墓于可靠性評價的電網(wǎng)綜合評價體系

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)濟性指標統(tǒng)一起來，并在此基礎上研究了電網(wǎng)規(guī)劃的數(shù)學模型。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)學模型。

關鍵字：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)一的標準，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)濟性的電網(wǎng)綜合評價體系。考慮到電網(wǎng)規(guī)劃的要求，在進行電網(wǎng)綜合評價時，最優(yōu)先考慮綜合經(jīng)濟性指標，其次是可靠性指標，由于電網(wǎng)的安全性可以在設計和運行階段得到加強，因此安全性指標的優(yōu)先級為最小。

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

（1）目標函數(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——各點負荷

Gen——電源有功

求解方案

求解多目標分層次優(yōu)化模型，原則上只要按模型所要求的優(yōu)先層次逐層地進行求解，最后便可獲得一定意義下的解。本文提出的數(shù)學模型，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模型使用軟件計算得出，短路電流等安全性指標則可使用軟件計算得出模型的計算具有通用性和權威性，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。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，在此基礎上進行優(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、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。文獻一川更側(cè)重目標函數(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)的負荷負荷預測，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)進行有針對性的推薦方案選擇。推薦方案的選擇結果成為專家經(jīng)驗庫的新經(jīng)驗，并成為目標網(wǎng)架的重要參考專家根據(jù)輔助決策系統(tǒng)提出目標網(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)學模型，進行最優(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)濟性，并且每個指標都可以由商用軟件求解，因而評價結果具有通用性和權威性。在此基礎上，提出了電網(wǎng)規(guī)劃的分層次、多目標優(yōu)化數(shù)學模型，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。

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