基于集對分析的柔性電網規劃方法

（廣東電網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規劃方法

陳廣興

（廣東電網公司佛山順德供電局 , 廣東 順德 528000）

現階段我國的電網規劃面臨著大量的問題，這些問題嚴重影響了電網規劃的順利進行。現階段在進行柔性電網的規劃過程中要考慮投資的費用問題，電網可靠性問題和環境影響問題等等，基于集對分析的方法能夠很好的滿足電網規劃中的相關要求。本文對南方某電網進行分析，經過分析發現基于集對分析的電網規劃方案能很好的解決相關的評價問題。

電力系統；柔性電網；集對分析；電網規劃

概述

在現在的經濟環境下，柔性電網的規劃面臨著大量的影響因素和不確定的風險因素，比如社會經濟的發展現狀，政府的政策，電力負荷的變化和電源的規劃等等。面對以上各種問題，如何對電網的規劃做出合理的選擇，是現階段對柔性電網規劃重點研究的內容。本文采用了基于集對分析法對柔性電網進行規劃，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濟性等相關因素，最終得出最優方案。

1 關于集對分析法的介紹

基于集對分析法對柔性電網進行詳細的規劃已經成為了現階段電網規劃采用的主要方法之一，這對我國電網規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工作會議上提出的一種新的方法。SPA法是一種關于不確定和確定的系統中同、異、反定量分析的系統分析方法。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一的系統當中進行分析，從而做到能夠全面的將整個事務進行細致的規劃。

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

在上式中，a代表的是相應集合的同一度，b代表相關集合的不確定性，即差異度，c代表的是相應集合的對力度。i代表的是相關系數，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和確定性系統完成了對立統一的關系。集對分析法對于電網規劃的評價具有重要的的指導意義，現階段我國對于電網的規劃普遍采用這種方法。

2 集對分析對城市電網規劃的指導

圖2 供電網絡規劃方案

表1 各個方案的因素值

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

3 集對分析的評價步驟

將集對分析與實際場景相結合，并且總結出來一整套評價事務優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）確定對被評價事務的衡量條件

首先假設被評價的事務用M進行表示，并且根據相關的標準去評價事務的優劣。對于一個事務優劣的評價可以從總體上反應被評價事務M的優點和缺點以及相關的變化程度。要根據實際問題的需要，制定出符合技術要求、經濟要求和社

會要求的評價標準，確定出衡量條件集。

（2）權系數的確定

對于被評價的對象M，一般要采用一定的權系數表示每個衡量條件的重要性。權系數的大小對于聯系度具有舉足輕重的作用，不同的權系數會得出不同的結論。但由于權系數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系數，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，從而確定權系數。

（3）建立被評價事務M的評價方案

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

（4）設定決策聯系度并且篩選相應的待評方案

（5）確定最優方案

將上面篩選出來的所有可行的方案和理想系統的聯系度集對進行相應的比較，并且比較相應的集對勢序。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方案。

4 基于集對算法的電網規劃實例

圖1是我國南方電網某供電網絡，現在需要對電網進行進一步規劃。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想。在規劃過程中需要考慮供電網絡的可靠性M1，投資費用M2，環境的影響M3這三個因素對柔性網絡的規劃。下面首先利用遺傳算法得出三個電網規劃方案如下圖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。并且已經給出了每個方案的各個因素值如表1所示，

接著根據實際需要并且利用層次分析法得到相應的權系數0.524，0.342,0.143。接著對以上三個電網規劃方案建立和理想系統的同、異、反聯系度。得到相應的聯系度后對三個電網規劃方案進行初步的篩選。最后計算出相應的計算聯系度的集對勢，確定最優方案。經過對比發現得出方案三的集對勢最大，即方案三最優。

結語

脆弱性是電網的一個顯著特性，電網的運行受到多種因素的影響并且不好被人控制。電網的規劃具有不確定性、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的規劃，經過對比發現基于集對分析的的電網規劃方法能夠很好的解決電網規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的優化算法為柔性電網的規劃提供最優的方案。

[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定性分析[J]．吉林林學院學報，1997，13（4）：232-235．

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

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