吳鋼

摘要：本文提出了面向電網(wǎng)規(guī)劃的電網(wǎng)評價綜合體系，將可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)統(tǒng)一起來，并在此基礎(chǔ)上研究了電網(wǎng)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型。針對國內(nèi)電網(wǎng)規(guī)劃現(xiàn)狀，繪制了基于可靠性評估的電網(wǎng)規(guī)劃流程圖，在該流程中所有的計算均使用國內(nèi)通用的大型商業(yè)軟件，更具可信度基于可靠性評價的電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。

關(guān)鍵字：電網(wǎng)綜合評價體系；模型；電網(wǎng)規(guī)劃

電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量的評價需要一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，即規(guī)劃的電網(wǎng)可靠性能否滿足用戶需要，安全性能否滿足運行要求，經(jīng)濟(jì)性能否滿足節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的需要。因此，需要建立一個能夠綜合考慮可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性的電網(wǎng)綜合評價體系?？紤]到電網(wǎng)規(guī)劃的要求，在進(jìn)行電網(wǎng)綜合評價時，最優(yōu)先考慮綜合經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，其次是可靠性指標(biāo)，由于電網(wǎng)的安全性可以在設(shè)計和運行階段得到加強，因此安全性指標(biāo)的優(yōu)先級為最小。

因此我們以的電網(wǎng)綜合評價體系為基礎(chǔ)，研究基于可靠性評價的電網(wǎng)規(guī)劃分層最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。

（1）目標(biāo)函數(shù)

式中，Ps為優(yōu)先層次的記號，屬于第優(yōu)先層次，并且各Ps之間的關(guān)系為Ps>Ps+1，表示第s優(yōu)先層次“優(yōu)先于”第s+1優(yōu)先層次。

X——網(wǎng)架規(guī)劃方案

即綜合費用CT最小，包括停電損失、投資成本、運行成本和損耗成本四個部分部分。計算公式具體如下：其中，CR為停電損失，CI為投資成本，CO運行成本和CL為損耗成本。

（2）有功平衡約束

式中：load——各點負(fù)荷

Gen——電源有功

求解方案

求解多目標(biāo)分層次優(yōu)化模型，原則上只要按模型所要求的優(yōu)先層次逐層地進(jìn)行求解，最后便可獲得一定意義下的解。本文提出的數(shù)學(xué)模型，每個優(yōu)先層次的求解均可使用商業(yè)軟件計算完成。其中綜合費用和供電可靠性可由本文提出的可靠性綜合指標(biāo)模型使用軟件計算得出，短路電流等安全性指標(biāo)則可使用軟件計算得出模型的計算具有通用性和權(quán)威性，其難點在于規(guī)劃方案即的提出和篩選，這也是目前電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型共同面臨的問題。若使用遍歷法求解則會發(fā)生計算量過大，效率過低的情況，若使用啟發(fā)式算法則難免產(chǎn)生遺漏，且求解的規(guī)劃方案不一定與地理條件等實際情況相適應(yīng)。因此，本文提出使用基于可靠性評估的專家輔助決策系統(tǒng)，根據(jù)專家經(jīng)驗庫和實際情況提出規(guī)劃方案庫，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化選擇。

基于可靠性評價的電網(wǎng)規(guī)劃流程

電網(wǎng)規(guī)劃是一個多目標(biāo)、分層次、包括大量不確定因素的離散、非線性約束的混合整數(shù)規(guī)劃問題優(yōu)化問題，受實際社會經(jīng)濟(jì)情況和地理環(huán)境等條件制約，且需要滿足安全性、載流量、電壓降等約束條件。簡單的建立數(shù)學(xué)模型和編寫程序并不能滿足電網(wǎng)規(guī)劃的實際需求。文獻(xiàn)一川更側(cè)重目標(biāo)函數(shù)和算法，其可靠性評估模塊的算法并不適于大規(guī)劃網(wǎng)架的評估，沒有提出完整的基于可靠性評估的電網(wǎng)規(guī)劃流程和體系。

基于可靠性評估的電網(wǎng)規(guī)劃是一個完整的工作體系，在規(guī)劃的各個階段有著不同的目標(biāo)和方法，因此，合理利用專家輔助決策系統(tǒng)可以大量減少運算量，且更具有實際操作價值。本文提出基于可靠性評價的電網(wǎng)規(guī)劃流程，在進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃的前期階段，通過對現(xiàn)狀電網(wǎng)的評估，豐富專家輔助決策系統(tǒng)的經(jīng)驗，經(jīng)過傳統(tǒng)的負(fù)荷負(fù)荷預(yù)測，廠站布點和電力電量平衡之后，由專家根據(jù)輔助決策系統(tǒng)進(jìn)行有針對性的推薦方案選擇。推薦方案的選擇結(jié)果成為專家經(jīng)驗庫的新經(jīng)驗，并成為目標(biāo)網(wǎng)架的重要參考專家根據(jù)輔助決策系統(tǒng)提出目標(biāo)網(wǎng)架待選方案和過渡網(wǎng)架待選方案，通過求解上文提出的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行最優(yōu)方案的選擇整個電網(wǎng)規(guī)劃的流程中，可靠性評估和推薦方案綜合優(yōu)化選擇是重點和難點。在本論文的下幾章中，將著重介紹電網(wǎng)可靠性評估及實例分析，并以考慮導(dǎo)線截面的配電網(wǎng)網(wǎng)架選擇和架空線最優(yōu)分段方案選擇為例，介紹推薦規(guī)劃方案的選擇。

本文提出了適用于電網(wǎng)規(guī)劃的實用電網(wǎng)綜合評價體系，該體系綜合考慮了可靠性，安全性和經(jīng)濟(jì)性，并且每個指標(biāo)都可以由商用軟件求解，因而評價結(jié)果具有通用性和權(quán)威性。在此基礎(chǔ)上，提出了電網(wǎng)規(guī)劃的分層次、多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，該模型的求解核心在于規(guī)劃方案的選取，在規(guī)劃的前、中、后期進(jìn)行網(wǎng)架的評價和篩選，從而避免出現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃計算機解法中經(jīng)常出現(xiàn)計算量過大或方案遺漏問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]電力市場環(huán)境下輸電網(wǎng)規(guī)劃建模及求解方法研究[D].謝敏.華中科技大學(xué).2005

[2]基于風(fēng)險評估理論的輸電網(wǎng)絡(luò)擴展規(guī)劃研究[D].劉思革.上海交通大學(xué).2009

[3]空間分析與電網(wǎng)規(guī)劃理論的研究[D].楊麗徒.解放軍信息工程大學(xué).2004endprint