電網(wǎng)規(guī)劃方案的適應(yīng)性與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

摘要：隨著電力與人們生活的日益密切，電力重要地位的日益凸顯，人們也逐漸關(guān)注電網(wǎng)運(yùn)行安全問(wèn)題。而電網(wǎng)規(guī)劃是電力系統(tǒng)建設(shè)的一項(xiàng)必不可少的前期工作，合理地進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃，可以獲得很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。而作為電網(wǎng)規(guī)劃工作的一個(gè)重要補(bǔ)充，對(duì)規(guī)劃方案的適應(yīng)性和風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估同樣具有極高的重要性。文章介紹了電網(wǎng)規(guī)劃方案的適應(yīng)性評(píng)估，并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估的基本思路進(jìn)行了研究，旨在為電網(wǎng)安全運(yùn)行提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃方案;適應(yīng)性;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;蒙特卡羅模擬;電網(wǎng)運(yùn)行;電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM715 文章編號(hào)：1009-2374（2015）02-0142-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0168

在電力規(guī)劃工作中，需要對(duì)電力規(guī)劃方案進(jìn)行評(píng)估。在實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)行中，盡管很有可能其真實(shí)運(yùn)行環(huán)境與進(jìn)行電力規(guī)劃工作時(shí)的環(huán)境大相徑庭。在新的環(huán)境下，整個(gè)電力系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)一些新的變化和所未考慮到的情景。在這些變化及情景下，電力規(guī)劃方案是否仍能達(dá)到預(yù)想的目的，是否仍能提高整個(gè)電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電資源的配置效率，是否仍能具備良好的開(kāi)放性、經(jīng)濟(jì)性和安全性指標(biāo)，將是電力工作者最為關(guān)心的問(wèn)題之一。由此，電力規(guī)劃方案的適應(yīng)性和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和電力系統(tǒng)規(guī)劃工作一樣具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。

1 市場(chǎng)模擬技術(shù)簡(jiǎn)介

電力市場(chǎng)是一個(gè)非線性、大跨度、多控制變量的復(fù)雜系統(tǒng)，對(duì)其未來(lái)的走勢(shì)難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，無(wú)法利用數(shù)學(xué)建模的方法予以抽象描述與研究，使得市場(chǎng)模擬成為研究電力市場(chǎng)發(fā)展與演化規(guī)律的有效方法。市場(chǎng)環(huán)境下的不確定性因素較多，比如市場(chǎng)主體的報(bào)價(jià)行為，在模擬現(xiàn)實(shí)電力市場(chǎng)的同時(shí)，如何有效處理這些不確定性因素，使得市場(chǎng)模擬平臺(tái)能夠充分反映出電力市場(chǎng)中不確定性，成為市場(chǎng)模擬技術(shù)研究中無(wú)法回避的問(wèn)題。

2 電網(wǎng)規(guī)劃方案適應(yīng)性評(píng)估

為了確保發(fā)電公司能夠?qū)ξ磥?lái)時(shí)間內(nèi)對(duì)用電計(jì)劃、網(wǎng)絡(luò)安全、檢修計(jì)劃有著科學(xué)決策，電力公司市場(chǎng)運(yùn)行部需要對(duì)未來(lái)中、短期時(shí)間內(nèi)的供應(yīng)狀況進(jìn)行信息搜索和分析，并公布預(yù)測(cè)結(jié)果，從而為公司進(jìn)行投資和發(fā)電決策提供信息。

2.1 規(guī)劃方案適應(yīng)性評(píng)估的分析計(jì)算

發(fā)電公司對(duì)未來(lái)運(yùn)行計(jì)劃方案的評(píng)估必須要收集相關(guān)的運(yùn)行計(jì)劃信息，一般來(lái)說(shuō)需要搜集未來(lái)一年內(nèi)的包括發(fā)電公司、用戶(hù)及輸配電網(wǎng)絡(luò)等方面的信息。搜集的內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)安全約束情況，發(fā)電和輸配電設(shè)備的建設(shè)、投產(chǎn)、停運(yùn)計(jì)劃，電能量約束，負(fù)荷預(yù)測(cè)等。

通過(guò)對(duì)以上數(shù)據(jù)的分析和評(píng)估，可以為發(fā)電公司制定未來(lái)電網(wǎng)規(guī)劃方案提供依據(jù)，同時(shí)數(shù)據(jù)的公布也便于發(fā)電公司了解在規(guī)劃方案中可能出現(xiàn)的用電安全問(wèn)題及發(fā)電機(jī)組的發(fā)電情況。

2.2 中期規(guī)劃方案適應(yīng)性評(píng)估

電網(wǎng)規(guī)劃方案的中期適應(yīng)性評(píng)估是指在未來(lái)的第8天起到24個(gè)月后為止的時(shí)間內(nèi)，市場(chǎng)運(yùn)行部門(mén)要對(duì)這段時(shí)間范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和評(píng)估，并及時(shí)公布。

對(duì)中期電網(wǎng)方案數(shù)據(jù)的計(jì)算主要包括以下方面：負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、市場(chǎng)內(nèi)的備用容量的安排、系統(tǒng)最大可用發(fā)電容量之和、可能發(fā)生備用短缺時(shí)段和因網(wǎng)絡(luò)約束對(duì)發(fā)電調(diào)度時(shí)間的影響、發(fā)電機(jī)組和輸配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況、預(yù)計(jì)可能發(fā)生的電力系統(tǒng)破壞等，通過(guò)相應(yīng)的中期適應(yīng)性評(píng)估程序計(jì)算后，市場(chǎng)運(yùn)行部門(mén)要將結(jié)果公布給所有發(fā)電公司，發(fā)電公司根據(jù)結(jié)算結(jié)果對(duì)相應(yīng)的規(guī)劃方案進(jìn)行修訂和實(shí)施。

2.3 短期方案適應(yīng)性評(píng)估

短期方案的適應(yīng)性評(píng)估是指對(duì)未來(lái)一個(gè)月內(nèi)一個(gè)星期的系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，每天都要公布運(yùn)行結(jié)果，即短期適應(yīng)性評(píng)估。對(duì)中期電網(wǎng)方案數(shù)據(jù)的計(jì)算主要包括以下方面：負(fù)荷預(yù)測(cè)、預(yù)計(jì)可能出現(xiàn)的電網(wǎng)運(yùn)行破壞、預(yù)測(cè)因網(wǎng)絡(luò)約束引起的電網(wǎng)調(diào)度的時(shí)間、輸配電網(wǎng)的運(yùn)行情況、機(jī)組所允許的并網(wǎng)停機(jī)次數(shù)、預(yù)測(cè)系統(tǒng)可用發(fā)電容量總和等。市場(chǎng)運(yùn)行部門(mén)需要將通過(guò)計(jì)算程序得出的結(jié)果每日公布出來(lái)，供電公司根據(jù)公布結(jié)果對(duì)申報(bào)的用電計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。

3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

3.1 電力規(guī)劃方案風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究現(xiàn)狀

目前關(guān)于發(fā)電側(cè)競(jìng)價(jià)策略的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究甚多，而對(duì)于電力規(guī)劃方案的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究則相對(duì)較少。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的主要方法有風(fēng)險(xiǎn)概率、影響評(píng)估矩陣、波動(dòng)性分析、敏感性分析、VaR模型等。波動(dòng)性分析通過(guò)實(shí)際結(jié)果偏離期望結(jié)果的程度衡量風(fēng)險(xiǎn)，評(píng)估指標(biāo)主要為方差。VaR模型是指在一定概率水平（置信度）下，利用某一風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)在未來(lái)特定的一段持有期內(nèi)的最大可能損失評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)有的規(guī)劃方案風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法一般建立各類(lèi)評(píng)估指標(biāo)，通過(guò)市場(chǎng)電價(jià)的波動(dòng)或者市場(chǎng)主體的收益變化情況，衡量市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估算法的計(jì)算方法主要有三種：非參數(shù)法、參數(shù)法和隨機(jī)模擬法。其中，非參數(shù)法通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的頻率統(tǒng)計(jì)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;參數(shù)法假設(shè)風(fēng)險(xiǎn)因素的分布已知，通過(guò)統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)估計(jì)出風(fēng)險(xiǎn)因素的分布參數(shù)，并以此通過(guò)一定的數(shù)學(xué)推導(dǎo)求解風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估問(wèn)題;隨機(jī)模擬法是建立系統(tǒng)或決策問(wèn)題的數(shù)學(xué)或邏輯模型，通過(guò)對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行重復(fù)的模擬，獲得對(duì)系統(tǒng)行為的認(rèn)識(shí)或幫助解決決策問(wèn)題的方法，適用于沒(méi)有充足數(shù)據(jù)或現(xiàn)有數(shù)據(jù)無(wú)法滿足需求或者難于對(duì)復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)構(gòu)造解析模型等情況。在評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，需要計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)損失概率，這就要求選取的統(tǒng)計(jì)資料具有代表性及時(shí)限的合理性，否則，計(jì)算出的風(fēng)險(xiǎn)損失概率可能出現(xiàn)為0的情況。定性的風(fēng)險(xiǎn)損失概率描述一般分為4種情況，即不可能發(fā)生、可能但未曾發(fā)生、發(fā)生數(shù)次、經(jīng)常發(fā)生。定量的風(fēng)險(xiǎn)損失概率一般以數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的概率形式給出。例如，在競(jìng)價(jià)中的電價(jià)風(fēng)險(xiǎn)可表達(dá)為成交概率為80%或60%等。兩種描述可以通過(guò)層次分析法或群決策等方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

電網(wǎng)規(guī)劃方案風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具體步驟為：（1）將被評(píng)估電網(wǎng)規(guī)劃方案報(bào)價(jià)數(shù)據(jù)視為常量，對(duì)于其他市場(chǎng)主體所申報(bào)的電價(jià)和電量以概率性序列進(jìn)行表示，從而可得到各市場(chǎng)主體所申報(bào)電價(jià)、電量的序列;（2）根據(jù)各市場(chǎng)主體的報(bào)價(jià)數(shù)據(jù)序列，來(lái)計(jì)算各購(gòu)電主體之間、各售電主體之間的電量成交價(jià)之差的序列和期望值;（3）對(duì)各交易對(duì)按照成交價(jià)差期望值的大小作排序，模擬市場(chǎng)出清過(guò)程，并計(jì)算各交易對(duì)之間的成交概率以及對(duì)應(yīng)的成交電量序列及期望值;（4）計(jì)算已成交的交易對(duì)雙方剩余未成交電量序列、成交電價(jià)序列及期望值;（5）重續(xù)以上步驟，直至所有價(jià)差期望值大于零的交易均成交完畢后或者被評(píng)估市場(chǎng)主體的交易均完成方可結(jié)束循環(huán)步驟;（6）計(jì)算被評(píng)估市場(chǎng)主體各次交易后平均成交電價(jià)序列及總成交電量序列;（7）根據(jù)成交結(jié)果計(jì)算電網(wǎng)規(guī)劃方案風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)，評(píng)估該方案所面臨的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃方案的適應(yīng)性與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估即是提高企業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，又是確保電力系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。同時(shí)由于電力系統(tǒng)自身的非線性、多變量和復(fù)雜性，對(duì)其選擇方案的計(jì)算也就更加復(fù)雜，對(duì)電力市場(chǎng)中不確定性因素概率特性的描述也更為復(fù)雜，無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)的解析方法去描述，各項(xiàng)指標(biāo)和參數(shù)也難以進(jìn)行求取。因此需要針對(duì)整個(gè)電力市場(chǎng)的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并作出量化的評(píng)估，才能避免負(fù)荷過(guò)快增長(zhǎng)、市場(chǎng)成員不理智報(bào)價(jià)等問(wèn)題的產(chǎn)生。并且通過(guò)對(duì)市場(chǎng)環(huán)境下電網(wǎng)規(guī)劃適應(yīng)性及風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估，也是提高企業(yè)和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的重要手段，對(duì)于確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定高效的運(yùn)行具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊衛(wèi)紅.城市電網(wǎng)規(guī)劃風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型及風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避方法研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2012.

[2] 周安石，楊高峰，洪元瑞，等.兼顧計(jì)劃與市場(chǎng)環(huán)境的電力規(guī)劃決策與評(píng)估系統(tǒng)[J].中國(guó)電力，2013，37（11）.

[3] 張焰.電網(wǎng)規(guī)劃中的模糊可靠性評(píng)估方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012，20（11）.

[4] 康重慶，楊高峰，夏清.電力需求的不確定性分析

[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2005，29（17）.

作者簡(jiǎn)介：羅陽(yáng)洋（1985-），男（瑤族），廣西來(lái)賓人，就讀于廣西大學(xué)，工程師，研究生，研究方向：電網(wǎng)規(guī)劃。

（責(zé)任編輯：蔣建華）