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剖析输电网规划在电力系统中可靠性 　　摘要：本文深入分析电力市场化变革对输电规划带来的新的特点和挑战,从建设成本COCs(costs ofconstruction),电力不足期望值EENS(expected energy not supplied)、用户停电损失COC(customer outage cost)和收益率讨论。输电扩展规划作为一个约束的多目标优化问题,是可以由启发式优化方法如遗传算法解决的。进一步从投资人的角度考虑,采用最大最小后悔值法验证各方案。在规划案例研究显示了该方法的有效性。 　　关键词：输电网；规划；可靠性分析 　　中图分类号：TM621.5文献标识码：A 　　1 电网规划概述 　　在管制的环境下,输电计划的目标,是要确保系统尽可能高的可靠性。与解除管制的环境相比,在规划过程中,相对较少的经济关注,因为规划者往往不担心如何弥补投资。规划者基于所有的现有历史数据制定出选择性的扩展规划。在规划中,可选择的规划将在不同的系统方案中测试以完成其他的目标和约束。可接受的鲁棒性规划,在所有各种设想和考虑条件下应能提供可靠的负载。规划者在所有鲁棒性规划中选择相对投资最小规划作为最终扩展规划。在解除管制的环境下,竞争创造了一个竞争的电力市场。因此,规划者需要考虑的不仅仅是系统可靠性约束还要考虑经济和金融的限制。在一个竞争的电力市场下,电力系统规划不再是一个计划,相反,它是一个扩展战略。 　　1.1 电力系统可靠性 　　可靠性作为电力商品的重要属性之一,直接影响用户在市场环境下的选择经济行为,同时也直接关系到电价的制定和输电投资者的收益状况。可靠性,可以被看作是在给客户提供满意品质的持续服务的保证程度。按可接受标准和期望数量向供电点供应电力和电能量的能力的度量,可包括充裕性和安全性两方面。充裕性指标反映在研究时间段内发输电系统在静态条件下系统容量满足负荷电力和电能量需求的程度,而安全性指标主要从系统的动态特性角度出发。充裕,是与静态条件,其中并不包括系统紊乱。安全,涉及到在系统内,系统对出现扰动的反应能力。 　　从目前可靠性评价技术考虑,在电网规划中一般考虑充裕性的可靠性指标。缺乏运行的发电容量,可以打破供需平衡,将导致负荷脱落,像发电??统,有限的运输能力,将导致过负荷。换一句话说,好的电力系统可靠性评估可以为最小化系统中断的可能性提高更有效的解决方案。 　　1.2 电力系统不确定性 　　Knight中定义不确定性是指随机性与不可知的概率。不确定性在电力系统规划里包括:天气、需求增长、燃料成本,建设周期,市场影响,社会环境,经济增长,其他参与者行动等。 　　与传统管制环境相比,解除管制的电力市场环境带来了更多随机的、非随机的以及具有模糊性的不确定性因素,对系统规划提出更高的要求。市场环境下与电网规划相关的不确定因素主要表现在以下几个方面:①与发电侧相关的不确定性;②与负荷相关的不确定性;③系统潮流的不确定性;④投资回报的不确定性;⑤其他方面的不确定性,主要包括输电环节的不确定性,市场不确定性和具有模糊特性的不确定性。 　　1.3 经济分析 　　在竞争的市场中,为保持系统足够的运行容量而投入大量资金是不可能的。在竞争的市场中,投资者不仅仅考虑投资费用,还要考虑他们能从投资中得到多少回报。因此,在市场环境下,投资回报率是一个费用重要的规划指标。 　　在竞争市场下,可靠性也可以通过经济核算观点计算。例如经济损失由于可靠性问题产生的不同部门客户经济损失将来列入用户赔偿函数CDF(customer damage functions),它广泛被用于计算可靠性价值。可靠性可以容易地通过供电失败惩罚费用计算。 　　1.4 决策分析 　　大部分的输电线是为长期运行寿命设计的。期间,任何意料不到的改变可能发生。一旦开始建设,投资不得不承认他们的决策超过规划水平年。错误决策的结果可能是损失惨重的。因此,投资决策是电网扩展规划中最重要的部分。 　　决策理论已经被用于电力部门处理不确定性,以最大限度地减少风险。当制订决策时,所有相关因素将通过概率计算量化他们,以计算入决策。一些考虑事项已经进入决策过程,其中包括成本最小化,技术风险,地方经济的考虑,以及财政,生态,及调整事宜。 　　2 市场环境下的扩展规划 　　2.1 目标函数 　　电力系统规划是一个复杂问题,需要解决不同的社会群体如投资者、客户、员工等的目标函数。这些目标函数是相互冲突的。多目标优化方法用于使最佳决策方案尽可能接近非劣解前沿。电网规划方法的多目标函数为 　　式中:CT为输电线路的建设成本;ci为单位长度单位MW的成本,$/(MW?km);li为第i根输电线路的长度Kmu;fti为交易时间t引起的输电线i上的最大潮流;ηmn为节点m到节