全局統(tǒng)籌視角下的電網(wǎng)規(guī)劃研究及分析

許強(qiáng)　朱忠禮　賈軒（聊城供電公司，山東聊城 252000）

全局統(tǒng)籌視角下的電網(wǎng)規(guī)劃研究及分析

許強(qiáng)朱忠禮賈軒
（聊城供電公司，山東聊城 252000）

進(jìn)行配電網(wǎng)的規(guī)劃不管對(duì)于供電區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)還是社會(huì)的發(fā)展來說，都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，并且其對(duì)于擴(kuò)展建設(shè)電力系統(tǒng)來說也是非常重要的前提工作。日益增長的配電系統(tǒng)負(fù)荷對(duì)供電的質(zhì)量及其可靠性提出了更高的要求，科學(xué)合理的制定配電網(wǎng)規(guī)劃有利于獲得巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

科學(xué)合理配電網(wǎng)規(guī)劃重要意義

因?yàn)殡娏I(yè)的發(fā)展水平除了會(huì)在很大程度上影響國民經(jīng)濟(jì)，并且需要相當(dāng)巨大的一次性能源消耗以及投資數(shù)量，因此，科學(xué)合理地制定出配電網(wǎng)規(guī)劃除了能夠獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益之外，同時(shí)還能夠獲取極大的社會(huì)效益。反之，如果電網(wǎng)工作出現(xiàn)失誤，那么就會(huì)帶來難以彌補(bǔ)的損失。所以，認(rèn)真研究配電網(wǎng)的規(guī)劃問題，以促使規(guī)劃質(zhì)量得到最大限度的提高，具有十分重要的意義。

1　配電網(wǎng)規(guī)劃的意義

進(jìn)行配電網(wǎng)的規(guī)劃不管對(duì)于供電區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)還是社會(huì)的發(fā)展來說，都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，此外，它還是促使電力企業(yè)自身制定長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃的一種重要基礎(chǔ)。制定配電網(wǎng)的規(guī)劃主要是為了促使電網(wǎng)能夠與供電區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求形成滿足和適應(yīng)或者是形成適度的超前性。展開配電網(wǎng)規(guī)劃可以對(duì)電網(wǎng)的建設(shè)、運(yùn)行以及供電的保障起到先導(dǎo)和決定的作用。規(guī)劃配電網(wǎng)主要是通過科學(xué)的方法對(duì)新建或者是改建的電力設(shè)施的地點(diǎn)以及時(shí)間進(jìn)行確定，盡可能在規(guī)劃期末使配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)達(dá)到一種比較理想的狀態(tài)。理想的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要達(dá)到以下基本要求：第一，盡可能對(duì)用戶的用電要求形成滿足；第二，確保用戶供電的可靠性；第三，確保所供的電能有良好的質(zhì)量；第四，確保靈活的系統(tǒng)運(yùn)行；第五，確保經(jīng)濟(jì)性的運(yùn)行系統(tǒng)等。滿足以上要求的情況下，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益的提升具有十分重要的意義。

2　配電網(wǎng)規(guī)劃研究

配電網(wǎng)規(guī)劃需要研究的內(nèi)容主要包括：線損計(jì)算、潮流計(jì)算、網(wǎng)架規(guī)劃、無功規(guī)劃、電源規(guī)劃、短路電流分析、電力負(fù)荷預(yù)測等［1］。電力負(fù)荷預(yù)測主要是用來預(yù)測電網(wǎng)負(fù)荷未來的時(shí)間與空間分布狀況，它對(duì)于制定電網(wǎng)規(guī)劃決策來說是必須要執(zhí)行的基礎(chǔ)性工作。電氣負(fù)荷的發(fā)展水平對(duì)于供電方案的確定以及電氣設(shè)備的選擇來說是主要依據(jù)。無功規(guī)劃的主要任務(wù)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)無功補(bǔ)償和容量加以確定，主要目的是為了對(duì)有功負(fù)荷的要求形成滿足。分析短路電流的主要目的是為了探測因?yàn)槎搪冯娏髟龃蠖鴮?dǎo)致的變電站制約程度，并將問題的相關(guān)解決方法提出。通過理論計(jì)算線損能夠發(fā)現(xiàn)在電網(wǎng)中電能損失的分布規(guī)律，從而為提高效益以及降低線損提供技術(shù)和理論依據(jù)。事實(shí)上，自出現(xiàn)電力系統(tǒng)之后，人們就面臨著電網(wǎng)規(guī)劃工作。相關(guān)規(guī)劃人員長期以來的作法是結(jié)合經(jīng)驗(yàn)通過定性分析展開負(fù)荷預(yù)測，之后按照確定的負(fù)荷數(shù)據(jù)，人為地對(duì)幾個(gè)可行的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方案選定，最后通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析這幾個(gè)方案，將最佳的方案尋找出來。采用這種方法的優(yōu)勢在于直觀而且能夠結(jié)合相關(guān)規(guī)劃人員的寶貴經(jīng)驗(yàn)。劣勢就在于預(yù)測精度以及方案質(zhì)量的高低會(huì)受規(guī)劃人員經(jīng)驗(yàn)的制約，難以有效處理大型網(wǎng)絡(luò)。不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)以及相關(guān)性理論，促使人們將目光轉(zhuǎn)移到高科技產(chǎn)品，開始利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行自動(dòng)化研究，主要目的是為了促使規(guī)劃質(zhì)量和決策水平得到提高。

3　配電網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化方法

3.1數(shù)學(xué)規(guī)劃的優(yōu)化方法

該種方法主要包括確定性與不確定性兩種方法。其中，確定性方法又包含以下子類：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、線性規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法等；那么不確定規(guī)劃法又包含了以下子類：風(fēng)險(xiǎn)度估計(jì)法、場景分析法、模糊規(guī)劃法等。首先是線性規(guī)劃法。這種方法在眾多規(guī)劃法當(dāng)中，是研究最早同時(shí)也是最為成熟的數(shù)學(xué)優(yōu)化方法之一。它在配網(wǎng)中的應(yīng)用情況是幾乎已經(jīng)將配電網(wǎng)早、中期的大部分研究領(lǐng)域給涵蓋了。線性規(guī)劃法還可以被細(xì)分為整數(shù)規(guī)劃、線性規(guī)劃、混合規(guī)劃、運(yùn)輸模型等。其次是不確定性規(guī)劃法。當(dāng)前主要可以利用三種方法來考慮配電網(wǎng)中的不確定因素，分別是：（1）模糊數(shù)學(xué)理論。這種理論主要的優(yōu)化目標(biāo)是最小化模糊供電的總成本，通過計(jì)算模糊電力不足在電網(wǎng)故障狀態(tài)中的期望值來對(duì)模糊缺點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，最后借助遺傳算法產(chǎn)生動(dòng)態(tài)化解。這種理論是在對(duì)多種不確定信息進(jìn)行考慮的前提下展開電網(wǎng)規(guī)劃的，可以達(dá)到一些預(yù)期的效果。（2）場景分析法。這種方法并不是對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃中的不確定因素直接建模，而是在進(jìn)行未來規(guī)劃的一段時(shí)期內(nèi)對(duì)各種可能的確定性場景展開預(yù)想，然后在不同的場景中開展常規(guī)的配電網(wǎng)規(guī)劃，選定對(duì)各種場景的適應(yīng)度都較高的電網(wǎng)規(guī)劃，最終獲得最優(yōu)柔性方案。（3）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法。該方法主要是通過考慮和評(píng)估可能出現(xiàn)的不確定情形，并將各種方案具有的風(fēng)險(xiǎn)率確定下來，然后展開確定性的電網(wǎng)規(guī)劃，最后獲得最優(yōu)的方案。

3.2啟發(fā)式規(guī)劃優(yōu)化方法

第一，專家式啟發(fā)方法。這是一種傳統(tǒng)啟發(fā)方法的發(fā)展，其不同之處就在于在規(guī)劃的過程中對(duì)專家的經(jīng)驗(yàn)展開了引用，這樣的話就便于相關(guān)的規(guī)劃人員對(duì)規(guī)劃決策進(jìn)行參與。需要注意的是，專家人員并不是為了替代規(guī)劃人員的，專家的主要職責(zé)是通過推理數(shù)據(jù)庫中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及相關(guān)知識(shí)，將最優(yōu)的規(guī)劃方案提供給規(guī)劃人員，最終還是需要規(guī)劃人員來確定規(guī)劃方案。第二，現(xiàn)代啟發(fā)方法。它主要包括：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模擬退火算法、搜索法、進(jìn)化規(guī)劃法以及蟻群最優(yōu)法等［2］。這種算法是現(xiàn)代通用的優(yōu)化算法之一。這種算法還具備另一個(gè)優(yōu)勢就是它可以實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算。

4　結(jié)語

要制定電力系統(tǒng)的擴(kuò)展規(guī)劃，那么其核心工作之一就是要進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃。日益增長的配電系統(tǒng)負(fù)荷促使人們逐漸提高了對(duì)供電質(zhì)量及其可靠性的要求，科學(xué)合理地規(guī)劃配電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。不斷發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)，促使電力系統(tǒng)規(guī)?？焖贁U(kuò)大，在這種情況下，要規(guī)劃配電網(wǎng)就必須發(fā)展現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)以及計(jì)算方法。

［1］康重慶，夏清，張伯明.電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測研究綜述與發(fā)展方向的探討［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012（17）.

［2］符楊，孟令合，朱蘭，等.Pareto蟻群算法在多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用［J］.電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2011，21（4）：41-45.

許強(qiáng)（1987—），男，山東聊城人，工作單位：聊城供電公司。