的問題，適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的建立需要滿足以下原則。

(1)與評(píng)價(jià)目的一致。通過對(duì)電網(wǎng)一系列特性進(jìn)行分析、研究，來評(píng)價(jià)電網(wǎng)的發(fā)展模式是否合理，對(duì)于電網(wǎng)而言，安全性、經(jīng)濟(jì)性等是其重要方面，因此電網(wǎng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)從安全、經(jīng)濟(jì)等方面出發(fā)構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

(2)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)易于獲取。在做電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)考慮到評(píng)價(jià)指標(biāo)的可行性，選取的指標(biāo)應(yīng)易于量化，且指標(biāo)量化數(shù)據(jù)易于獲取。

(3)各個(gè)指標(biāo)相互獨(dú)立。電網(wǎng)適應(yīng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)之間應(yīng)該相互獨(dú)立，互相之間沒有重疊，每個(gè)指標(biāo)對(duì)電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性的評(píng)價(jià)互不干擾，由此得出的評(píng)價(jià)結(jié)果才更加科學(xué)客觀。

3 適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的意義

構(gòu)建電網(wǎng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的意義在于：認(rèn)識(shí)影響電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的新問題以及與外界環(huán)境因素的相互作用、相互影響，考慮被評(píng)價(jià)對(duì)象的主體性、交互性、時(shí)效性，建設(shè)合理的電網(wǎng)。

進(jìn)入大電網(wǎng)時(shí)代，發(fā)電、輸電已經(jīng)分開，大用戶直供使用戶也有更多的選擇。在市場(chǎng)環(huán)境下，發(fā)電方、電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶是具有各自利益的獨(dú)立個(gè)體，根據(jù)需要具有獨(dú)立的決策權(quán)。傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系多數(shù)建立在垂直一體化的電力運(yùn)行基礎(chǔ)上，得出的結(jié)果是全局性的，但是具體到獨(dú)立主體則可能不合適或者是難以實(shí)現(xiàn)。適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系充分考慮到各個(gè)主體的獨(dú)立性，根據(jù)各個(gè)主體的自身策略發(fā)展來進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠得到可行的、反映實(shí)際情況的評(píng)價(jià)結(jié)果。

電力是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)評(píng)價(jià)體系的出發(fā)點(diǎn)認(rèn)為電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展要無條件地滿足用電負(fù)荷的需求，忽略了電網(wǎng)與用電負(fù)荷等外界環(huán)境的交互性。一方面，用電負(fù)荷的發(fā)展具有不確定性，且受環(huán)境保護(hù)、市場(chǎng)價(jià)格等因素的影響，不加選擇和不根據(jù)規(guī)劃建設(shè)電網(wǎng)可能造成設(shè)備的閑置，或影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。另一方面，電網(wǎng)作為電能的載體，應(yīng)通過電網(wǎng)規(guī)劃、電價(jià)等措施將國家的能源、環(huán)境政策等信號(hào)傳遞給負(fù)荷側(cè)，從而優(yōu)化負(fù)荷結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

電網(wǎng)下一階段的發(fā)展方向與發(fā)展模式是目前研究與爭(zhēng)論的熱點(diǎn)之一，用安全性、經(jīng)濟(jì)性、風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)都不能得出讓爭(zhēng)論各方都接受的結(jié)論。究其原因，根本在于傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系建立在對(duì)既有電網(wǎng)的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，不能評(píng)價(jià)電網(wǎng)發(fā)展的時(shí)效性。適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系充分考慮電網(wǎng)發(fā)展的時(shí)效性，從而能夠反映電網(wǎng)動(dòng)態(tài)發(fā)展的過程。

4 適應(yīng)性評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論、博弈理論、大數(shù)據(jù)理論等是構(gòu)建適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的關(guān)鍵技術(shù)。

4.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論作為一門新興的理論，在物理學(xué)、生物學(xué)、氣象學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)以及社會(huì)學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)進(jìn)入了大電網(wǎng)時(shí)代。傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法過分注重各原件的個(gè)體動(dòng)態(tài)特性，在分析大電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)行為方面很難揭示系統(tǒng)整體的本質(zhì)特征。采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論可自頂向下全面研究大電網(wǎng)的本質(zhì)規(guī)律，確定電網(wǎng)的狀態(tài)與發(fā)展方向。

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)包括小世界網(wǎng)絡(luò)、無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)以及其他網(wǎng)絡(luò)。目前，文獻(xiàn)[15]已證明了美國西部電網(wǎng)、中國部分區(qū)域電網(wǎng)是小世界網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合小世界網(wǎng)絡(luò)等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的演化研究將有利于從基本規(guī)律上評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向與發(fā)展模式，小世界網(wǎng)絡(luò)演化模式與電網(wǎng)發(fā)展方向?qū)?yīng)關(guān)系如圖2所示。

圖2 小世界網(wǎng)絡(luò)演化模式與電網(wǎng)發(fā)展方向?qū)?yīng)關(guān)系Fig.2 Relations between grid development and small world network evolution model

4.2 博弈理論

博弈論研究2個(gè)或2個(gè)以上的個(gè)人、隊(duì)組或其他組織，面對(duì)一定的邊界條件，在一定的規(guī)則下，同時(shí)或先后，一次或多次，從各自允許選擇的行為或策略中選擇并實(shí)施，各自進(jìn)行優(yōu)化決策的理論。博弈的參加者、博弈的策略、博弈的次序、博弈的收益是博弈的4個(gè)組成要素[16]。在博弈理論中應(yīng)用較多的是多方博弈和納什均衡。

多方的博弈通常表示為

G={S1,…,Sn;u1,…，un}

(2)

式中：G為博弈；n為博弈方數(shù)量；S1…Sn表示每個(gè)博弈方的全部可選策略的集合，即策略空間；ui表示博弈方i的收益，是各博弈方策略的多元函數(shù)。

在市場(chǎng)環(huán)境下，市場(chǎng)各方的決策行為最終取決于其未來行為收益的預(yù)測(cè)。電源方、電網(wǎng)方投資的是電力設(shè)備，其關(guān)注的重點(diǎn)包括設(shè)備的投資費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用以及設(shè)備投入后電量銷售增加帶來的收入。負(fù)荷方投資的是生產(chǎn)設(shè)備，其關(guān)注的重點(diǎn)包括生產(chǎn)設(shè)備的投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、用電費(fèi)用以及設(shè)備投入后產(chǎn)品產(chǎn)量增加帶來的收入。雖然電源、電網(wǎng)以及負(fù)荷方的投資方向和關(guān)注重點(diǎn)有所不同，但是由于電能通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流通和消費(fèi)，存在電力、電量以及電價(jià)方面的聯(lián)系，各方的投資收益要受到對(duì)方?jīng)Q策的影響，電網(wǎng)方與負(fù)荷方之間是相互影響、相互依存的博弈關(guān)系。結(jié)合博弈理論利于更準(zhǔn)確、更符合實(shí)際地預(yù)測(cè)電網(wǎng)與相關(guān)各方在相互影響下的行為。

4.3 大數(shù)據(jù)理論

海量數(shù)據(jù)是未來電力系統(tǒng)的一大特點(diǎn)。大電網(wǎng)覆蓋的地區(qū)廣泛，電力設(shè)備眾多，需要分析的數(shù)據(jù)很多。特別是經(jīng)過自動(dòng)化建設(shè)以后，大電網(wǎng)多種設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、多種儀表的指數(shù)讀取，已經(jīng)不需要由人工完成，而是由計(jì)算機(jī)來自動(dòng)完成。如此，采樣的時(shí)間間隔更短，采樣的點(diǎn)更加密集，得到的數(shù)據(jù)樣本數(shù)量也更多。數(shù)據(jù)爆炸式的增長(zhǎng)一方面為大電網(wǎng)的評(píng)價(jià)提供了大量的、翔實(shí)的一手資料，另一方面也給大電網(wǎng)評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)分析工作帶來了前所未有的難度。

大數(shù)據(jù)理論的核心思想是收集到足夠多的數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)就能夠很完整地把事物描繪出來，而不需要再從原點(diǎn)開始一步一步地分析得出結(jié)論。在大電網(wǎng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)中，需要考慮與大電網(wǎng)相互影響的多種因素，各主體之間的數(shù)據(jù)量巨大，并且是非線性關(guān)系，難以建立精確的解析關(guān)系，大數(shù)據(jù)理論為解決該問題提供了途徑。

5 結(jié) 論

(1)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，電力系統(tǒng)進(jìn)入了大電網(wǎng)時(shí)代，高電壓、大容量、遠(yuǎn)距離是大電網(wǎng)的主要特征，大電網(wǎng)下一步具體的發(fā)展方向與發(fā)展模式是需要確定的問題，擴(kuò)展電網(wǎng)的安全性評(píng)價(jià)體系，完善電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)體系，構(gòu)建科學(xué)、合理的電網(wǎng)是社會(huì)發(fā)展的需要。

(2)大電網(wǎng)的發(fā)展與建設(shè)面臨很多沒有遇到的新情況和新問題。在評(píng)價(jià)體系上，傳統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性體評(píng)價(jià)系已不能科學(xué)地反映電網(wǎng)與外界因素的相互作用和相互影響，不能回答電網(wǎng)發(fā)展方向與發(fā)展模式等問題，需要建立適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系。

(3)適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系為解決電網(wǎng)建設(shè)的新情況和新問題提供評(píng)價(jià)理論與評(píng)價(jià)方法。適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系提出考慮被評(píng)價(jià)電網(wǎng)的主體性、交互性及時(shí)效性等因素，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論、博弈理論、大數(shù)據(jù)理論等先進(jìn)的科學(xué)理論與算法，可作為支撐適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)。

(4)本文指出了現(xiàn)行傳統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)體系存在的問題，提出了研究建立大電網(wǎng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的呼吁，但提出和建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是需要開展大量研究才能完成的任務(wù)，是一個(gè)基礎(chǔ)性的科學(xué)問題，雖然已開展了相關(guān)工作，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，建議大家給予關(guān)注和參與研究。

[1]劉連光，趙萬里，王智冬，等. 大電網(wǎng)建設(shè)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)內(nèi)容與評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究[J]. 電力建設(shè)，2013，34(8)：22-26. Liu Lianguang，Zhao Wanli，Wang Zhidong，et al. Research on economic evaluation contents and indices for large power grid construction[J].Electric Power Construction，2013，34(8)：22-26.

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(編輯： 張小飛)

Large Power Grid Adaptability Evaluation Problem and Evaluation System

LIU Lianguang, CHEN Weihua, LIU Zifa ,CHEN Yanwei

(State Key Laboratory for Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources,North China Electric Power University, Beijing 102206, China)

As the increases of power grid size and external influence factors, it is worth thinking and research on whether the existing evaluation theory can be used to provide effective technical support for power grid development direction and development mode. In addition to improve safety evaluation system and economy evaluation system, the evaluation system was proposed and established for the adaptability of large power grid. The characteristics of existing power grid evaluation system and its application scopes were summarized. Combined with the characteristics and development trend of large power grid, the adaptability evaluation theory and its system framework were proposed. Problems solved by adaptability evaluation system of large power grid were analysis, and the important significance of adaptability evaluation system of large power grid was discussed. Finally, the key theories, implementation technology and other issues of the adaptability evaluation system were studied.

power system; evaluation system; security; economy; adaptability

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51577058)；國家電網(wǎng)公司大電網(wǎng)重大專項(xiàng)課題(SGCC-MPLG019-2012)。

TM 715

A

1000-7229(2015)10-0138-06

10.3969/j.issn.1000-7229.2015.10.021

2015-06-15

2015-08-10

劉連光(1954)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)分析與規(guī)劃，電網(wǎng)安全防御與災(zāi)變控制；

陳為化(1978)，男，博士，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)分析與規(guī)劃；

劉自發(fā)(1973)，男，博士，副教授，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)分析與規(guī)劃；

陳艷偉(1988)，男，碩士研究生，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)分析與規(guī)劃。

Project supported by National Science Foundation of China (51577058).