摘 "要 "從復雜適應系統(tǒng)理論的角度，對電力市場環(huán)境下的電網(wǎng)規(guī)劃進行復雜性建模和演化分析，并探討其在教學中的可行性及要點。分析影響電網(wǎng)規(guī)劃的各種因素，尋找其復雜性根源，對電網(wǎng)投資建設、輸電價格及電網(wǎng)可靠性關系進行動態(tài)分析，通過構(gòu)建合理的演化機制，對電力市場的重要指標進行評估，提出規(guī)劃信號作用于電網(wǎng)投資建設的規(guī)律。

關鍵詞 "電網(wǎng)規(guī)劃；復雜適應系統(tǒng)理論；電力市場

中圖分類號：G642.0 " "文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）02-0129-03

Study of Power Grid Planning Based on Complex Adap-tive System Theory//YOU Yigang， ZHANG Zhigang

Abstract "Based on the Complex Adaptive System Theory， this paper discusses the complexity modeling method and evolution analysis of power grid planning in the electricity market environment. And the feasibility and key points in tea-

ching are discussed. Firstly， we analyse the influence of various

factors of power grid planning， trying to find the complexity root. Through the dynamic analysis of grid investment con-struction and transmission price and grid reliability relations， we found the reasonable evolutionary mechanism of power grid planning in the electricity market.

Key words "power grid planning; complex adaptive system theory; electricity market

0 "引言

隨著電力市場化改革的日趨深入及電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，研究電網(wǎng)規(guī)劃的復雜性問題越顯重要，其體制上也需要相應轉(zhuǎn)變：研究的重點應愈加重視電網(wǎng)規(guī)劃在宏觀層面的布局和發(fā)展戰(zhàn)略分析，以及科學合理的政策、決策分析。因此，對電力市場環(huán)境下的電網(wǎng)投資規(guī)劃進行深入研究，更具有顯著的理論意義和實用價值。如何在電力市場環(huán)境下，構(gòu)建一個合理的數(shù)學模型，使其既能反映電網(wǎng)自身的物理規(guī)律，又能反映電力市場特有的經(jīng)濟規(guī)律[1]，從而有效應用于電網(wǎng)投資規(guī)劃及分析，成為當務之急。

對電網(wǎng)規(guī)劃復雜性問題的教學中，首先應探討復雜性的本質(zhì)，通過分析影響電網(wǎng)規(guī)劃的各要素之間的關聯(lián)，尋找復雜性問題的根源[2]；然后提出對復雜性問題研究的可行性手段，通過對電網(wǎng)投資建設和輸電價格及電網(wǎng)可靠性關系進行動態(tài)分析，并構(gòu)建合理的演化機制，對電力市場的重要指標進行評估，發(fā)現(xiàn)規(guī)劃信號作用于電網(wǎng)投資建設等內(nèi)在規(guī)律。

1 "電網(wǎng)規(guī)劃的復雜性

在市場環(huán)境下，電力系統(tǒng)的物理特性和電力市場的經(jīng)濟特性是導致電力系統(tǒng)復雜性問題的主要根源 [3]。電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中重要的一環(huán)，不僅受到電力系統(tǒng)內(nèi)部各要素的影響，還受到社會經(jīng)濟、法規(guī)政策、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、自然環(huán)境、技術進步、人口增長等因素的影響[4]。因此，可將電網(wǎng)規(guī)劃視為一個復雜系統(tǒng)，從復雜性問題的角度對其進行深入研究。電網(wǎng)規(guī)劃各要素的關聯(lián)模型如圖1所示。從宏觀層面來看，社會經(jīng)濟、政策法規(guī)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素是影響電網(wǎng)規(guī)劃的深層原因，在經(jīng)濟發(fā)展的不同階段，國家采取的宏觀調(diào)控政策有所不同，甚至產(chǎn)業(yè)政策也會不同，相應的政策影響企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，從而影響電力的需求。同時，電力投資材料的價格、電價的變動對電廠的投資和資本回收影響很大，其他相關電力投資激勵措施的實施也會對電源、電網(wǎng)建設、電力供應產(chǎn)生影響。因此，宏觀經(jīng)濟的發(fā)展可作為電網(wǎng)規(guī)劃建設的根本動能。

傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃研究，通常只考慮物理層面的安全穩(wěn)定約束。而基于電力市場環(huán)境的電網(wǎng)規(guī)劃，不僅要考慮電網(wǎng)高度時變的物理約束條件造成的影響，還要考慮市場競爭環(huán)境帶來的新變化，如電網(wǎng)阻塞、市場力、柔性的可靠性準則等。對于這樣一個多優(yōu)化目標、多約束條件且具有高度不確定性的問題，復雜適應系統(tǒng)理論為人們提供了研究方法，該理論的基本思想就是適應性產(chǎn)生復雜性。依據(jù)該理論，可假定電力系統(tǒng)的各組成部分為主體單元（如電源系統(tǒng)、電網(wǎng)、電力需求等），將社會經(jīng)濟、政策法規(guī)等宏觀因素視為環(huán)境，將電能和資金作為交互手段。各主體單元會持續(xù)受到外部環(huán)境的影響，彼此之間也自發(fā)地發(fā)生交互作用。電力系統(tǒng)作為復雜系統(tǒng)，各主體單元會通過自主學習并積累經(jīng)驗，不斷地更新自己的策略，并選擇優(yōu)化的行為方式，以適應外部環(huán)境的變化，保持各單元之間的協(xié)調(diào)一致，實現(xiàn)整個復雜系統(tǒng)的不斷發(fā)展和演化。

2 "電網(wǎng)投資規(guī)劃建模分析

本文主要討論電網(wǎng)投資規(guī)劃，立足于宏觀層面的問題，通過定性和定量分析外界環(huán)境、法規(guī)政策等因素的影響，對多個方案進行比較，研究電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略和投資的可行性[5-6]。從投資者的角度來看，對電力市場環(huán)境下的電網(wǎng)投資規(guī)劃分析與建模，需要對不同政策環(huán)境下的不同決策方案進行比較。國內(nèi)外的研究表明：對電力系統(tǒng)的仿真研究是電網(wǎng)運行及規(guī)劃的重要組成部分。

對于電網(wǎng)投資規(guī)劃，同樣需要進行建模仿真，探討電網(wǎng)規(guī)劃的長期穩(wěn)定性和發(fā)展趨勢，研究系統(tǒng)的動態(tài)行為，為投資者制定決策提供科學的分析依據(jù)。復雜系統(tǒng)建模，首先要分析系統(tǒng)的基本演化規(guī)律。電網(wǎng)投資建設和輸電價格及電網(wǎng)可靠性的關系如圖2所示。由圖2可知，電網(wǎng)建設直接受到電力負荷的影響，負荷的增長要求電網(wǎng)加強建設，而電網(wǎng)建設的增加則會通過投資渠道導致輸電價格的變化。同時，電網(wǎng)建設直接關系到電網(wǎng)的可靠性，電網(wǎng)可靠性的改變又影響到政府對價格調(diào)整的態(tài)度，從而影響到輸電價格的調(diào)整。最終，輸電價格的調(diào)整情況會對電網(wǎng)建設資金和電網(wǎng)企業(yè)投資積極性產(chǎn)生影響，并影響下一輪的電網(wǎng)建設。

3 "電網(wǎng)投資規(guī)劃演化機制

穩(wěn)定的電力市場環(huán)境能夠正確引導對電網(wǎng)的投資和建設，從而保證電力系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。因此，市場的供求平衡及分布決定電網(wǎng)的阻塞狀況；市場成員可通過制定策略獲得市場力；可靠性對電網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生約束。通過構(gòu)建合理的演化機制，對電力市場中的阻塞、市場力、可靠性和輸電價格進行評估，并通過規(guī)劃信號作用于電網(wǎng)投資建設，實現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃和電力市場的均衡發(fā)展。其演化機制如圖3所示。

如果定義一個合理的指標來反映環(huán)境因素對電網(wǎng)建設的規(guī)劃信號，即可實現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃與市場環(huán)境的關聯(lián)。例如，電力市場環(huán)境下的阻塞反映了市場供求和平衡狀況以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理程度，當阻塞強度足夠大時，則會通過規(guī)劃信號反映到電網(wǎng)規(guī)劃環(huán)節(jié)，并驅(qū)使電網(wǎng)進行相應的投資建設。因此，兩者之間是相互制約、相互促進的動態(tài)平衡關系。

如果將電網(wǎng)投資規(guī)劃看作一個適應性主體，它與電力市場環(huán)境不斷進行交互作用，通過策略調(diào)整保持良好的外界環(huán)境，以保證電網(wǎng)建設處于穩(wěn)定發(fā)展狀態(tài)。當外部因素導致電網(wǎng)可靠性發(fā)生改變時，這種變化會傳遞給電網(wǎng)建設主體，隨著電網(wǎng)規(guī)劃信號強度的不斷增大，電網(wǎng)主體單元采取策略改善環(huán)境的意愿也隨之加強，直至電網(wǎng)完成相應的投資建設，并通過電網(wǎng)可靠性指標反饋給電力市場，系統(tǒng)回復到一種均衡狀態(tài)。此外，電網(wǎng)建設還可通過投資渠道影響輸電價格的變化，而輸電價格的調(diào)整會通過電網(wǎng)建設資金和電網(wǎng)企業(yè)投資積極性等因素反饋回電網(wǎng)建設主體，影響其投資規(guī)劃策略的制定。

4 nbsp;結(jié)束語

復雜適應系統(tǒng)理論可從更廣的視野對電力市場環(huán)境下的電網(wǎng)規(guī)劃進行建模和分析。本文著重觀察電力系統(tǒng)的宏觀特性，對電力市場環(huán)境和電網(wǎng)規(guī)劃之間的交互關系進行深入研究，發(fā)現(xiàn)可將阻塞、市場力、可靠性和輸電價格等因素作為市場環(huán)境的重要指標，以規(guī)劃信號作用于電網(wǎng)投資建設；同樣，電網(wǎng)規(guī)劃也會直接影響到外界環(huán)境的質(zhì)量，這構(gòu)成一個反饋環(huán)。通過構(gòu)建合理的演化機制，將電網(wǎng)規(guī)劃作為一個適應性主體，在市場環(huán)境下不斷地學習和進化，最終實現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃和電力市場的均衡發(fā)展。

本文主要從復雜適應系統(tǒng)理論建模的角度分析電網(wǎng)規(guī)劃問題，并提出其在教學中的可行性及要點。在將來的研究中，筆者將會以此作為理論基礎，繼續(xù)對電網(wǎng)規(guī)劃的復雜適應系統(tǒng)建模進行深入研究，通過實驗仿真方法探索電力市場環(huán)境下電網(wǎng)規(guī)劃的本質(zhì)規(guī)律，并對其在教學中的應用進行更深入研究。

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