多不确定性信息的多目标电网规划研究

莫倩基

摘 要：在电网规划过程中所存在的各类不确定信息，其处理结果直接关系到整体电网规划效果，尤其是在经济处于快速发展的区域内，科学处理不确定信息格外重要。电网规划中存在不确定性的原因在于区域经济发展的不确定性，通过对电网规划中的多不确定信息处理，进行多目标电网规划。本文对多不确定性信息的多目标电网规划进行简单分析。

关键词：不确定信息；多目标；电网规划；不确定性；不确定信息处理

科学合理的电力系统规划时确保我国电力系统经济、可靠、安全运行的重要前提。在当前的社会发展和国家经济进步的背景下，如何实现科学合理的电力系统规划是确保社会稳定、经济快速发展的重要内容。电网规划中存在的不确定性，导致电力规划工作的难度提高。在电网规划中，不确定性是突出特点之一，这也是在电网规划中必须要考虑的重要因素。

1 多目标电网规划的必要性

随着我国经济的快速发展，电能逐渐成为生产和生活中的重要能源，电力工业成为支撑我国经济快速发展的重要命脉。合理的电网布局和结构能够满足人类对电能的基本需求，同时能够最大限度减少电能损耗，因此在电力工业中电网规划具有重要作用。电网规划可以分为配电网规划和输电网规划两大类。输电网规划主要任务是要结合电网规划期间的电源规划方案及负荷增长水平，力争在规划期末能够促使电力网络成为较为理想的结构，从而满足不断增长的电能需求，通过灵活机动的运行方式变化，促进电网的深入发展。欠缺合理的电网规划，不仅仅会导致经济和资源的损耗，严重情况下回导致重大安全事故。

输电网规划主要目的是结合用电用户需要，经济、可靠、安全的将电能从发电中心输送至各个负荷中心，需要能够确保电能质量在能够接受的范围内。可靠的输电系统，不仅仅要能够承受各种类型的单一故障，在发生各类单一故障时，要求各个负荷中心都能够始终处于合格电压条件下，确保系统电力元件不出现过负荷现象。为了能够达到越来越高的电网规划要求，需要对全盘电网进行综合考虑，将目标网架可靠性、经济性，融入环境影响和社会等因素，选择最佳目标。考虑多个目标时，当其中某个目标和最优较为接近时，此时另一个目标距离最优相对较远，这就代表电网规划的问题是具有矛盾性的多目标优化规划问题。从数学角度来看，电网规划模型的约束条件和目标函数都具有非线性，导致分析计算的难度加大。同时，在电网规划过程中，涉及大量的不确定性因素。综合考虑，可以将电网规划作为一个包括多不确定性信息的多目标非线性规划。解决如此复杂的优化规划问题，必须要采用科学的条理来对规划过程进行剖析，从而制定科学、合理的电网规划方案，促进电网的进一步发展。

2 多不确定性信息的多目标电网规划

2.1 基于云理论的多目标电网规划模型

2.1.1 不确定性信息和云处理。目前，我国电网规划中存在的不确定信息主要包括三种类型：第一是市场环境的不确定性。近几年来，我国经济快速发展，国民经济水平不断提高的同时，电力市场的环境也在发生变化，市场环境的变化导致电网负荷增长水平及电源情况都产生不确定性。第二是网络结构的不确定性。市场环境变化导致的电网负荷增长水平和电源情况发生不确定性，导致网络结构存在不确定性。第三是网络状态的不确定性。人为因素、环境影响因素及设备可用性因素等因素影响导致网络状态的不确定性。针对各类不确定性信息的处理，采用云处理方式主要是针对经济性指标进行处理。从实际状况出发，规划人员利用云轮廓，分析已知数据的可能取值，利用统计原理、概率分布来分析数据取值范围和确定经济评价值，从而产生较为精确的投资费用数额，为电网进行合理规划创造可靠条件。

2.1.2 多不确定信息的多目标函数。结合云处理的性质可以看出，论域U本身也存在一维和多维的特性，因此给多目标模型的建立提高了较大便利，结合我国电网规划的实际目标，可以构造二维的综合评价云。正向二维云发生器逐步包括三部算法：生产以（EN1和EN2）为期望值，以He21，He22为方差的二维正态随机数，之后利用公式计算不确定度，第三部生产云滴。通过不断重复以上三个步骤，一直到生成N个云滴为止。

2.1.3 电网规划云理论模型建立。为了能够确保基于云理论所建立的新模型能够满足电网规划的实际需求，在实施规划时，首先要求规划人员充分考虑电网规划中的各类不确定性信息，而后将可靠性目标和经济性目标都分别输入到逆向云发生器中。完成相关操作后，将具有数字特征表示的可靠性和经济性目标都转换为二维云形态，输入线性加法器逆向云发生器后，产生目标函数的最终定性表示，然后利用波动因子来建立弹性的约束条件。根据云理论的特点，结合电网规划中的多不确定性信息相关特性，利用基于云理论建立的模型分析，通过云发生器对各种不确定性信息进行定量分析处理，采用定性表达，选择最关键的可靠性目标和经济性目标作为目标函数，详细的系统分析完全符合我国电网规划的实际需要，可以判定为基于云理论的电网规划方法切实可行。

2.2 输电网规划综合评价和决策

通过利用不确定方法来解决电网规划中的实际问题，采用寻优结果选择优越方案集，产生可行性方案，这不仅仅需要确保不确定方法分析的科学性，同时需要具有合理的综合评价方案以及科学的决策展开，这样才能让决策者从多种集中方案中选择并评价最优方案。选择的最优电网规划方案，能够产生理想的经济效益和社会效益，因此在选择最终规划方案时，要从方案灵活性、可靠性、经济性及社会影响和环境友好程度等方面进行综合考量。要综合考虑方案的经济技术性能，同时兼顾投资政策和发展策略下的主观要求来选择合理的评价指标。通过运用决策准则对各个规划方案进行定量或定性的评价指标分析，最后采取统一的测度来衡量各方案指标值的优劣，从而对各个规划方案进行优劣排序，确定最佳方案。

在评价指标选择时，要结合地区电网特点，考虑地区地域条件、决策者制定的政策及地区宏观发展，坚持“掌握重点、突出细节，统筹兼顾、总览全局”基本原则，从电网技术性能、社会效益、经济效益和环境效益多方面来选择完善、合理、科学的评价指标。对选择的评价指标科学分配指标权重，而后建立综合评价和决策模型。决策者从多方面指标对可行性方案进行考量，利用各个方案之间存在的细微差别来选择优越方案，从而形成最终方案。

3 结语

随着我国电力系统的不断发展，多不确定性信息和多目标的多重结构已逐渐成为未来电网规划的必然趋势。在进行电网规划时，要结合我国实际国情，采用合理的电网规划模型和科学的综合评价机制，选择最优方案，从而实现最佳规划，为我国日益增长的电能需求提供源源不断的动力支撑，保障我国国民经济的快速发展。

参考文献

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