多不确定性信息的多目标电网规划研究

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摘要： 随着社会发展对电力系统要求的不断提高。目前，我国电网规划已经由传统的单一结构逐步发展为多目标、多不确定性信息的多重结构。虽然这在很大程度上促进我国社会经济的发展，但是也给电网规划人员带来了巨大的挑战。本文主要从多目标、多不确定性信息的角度出发，在建立弹性电网规划模型的基础上，探索电网规划综合评价指标体系和决策方法，以此来为今后电网规划工作提供一定的参考依据。

Abstract： With the development of society， the requirements of power system are constantly improved. At present， China's power grid planning has gradually developed into a multi-objective， multi-uncertain information of multiple structures from the traditional single structure. This is largely contributed to the development of China's society and economy， but this also brings challenge to the staffs of power grid planning. This paper mainly explores the comprehensive evaluation index system and decision-making methods of network planning from the perspectives of multi-target， multi-angle uncertain information which is based on the flexible network planning model， providing reference for the future power grid planning.

关键词： 多不确定性；多目标；电网规划

Key words： multi-uncertain；multi-objective；power grid planning

中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）35-0031-02

0 引言

随着我国社会的飞速发展，各个领域对电力系统的需求也在不断增加，电网规划也得到了相关部门的高度重视。科学合理的电网规划方法不仅能够满足社会各领域对电力系统的需求，而且还能够在很大程度上减少能源的消耗。因此，采取有效措施对电网进行合理规划，对电力行业的发展和社会经济的提高都有重要的意义。

1 国内外对多目标电网规划的研究现状

1.1 规划模型 随着我国电力系统改革的不断深入，传统电网规划中所采用的将规划问题表述为确定性规划问题进行求解的方法已经无法满足目前电网的规划需求。为此，专业人员研发出了一种不确定性方法，以此来从根本上满足电网规划的根本需求。

1.1.1 不确定性研究 不确定性方法按照性质分，主要包括随机规划方法和模糊规划方法两种。其中，随机规划方法对数据的处理具有随机性，主要采用概率统计的方法来对相关参数进行描述，而模糊规划方法主要是采集一些边界不明显的对象进行分析。这两种方法与确定性数据规划最大的区别就是，二者在规划的过程中，都涉及到了一些数量的随机变量，而确定性数据规划中的数据都是已经确定的数据。不确定性方法按照表示方式划分，主要又可以分为证据理论法和可信性法两种，前者主要是将不确定性问题形式化之后再进行分析和解决，后者则是通过引入可行度概念的方式，对不确定性信息进行可信性分析。

1.1.2 目标函数 随着电网结构逐渐趋于复杂，越来越多的要求被纳入到电网规划工作中，比如说系统运行的可靠性、经济性和安全性等。这就要求规划人员要改变传统的规划理念，根据实际需求，在考虑电网规划经济性的同时，还要充分考虑其安全性和可靠性，从而实现多目标电网的合理规划。

1.2 综合评价及决策 无论是哪一种规模的电网规划，综合评价及决策都占据着重要的位置，是电网规划中的一个重要环节。规划人员不仅需要从不同层面来进行综合评价，而且还要根据众多因素对规划工作的影响来对多种规划方案进行综合评估，通过评估来给每一种规划方案评分，以此来选择最佳的规划方案。

2 基于云理论的多目标电网规划模型

在传统的电网规划模型的建立中，涉及到的内容几乎全部都有精确的数值。规划人员可以根据这些精确的数值来规划出一个具有唯一性的最佳方案，而这些精确数值便成为了最佳方案建立过程中的重要依据。然而，在未来电网发展过程中，各种不确定性因素的影响是必不可少的，这些不确定性因素会在很大程度上会影响到电源和负荷的预测结果，从而导致无法获取精确的数值。在这种情况下，专家人员提出了基于云理论的多目标电网规划模型，以此来对电网规划中的随机不确定性和模糊不确定性进行综合分析，并给出相应的数学模型表述。

2.1 不确定性信息及其云处理 就我国目前电网规划中的不确定性信息来看，主要包括三种类型，首先是市场环境的不确定性，随着我国国民经济发展水平的不断提高，电力市场环境也在不断发生变化，从而导致了电源情况和负荷增长水平都有一定的不确定性，对电网投资建设费用和系统潮流都产生了较大的影响。其次是网络结构的不确定性，网络结构的不确定性很大程度上是由于电源、负荷水平的不确定性导致的。最后是网络状态的不确定性，这种类型不确定性的影响因素主要包括三种，即设备可用性因素、环境影响因素以及人为因素等。

对不确定性信息的云处理主要指的是经济性指标的云处理，规划人员要从实际情况出发，利用云的轮廓对已知数据的可能取值进行分析，通过统计原理分析数据取值范围以及概率分布方法确定经济评价值，最终得到一个精确数值的投资费用，为电网的合理规划提供可靠的依据。

2.2 包含多不确定信息的多目标函数 随着我国多目标电网规划研究的不断深入，包含多不确定信息的多目标函数也得到了电网规划人员的高度重视。根据云的性质我们能够知道，论域U本身存在的一维和多维的特性，给多目标模型的建立提供了很大的便利，结合电网规划的目标，构造二维综合评价云，过程如图1所示。

此二维云发生器的具体算法步骤主要包括3步。首先要生成一个以（En1，En2）为期望值，以（He12，He22）为方差的二维正态随机数，然后要利用相关公式对不确定度进行计算，最后生成一个云滴。不断将以上步骤进行重复，直到生成N个云滴为止。

2.3 基于云理论的电网规划新模型建立 基于云理论的输电网规划新模型建立步骤简述如下：为了能够确保新模型的建立能够满足电网规划的根本需求，规划人员首先要对电网规划中的不确定性信息进行充分考虑，将经济性目标和可靠性目标分别输入逆向云发生器；以上环节完成之后，接下来就要将由数字特征表示的经济性目标和可靠性目标转换为二维云形态；输入到加入线性加法器的逆向云发生器得到目标函数的最终定性表示；通过波动因子建立弹性约束条件。建模流程如图2所示。

通过对该模型的建立，在结合目前电网规划要求的基础上，对该模型进行详细系统的分析，结果表明，该模型完全符合电网规划的根本需求。由此可见，基于云理论的电网规划方法是切实可行的。

3 结语

综上所述，随着我国目前电力系统的不断发展，多目标、多不确定性信息的多重结构已经成为未来电网规划的一个必然趋势。为了能够从根本上实现对电网的合理规划，相关部门必须了解国内外对多目标电网规划的研究现状，从而在此基础上根据我国社会发展对电力系统的需求，采取合理的电网规划模型和综合评价机制，以此来确保电网的规划能够满足社会的发展需求。

参考文献：

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