（廣東電網(wǎng)公司佛山順德供電局 , 廣東 順德 528000）

基于集對分析的柔性電網(wǎng)規(guī)劃方法

陳廣興

（廣東電網(wǎng)公司佛山順德供電局 , 廣東 順德 528000）

現(xiàn)階段我國的電網(wǎng)規(guī)劃面臨著大量的問題，這些問題嚴(yán)重影響了電網(wǎng)規(guī)劃的順利進行。現(xiàn)階段在進行柔性電網(wǎng)的規(guī)劃過程中要考慮投資的費用問題，電網(wǎng)可靠性問題和環(huán)境影響問題等等，基于集對分析的方法能夠很好的滿足電網(wǎng)規(guī)劃中的相關(guān)要求。本文對南方某電網(wǎng)進行分析，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)基于集對分析的電網(wǎng)規(guī)劃方案能很好的解決相關(guān)的評價問題。

電力系統(tǒng)；柔性電網(wǎng)；集對分析；電網(wǎng)規(guī)劃

概述

在現(xiàn)在的經(jīng)濟環(huán)境下，柔性電網(wǎng)的規(guī)劃面臨著大量的影響因素和不確定的風(fēng)險因素，比如社會經(jīng)濟的發(fā)展現(xiàn)狀，政府的政策，電力負(fù)荷的變化和電源的規(guī)劃等等。面對以上各種問題，如何對電網(wǎng)的規(guī)劃做出合理的選擇，是現(xiàn)階段對柔性電網(wǎng)規(guī)劃重點研究的內(nèi)容。本文采用了基于集對分析法對柔性電網(wǎng)進行規(guī)劃，并且將多個目標(biāo)值采用集對分析的方法進行分析綜合了可靠性和經(jīng)濟性等相關(guān)因素，最終得出最優(yōu)方案。

1 關(guān)于集對分析法的介紹

基于集對分析法對柔性電網(wǎng)進行詳細(xì)的規(guī)劃已經(jīng)成為了現(xiàn)階段電網(wǎng)規(guī)劃采用的主要方法之一，這對我國電網(wǎng)規(guī)劃工作起到了重要的推進作用。集對分析（SPA）是1989年趙克勤在全國系統(tǒng)工作會議上提出的一種新的方法。SPA法是一種關(guān)于不確定和確定的系統(tǒng)中同、異、反定量分析的系統(tǒng)分析方法。集對分析法是一種新的不確定性判斷性理論，它的核心思想是從同、反、異將不確定性因素和確定性因素納入到一個統(tǒng)一的系統(tǒng)當(dāng)中進行分析，從而做到能夠全面的將整個事務(wù)進行細(xì)致的規(guī)劃。

集對分析的內(nèi)容包括集對及聯(lián)系度等內(nèi)容。集對一般是指由兩個相關(guān)的集合組成的對子。按照集對的相關(guān)特性進行仔細(xì)的分析，并且進行相關(guān)的定量描述，最終得到聯(lián)系度的表達(dá)式，如下式

在上式中，a代表的是相應(yīng)集合的同一度，b代表相關(guān)集合的不確定性，即差異度，c代表的是相應(yīng)集合的對力度。i代表的是相關(guān)系數(shù)，取值范圍是[-1,1]，j代表的是對立標(biāo)記符，一般取值是-1.另外，a、b、c應(yīng)當(dāng)滿足的歸一化條件，即

通過上面兩個式子，將一些非確定性和確定性因素進行了描述。這種相

對性是由于客觀對象的復(fù)雜性和可變性以及對客觀對象認(rèn)識與刻畫的主觀性和模糊性造成的不確定性。該方法具有深刻的理論意義因為它將非確定性系統(tǒng)和確定性系統(tǒng)完成了對立統(tǒng)一的關(guān)系。集對分析法對于電網(wǎng)規(guī)劃的評價具有重要的的指導(dǎo)意義，現(xiàn)階段我國對于電網(wǎng)的規(guī)劃普遍采用這種方法。

2 集對分析對城市電網(wǎng)規(guī)劃的指導(dǎo)

圖2 供電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案

表1 各個方案的因素值

近幾年來國內(nèi)外的電力事故頻發(fā)，這些地區(qū)由于規(guī)劃不合理導(dǎo)致電力系統(tǒng)薄弱從而最終導(dǎo)致了事故的發(fā)生。因此如何做好電力系統(tǒng)規(guī)劃工作及其在運行過程中怎樣做到安全、可靠、經(jīng)濟的目標(biāo)已經(jīng)成為了迫切需要解決的實際課題。對城市電網(wǎng)的規(guī)劃是現(xiàn)階段我國電網(wǎng)規(guī)劃的主要部分?，F(xiàn)在我國城市電網(wǎng)為了保證電網(wǎng)的可靠的運行一般采用集對分析的柔性電網(wǎng)規(guī)劃法，這對城市電網(wǎng)的規(guī)劃具有重要 的指導(dǎo)意義。城市柔性電網(wǎng)規(guī)劃的特點有很多，和普通的電網(wǎng)規(guī)劃相比基于集對分析的柔性電網(wǎng)規(guī)劃方法是電網(wǎng)的規(guī)劃更加的科學(xué)合理，布局更加的安全。但是另一方面，集對分析規(guī)劃方法對規(guī)劃的經(jīng)濟性和技術(shù)的合理性要求更加的嚴(yán)格。城市柔性電網(wǎng)的規(guī)劃在基于集對分析的基礎(chǔ)上制定了相關(guān)的編制。在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上電網(wǎng)的規(guī)劃應(yīng)當(dāng)從市政方面著手，并且要保證電網(wǎng)規(guī)劃的經(jīng)濟性和規(guī)劃性。總之，在現(xiàn)階段采用集對分析對柔性電網(wǎng)規(guī)劃時應(yīng)當(dāng)注重電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)的合理性和經(jīng)濟性。

3 集對分析的評價步驟

將集對分析與實際場景相結(jié)合，并且總結(jié)出來一整套評價事務(wù)優(yōu)缺點的程序我們總稱為集對分析評價方法。

集對分析評價方法的步驟有以下五個步驟：

（1）確定對被評價事務(wù)的衡量條件

首先假設(shè)被評價的事務(wù)用M進行表示，并且根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)去評價事務(wù)的優(yōu)劣。對于一個事務(wù)優(yōu)劣的評價可以從總體上反應(yīng)被評價事務(wù)M的優(yōu)點和缺點以及相關(guān)的變化程度。要根據(jù)實際問題的需要，制定出符合技術(shù)要求、經(jīng)濟要求和社

會要求的評價標(biāo)準(zhǔn)，確定出衡量條件集。

（2）權(quán)系數(shù)的確定

對于被評價的對象M，一般要采用一定的權(quán)系數(shù)表示每個衡量條件的重要性。權(quán)系數(shù)的大小對于聯(lián)系度具有舉足輕重的作用，不同的權(quán)系數(shù)會得出不同的結(jié)論。但由于權(quán)系數(shù)往往是由人來確定的，因此，常常帶有主觀隨意性，影響到評價的真實性和可靠性。為了盡量合理地確定權(quán)系數(shù)，可以使用層次分析法[7]來確定衡量條件間的相對重要性次序，從而確定權(quán)系數(shù)。

（3）建立被評價事務(wù)M的評價方案

建立被評價事務(wù)M的評價方案與理想系統(tǒng)的同、異和反聯(lián)度。如果被評價的對象和理想系統(tǒng)存在著一定的偏差，則可以將n個衡量條件組成的聯(lián)系度集對將理想系統(tǒng)和被評價方案評價。

（4）設(shè)定決策聯(lián)系度并且篩選相應(yīng)的待評方案

（5）確定最優(yōu)方案

將上面篩選出來的所有可行的方案和理想系統(tǒng)的聯(lián)系度集對進行相應(yīng)的比較，并且比較相應(yīng)的集對勢序。在集對勢屬于同等等級的情況下，比較集對勢的大小，如果某個方案的集對勢是最大的則該方案是最優(yōu)方案。

4 基于集對算法的電網(wǎng)規(guī)劃實例

圖1是我國南方電網(wǎng)某供電網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在需要對電網(wǎng)進行進一步規(guī)劃。其中實線為原有線路，虛線為待選線路，待選線路是供電公司的初步設(shè)想。在規(guī)劃過程中需要考慮供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性M1，投資費用M2，環(huán)境的影響M3這三個因素對柔性網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃。下面首先利用遺傳算法得出三個電網(wǎng)規(guī)劃方案如下圖2。

在圖2中虛線代表的是所選輸電線路，實線是原有的輸電線路。并且已經(jīng)給出了每個方案的各個因素值如表1所示，

接著根據(jù)實際需要并且利用層次分析法得到相應(yīng)的權(quán)系數(shù)0.524，0.342,0.143。接著對以上三個電網(wǎng)規(guī)劃方案建立和理想系統(tǒng)的同、異、反聯(lián)系度。得到相應(yīng)的聯(lián)系度后對三個電網(wǎng)規(guī)劃方案進行初步的篩選。最后計算出相應(yīng)的計算聯(lián)系度的集對勢，確定最優(yōu)方案。經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)得出方案三的集對勢最大，即方案三最優(yōu)。

結(jié)語

脆弱性是電網(wǎng)的一個顯著特性，電網(wǎng)的運行受到多種因素的影響并且不好被人控制。電網(wǎng)的規(guī)劃具有不確定性、多約束條件、多目標(biāo)性和非線性等諸多特點，本文采用了集對分析理論對電網(wǎng)的規(guī)劃，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)基于集對分析的的電網(wǎng)規(guī)劃方法能夠很好的解決電網(wǎng)規(guī)劃中各個因素直接的沖突性，并且該算法能夠在不確定因素中找到確定因素，從無序中找到有序，能夠方便的找到相應(yīng)的優(yōu)化算法為柔性電網(wǎng)的規(guī)劃提供最優(yōu)的方案。

[1]杜松懷，溫步瀛，蔣傳文．電力市場[M]．北京：中國電力出版社，2004．

[2]張斌，趙秀海，李義．基于集對分析的多屬性決策及其穩(wěn)定性分析[J]．吉林林學(xué)院學(xué)報，1997，13（4）：232-235．

[3]闕訊，程浩忠．考慮柔性約束的電網(wǎng)規(guī)劃方法[J]．電力系統(tǒng)自動化，2000，24（24）：17-20．

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