探討電網規劃方案的適應性與風險評估

摘要：如今，電力在我們的生活中已經占據著越來越重要的位置，它與我們的生活息息相關。對于電力企業來說，必須要做好電力的規劃工作，保證電力的穩定、高效輸送，而在電力規劃工作中一項非常重要的工作就是評估電力規劃方案的適應性與風險。因為隨著電力的應用范圍增大，其系統結構便愈加復雜，加上市場經濟中的眾多不確定因素影響，電力系統運行就面臨著更多的風險。本文就主要通過負荷與電價這兩個不確定性因素展開，對電網規劃方案的適應性和風險評估進行簡單的探討。

關鍵詞：電網規劃方案 適應性 風險評估 蒙特卡羅模擬

在電力系統建設的過程中，一項至關重要的工作就是電力系統規劃。它不僅是電力系統高效、穩定運行的保障，更是提高企業效益和社會效益的關鍵因素。如果電力系統規劃不合理或者不完善，就可能會在電力系統投入使用后出現問題，不僅造成很大的資源浪費，更會造成巨大的經濟損失。在電力系統的規劃中一個非常有效的措施就是評估電力規劃方案的適應性與風險，通過電力規劃方案的適應性與風險評估來考慮眾多確定的和不確定的影響因素，并作出相應的準備措施，這樣就可以避免在市場環境下面臨諸多的不可預知的風險。通常情況下對電力規劃方案的適應性與風險評估采用的是市場模擬技術。

1 市場模擬技術概述

顧名思義，電力市場模擬就是以實際電力市場成員和交易流程為基礎建立起的一個交易模型，通過這個模型可以使交易過程更加直接的體現出來，可以在此基礎上分析其發展趨勢、并對未來的市場格局及行為特點等等進行預測。隨著電力行業的發展壯大，對這方面的研究成果也豐富多彩，不同的發電商和電網運行商紛紛建立了自己的市場交易模型，這些類型眾多的模型各具優勢劣勢，有很多的模擬方法也能夠很準確、高效的模擬市場行為，比如說：基于實驗經濟學的模擬方法、基于傳統經濟調度思路的模擬方法、基于動力學系統的模擬方法、基于不確定性理論的模擬方法、基于博弈論的模擬方法以及基于Multi-Agent 結構的模擬方法等。這些電力市場模型是目前很常用的方法，其效果也比較好，但是也存在著一些問題：由于電力規劃方案通常是某區域今后5年或者更長時間內電力工業的發展戰略，時間跨度大，市場成員數量眾多，如采用以上幾種精確的市場模擬方法，則會帶來巨大的計算量，影響計算效率。鑒于此，本文便以目前市場上應用范圍最廣的模擬方法-蒙特卡羅模擬方法來對電力市場環境下電網規劃方案的適應性與風險評估進行簡單的探索分析。

2 蒙特卡羅電力市場模擬方法

該方法的原理是應用隨機生成的辦法模擬真實系統，然后對它的運行規律和功能情況進行分析，從而發現系統的運行規律。從內部角度分析，它是通過隨機變量的統計試驗、隨機模擬，求解數學、物理、工程技術問題近似解的數值方法。目前在電網的規劃工作中普遍采用蒙特卡羅模擬方法，有效的完成了概率模型建立、機會約束規劃模型建立、模糊可靠性評估方法等等。而在實際的電力系統中對于各種數據的計算都比較復雜，而且很多結果往往無法直接用計算表達式來描述，比如電力需求預測結果和電廠報價策略的不確定性就無法用解析表達式來描述，即使是其運行規律都比較確定也不能用數值求解的辦法來獲取各種系統參數以及評估指標的概率密度函數。這個問題也是電力市場環境中對電網規劃方案的適應性與風險評估中面臨的一個非常棘手的問題。蒙特卡羅模擬方法的一個優勢便是能為我們解決這個問題，它的運行原理就是通過建立模擬過程，在這個模擬過程中將兩者的隨機性融入進去，它可以視為一種分析市場過程的先進工具。這也是蒙特卡羅法的基本原理。

3 電網規劃方案的適應性與風險評估指標與方法

運用蒙特卡羅模擬方法來進行電網規劃方案的適應性和風險評估可以得到整個電網及市場的多個模擬結果。在此評估過程中有三個重要的指標：電網、市場和機組，這三個指標也間接的反應出電網規劃方案在不確定性環境下的風險。

3.1 電網，對于電網的計算分析主要從三個方面進行：日平均利用率、最高負荷點處潮流、最低負荷點處潮流。日平均利用率主要的作用是反映典型日當天線路或者斷面的利用情況，還可以將其范圍擴大，計算月度利用情況、年度利用情況等等。對于指標的計算有專門的公式，本文不作贅述。最高負荷點與最低負荷點處潮流情況最大的作用就是為我們體現斷面可能承受的尖峰或低谷潮流狀態。主要通過判斷其尖峰值與網絡的承受能力比較，如果超過了網絡的承受能力，就說明電網規劃方案的適應性不夠良好，電網系統面臨的風險也就更大；如果低谷值低于網絡的承受能力，則說明電網規劃方案還不夠優化，很可能會導致資源的浪費，應根據實際情況在合理的范圍內進一步優化方案。而日平均利用率主要的作用是為我們分析電網適應性與風險的平均水平，可以通過該參數直觀地對電網規劃方案進行評估。電網的這些指標參數情況是整個網絡方案的適應性和風險評估的重要組成部分，同時也是它的依據。

3.2 市場，市場方面主要由兩個部分組成：出清電價和總購電費。通過對這兩個指標分析可以了解和掌握整個市場的運營情況，以此從側面評估電網規劃方案在市場中存在的價值風險，如果指標參數值過高，就說明電網規劃方案的適應性比較差，其風險自然也比較大，如果參數值過低則說明方案適應性好，抗風險能力強。

3.3 機組，機組是電網系統中的一個重要組成部分，對它的風險評估主要以總收益、平均出力、最高負荷點處機組出力和最低負荷點處機組出力為指標參數。

以蒙特卡羅模擬為基礎的基于市場模擬的電網規劃方案是一種科學先進的方案，它的利用帶來了很多好處，比如它不僅能夠減輕計算的負擔，又能保證計算結果的廣泛性和特殊性，因此它成為眾多電力企業廣泛采用的實際電網規劃方案適應性與風險評估工作中的計算方法。比如在我國地區電力市場中便主要應用這種方法，2010年江蘇省便利用蒙特卡羅模擬方法對本地的電網規劃方案適應性與風險進行了評估，最終取得良好的成績。

4 結束語

電力市場環境中電網規劃方案的適應性與風險評估是保證電力系統高效、穩定運行的關鍵，也是提高企業和社會經濟效益的重要手段。而電力系統本身就是一個技術含量高、結構復雜的系統，對參數的計算也就愈加復雜。要尋求一種科學的辦法，提高計算的穩定性。

參考文獻：

[1]唐杰斌.考慮風能接入的多場景電網規劃及其風險評估[D].北京交通大學，2011.

[2]徐濤.綜合計及經濟性與可靠性代價的電網協調擴展規劃研究[D].華南理工大學，2011.

[3]楊衛紅.城市電網規劃風險評價模型及風險規避方法研究[D].華北電力大學（北京），2010.

[4]吳瑩燕，林韓，溫步瀛，黃道姍.基于屬性識別理論的電網規劃方案評估方法研究[J].電力與電工，2012，03：6-9.

[5]楊海濤，吳國旸，陳西穎，賀慶，宋新立.用于間歇性電源高滲透電網規劃的安全性評估方法[J].電力系統自動化，2012，24：15-20.