墓于可靠性评价的电网综合评价体系

吴钢

摘要：本文提出了面向电网规划的电网评价综合体系，将可靠性、安全性和经济性指标统一起来，并在此基础上研究了电网规划的数学模型。针对国内电网规划现状，绘制了基于可靠性评估的电网规划流程图，在该流程中所有的计算均使用国内通用的大型商业软件，更具可信度基于可靠性评价的电网规划数学模型。

关键字：电网综合评价体系；模型；电网规划

电网规划质量的评价需要一个统一的标准，即规划的电网可靠性能否满足用户需要，安全性能否满足运行要求，经济性能否满足节能减排和可持续发展的需要。因此，需要建立一个能够综合考虑可靠性、安全性和经济性的电网综合评价体系。考虑到电网规划的要求，在进行电网综合评价时，最优先考虑综合经济性指标，其次是可靠性指标，由于电网的安全性可以在设计和运行阶段得到加强，因此安全性指标的优先级为最小。

因此我们以的电网综合评价体系为基础，研究基于可靠性评价的电网规划分层最优化数学模型。

（1）目标函数

式中，Ps为优先层次的记号，属于第优先层次，并且各Ps之间的关系为Ps>Ps+1，表示第s优先层次“优先于”第s+1优先层次。

X——网架规划方案

即综合费用CT最小，包括停电损失、投资成本、运行成本和损耗成本四个部分部分。计算公式具体如下：其中，CR为停电损失，CI为投资成本，CO运行成本和CL为损耗成本。

（2）有功平衡约束

式中：load——各点负荷

Gen——电源有功

求解方案

求解多目标分层次优化模型，原则上只要按模型所要求的优先层次逐层地进行求解，最后便可获得一定意义下的解。本文提出的数学模型，每个优先层次的求解均可使用商业软件计算完成。其中综合费用和供电可靠性可由本文提出的可靠性综合指标模型使用软件计算得出，短路电流等安全性指标则可使用软件计算得出模型的计算具有通用性和权威性，其难点在于规划方案即的提出和筛选，这也是目前电网规划数学模型共同面临的问题。若使用遍历法求解则会发生计算量过大，效率过低的情况，若使用启发式算法则难免产生遗漏，且求解的规划方案不一定与地理条件等实际情况相适应。因此，本文提出使用基于可靠性评估的专家辅助决策系统，根据专家经验库和实际情况提出规划方案库，在此基础上进行优化选择。

基于可靠性评价的电网规划流程

电网规划是一个多目标、分层次、包括大量不确定因素的离散、非线性约束的混合整数规划问题优化问题，受实际社会经济情况和地理环境等条件制约，且需要满足安全性、载流量、电压降等约束条件。简单的建立数学模型和编写程序并不能满足电网规划的实际需求。文献一川更侧重目标函数和算法，其可靠性评估模块的算法并不适于大规划网架的评估，没有提出完整的基于可靠性评估的电网规划流程和体系。

基于可靠性评估的电网规划是一个完整的工作体系，在规划的各个阶段有着不同的目标和方法，因此，合理利用专家辅助决策系统可以大量减少运算量，且更具有实际操作价值。本文提出基于可靠性评价的电网规划流程，在进行电网规划的前期阶段，通过对现状电网的评估，丰富专家辅助决策系统的经验，经过传统的负荷负荷预测，厂站布点和电力电量平衡之后，由专家根据辅助决策系统进行有针对性的推荐方案选择。推荐方案的选择结果成为专家经验库的新经验，并成为目标网架的重要参考专家根据辅助决策系统提出目标网架待选方案和过渡网架待选方案，通过求解上文提出的数学模型，进行最优方案的选择整个电网规划的流程中，可靠性评估和推荐方案综合优化选择是重点和难点。在本论文的下几章中，将着重介绍电网可靠性评估及实例分析，并以考虑导线截面的配电网网架选择和架空线最优分段方案选择为例，介绍推荐规划方案的选择。

本文提出了适用于电网规划的实用电网综合評价体系，该体系综合考虑了可靠性，安全性和经济性，并且每个指标都可以由商用软件求解，因而评价结果具有通用性和权威性。在此基础上，提出了电网规划的分层次、多目标优化数学模型，该模型的求解核心在于规划方案的选取，在规划的前、中、后期进行网架的评价和筛选，从而避免出现电网规划计算机解法中经常出现计算量过大或方案遗漏问题。

参考文献：

[1]电力市场环境下输电网规划建模及求解方法研究[D].谢敏.华中科技大学.2005

[2]基于风险评估理论的输电网络扩展规划研究[D].刘思革.上海交通大学.2009

[3]空间分析与电网规划理论的研究[D].杨丽徒.解放军信息工程大学.2004endprint