計及線路路徑優(yōu)化的空間電網(wǎng)規(guī)劃

摘 要：我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，使得電力系統(tǒng)的規(guī)模也在逐漸擴大，傳統(tǒng)的線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足實際的工作需求，不能及時對電力資源進行合理配置，不僅影響了我國經(jīng)濟的發(fā)展，而且還阻礙了我國電力企業(yè)的發(fā)展。文章主要針對計及線路路徑優(yōu)化的空間電網(wǎng)規(guī)劃進行研究分析，依據(jù)設計情況提出了一些意見，希望能夠?qū)€路路徑進行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃；線路路徑優(yōu)化；動態(tài)規(guī)劃法

在我國電力企業(yè)發(fā)展過程中，傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃方式不能計及復雜路徑和環(huán)境成本，從而影響了電網(wǎng)規(guī)劃工作的開展，文章主要通過對路徑優(yōu)化以及變電站選址進行分析，構(gòu)建了相應的空間模型，對電網(wǎng)規(guī)劃上層問題以及電網(wǎng)規(guī)劃的線路問題進行研究分析，從而實現(xiàn)了對電網(wǎng)的優(yōu)化。

1 空間電網(wǎng)規(guī)劃模型的構(gòu)建

通常來說，在空間電網(wǎng)規(guī)劃模型構(gòu)建過程中主要包括了兩個方面的內(nèi)容，即上層問題以及下層問題。

1.1 上層問題

（1）目標函數(shù)

在電網(wǎng)空間規(guī)劃工作開展過程中，上層問題屬于傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃工作中存在的問題，上層問題的主要目的是為了對變電站的位置以及電網(wǎng)架設的線路進行綜合分析確定，并且還要保證在滿足變電站建設的需求狀況下保證資金的投入最少。

上層問題投入最少的計算方式如下：

在上述公式中，ê表示歷年的電費均價；Tmax表示最大負荷持續(xù)的時間，t表示歷年的引索；NT表示變電站的投資回報年數(shù)；ψ表示變電站的年收益，；Ploss表示電網(wǎng)的有功損耗；NW表示新建變電站的數(shù)量；w表示新變電站的索引。（iw，jw）表示新變電站建設在Ciw，jw點上，F(xiàn)2表示變電站線路的投資總成本。

（2）相應的約束條件分析

各個節(jié)點功率平衡等式表示為：

在上述公式中n和m表示各個節(jié)點的索引，PnQn表示節(jié)點n中存在點的有功以及無功功率的注入狀況；Gnm 和 Bnm 表示節(jié)點導納陣中的電導和電納；θnm 為節(jié)點之間的相角差。

（3）節(jié)點電壓的約束

Un，min≤Un≤Un，max

在上述等式中，Un、Un，min 和 Un，max 都表示節(jié)點n上存在的電壓、電壓下限以及電壓上限。

1.2 下層問題

（1）目標函數(shù)

相應的計算過程中，所謂下層問題主要指的是電網(wǎng)規(guī)劃線路的優(yōu)化問題，其本質(zhì)是將每一條線路的成本降到最小。具體的計算方式為：

ΩI={（i，j，d）l 如果線路I在C 上選擇方向 d }

在上述公式中，表示ΩI線路I所選擇的柵格和柵格上面存在的集合群，Di，j，d表示線路在柵格 Ci，j 方向d上面的具體長度。

（2）約束條件分析

在上述公式中，Rl，0和 Xl，0分別表示線路I在某段長度內(nèi)電阻以及電抗值；Gl，0和 Bl，0表示線路I在某段長度內(nèi)電阻對地電導電納值；sl表示線路l的具體長度。

上層問題以及下層問題通過相應的研究分析，具體的內(nèi)容為上層問題主要解決的是該線路是否進行投資建設，同時，還能決定變電站的建設位置。下層問題所研究的內(nèi)容主要是在上層基礎上對相應的電網(wǎng)線路進行優(yōu)化，從而對線路的各項參數(shù)進行確定。

2 模型求解方法

2.1 遺傳算法

在電網(wǎng)規(guī)劃中，整體規(guī)劃的各種數(shù)據(jù)非線性規(guī)劃問題，工作人員在計算中，可以采用遺傳算法對相應公式進行求解。遺傳算法在應用過程中的主要特征為：二進制編碼、兩兩競爭選擇、均勻交叉、均勻變異、最優(yōu)個體保存等。

2.2 動態(tài)規(guī)劃法

在電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展過程中，人們已經(jīng)逐漸采用柵格在地圖上將變電站的電網(wǎng)優(yōu)化路徑標出，從而實現(xiàn)對電網(wǎng)進行動態(tài)規(guī)劃。具體的計算流程為：工作人員通過對線路的整體成本進行分析，將每個柵格進行移動，從而能夠?qū)€路的成本進行計算。

3 算例分析

在研究過程中，文章選擇一個算例進行計算，該算例在計算過程中，以某電網(wǎng)為例進行分析，該電網(wǎng)在建設應用過程已經(jīng)包含了425個節(jié)點，510條支線路。在計算過程中，采用220×220 柵格地圖對相應的電網(wǎng)規(guī)劃進行計算。通過計算，需要增加4個變電站，以及350條新線路。在改造工作中，一共耗費了4000s，由于電網(wǎng)規(guī)劃是離線分析，所以，相應的計算能夠滿足實際的需求。

4 總結(jié)

綜上所述，積極對計及線路路徑優(yōu)化的空間電網(wǎng)規(guī)劃進行研究分析能夠保證電網(wǎng)規(guī)劃的合理性，推動電力事業(yè)的發(fā)展，同時，還能保證良好的經(jīng)濟效益，促進我國電力企業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

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（作者單位：國網(wǎng)四川省電力公司瀘州市納溪供電分公司）