基于模糊層次分析法的電力系統(tǒng)輸電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移優(yōu)化決策研究

劉紅超+孫靜+魏秋紅+張健+陳清水+薄媛媛

摘 要：為了保證用戶的利益和電網(wǎng)的運(yùn)行安全，針對(duì)電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)如何快速找到負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案和與其相關(guān)的關(guān)鍵問(wèn)題，特研究了用于評(píng)估負(fù)荷轉(zhuǎn)移的幾種指標(biāo)，綜合考慮安全性、可靠性、快速性和經(jīng)濟(jì)性建立了多目標(biāo)優(yōu)化模型，提出了基于模糊層次分析法的負(fù)荷轉(zhuǎn)移優(yōu)化決策算法。實(shí)際算例證明了所提方法的可行性和有效性，具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：輸電線路故障；負(fù)荷轉(zhuǎn)移；模糊層次分析法；優(yōu)化決策

中圖分類號(hào)：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.001

輸電線路如同電力系統(tǒng)的“大動(dòng)脈”，一旦發(fā)生故障，就可能影響一個(gè)區(qū)域或者幾個(gè)區(qū)域的供電安全，甚至造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。但是，因?yàn)槠渚哂悬c(diǎn)多、面廣、線路長(zhǎng)和運(yùn)行條件惡劣等缺點(diǎn)，所以，輸電線路時(shí)常發(fā)生故障。國(guó)際上曾發(fā)生過(guò)多起由于線路故障引發(fā)連鎖故障而導(dǎo)致的大停電事故。因此，在故障發(fā)生后盡量降低其帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)，最大程度地保證用戶供電安全是非常重要的。負(fù)荷轉(zhuǎn)移，即通過(guò)一系列開(kāi)關(guān)操作將受故障或檢修影響的負(fù)荷盡轉(zhuǎn)給其他供電區(qū)供電，從而縮小用戶的停電范圍，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)這方面的研究已經(jīng)取得了一些成績(jī)，主要側(cè)重于配電網(wǎng)故障恢復(fù)過(guò)程中和規(guī)劃?rùn)z修情況下的負(fù)荷轉(zhuǎn)移研究，并介紹了一些新方法，比如Petri網(wǎng)、人工智能方法等。同時(shí)，優(yōu)化決策也在電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移研究中突顯出其優(yōu)勢(shì)，比如文獻(xiàn)[1]從快速性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性三方面分析、研究了輸電網(wǎng)中單臺(tái)主變故障下的負(fù)荷轉(zhuǎn)移優(yōu)化決策。而優(yōu)化方法在配電網(wǎng)的檢修計(jì)劃中也具有較好的應(yīng)用效果。

高壓配電網(wǎng)是聯(lián)接輸電網(wǎng)與中壓配電網(wǎng)的橋梁，通過(guò)高壓配電網(wǎng)中變電站和線路上配置的備自投等自動(dòng)裝置，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移，使高壓或超高壓電網(wǎng)各供電區(qū)之間互為備用，進(jìn)而有效地減小負(fù)荷損失。比如我國(guó)西北地區(qū)電網(wǎng)，輸電網(wǎng)電壓等級(jí)序列為330 kV/110 kV，比其他地區(qū)（220 kV/110 kV）級(jí)差大。不同的330 kV變電站之間的轉(zhuǎn)供能力比較弱，因此，增強(qiáng)330 kV供電區(qū)之間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力是防止大面積停電、提高供電可靠性的有效手段。由此可知，經(jīng)濟(jì)、合理地提高供電區(qū)域之間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力是十分重要的。

在輸電線路發(fā)生故障時(shí)制訂的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案主要依靠的是調(diào)度人員的工作經(jīng)驗(yàn)。該方案不但計(jì)算效率低下，而且可靠性和經(jīng)濟(jì)性都得不到保證。同時(shí)，由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷的路徑比較多，由調(diào)度人員憑借經(jīng)驗(yàn)所制訂的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案可能是可行方案，但無(wú)法保證是最優(yōu)方案。因此，研究并建立輸電線路故障情況下負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑的優(yōu)化模型和算法，可以避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)展，減少負(fù)荷損失，為調(diào)度人員日后制訂合理的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案有積極的推動(dòng)作用。

本文將基于模糊層次分析（Fuzzy Analytic Hierarchy Process，F(xiàn)AHP）的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方法應(yīng)用到輸電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)了輸電網(wǎng)與高壓配電網(wǎng)之間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移，以期在保障電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行的前提下盡量減少負(fù)荷損失，提高用電可靠性。文章研究了負(fù)荷轉(zhuǎn)移的優(yōu)化方法和算法，提出了輸電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移的評(píng)估指標(biāo)，建立了多目標(biāo)優(yōu)化決策模型，并使用模糊層次分析法實(shí)

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現(xiàn)了優(yōu)化決策，并用一些仿真算例證明了所提算法及其決策方案的有效性和正確性。

1 負(fù)荷轉(zhuǎn)移優(yōu)化決策的數(shù)學(xué)模型

1.1 負(fù)荷轉(zhuǎn)移簡(jiǎn)介

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障而引發(fā)負(fù)荷損失時(shí)，負(fù)荷轉(zhuǎn)移是一種很好的控制策略。本文以我國(guó)西北某330 kV電網(wǎng)的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)為例，說(shuō)明了負(fù)荷轉(zhuǎn)移的工作機(jī)理，如圖1所示。圖1中，用A，B，C，D，E，F(xiàn)，G表示330 kV變電站，用a，b，c，d，e，f，g表示110 kV變電站。

在當(dāng)前的運(yùn)行方式下，線路Bb、線路Da、線路Gc、線路Ce斷開(kāi)，線路潮流流向如圖1所示。假設(shè)變電站B和A之間的330 kV線路故障斷開(kāi)（一回或雙回），變電站a，b，c，d，e，f和g的負(fù)荷將受到嚴(yán)重的影響。但是，如果通過(guò)相關(guān)110 kV變電站的備自投動(dòng)作使線路Bb、線路Ce、線路Gc、線路Da投入運(yùn)行，線路Aa、線路Ab、線路Ac斷開(kāi)，則變電站a，b，c，e轉(zhuǎn)由變電站B，C，D，G供電。這就是一種負(fù)荷轉(zhuǎn)移方式（其組合形成了多種可行性方案）。

1.2 多目標(biāo)優(yōu)化決策數(shù)學(xué)模型

根據(jù)上述討論，對(duì)于每種故障，通常有許多種負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑，這些路徑的組合將形成不同的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案。如何選擇最佳方案是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，因?yàn)樾枰勒针娋W(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，在滿足安全運(yùn)行約束和調(diào)度操作限制的條件下確定相關(guān)因素和關(guān)鍵指標(biāo)。下面，將基于優(yōu)化決策的目標(biāo)討論負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案評(píng)估的關(guān)鍵指標(biāo)，并依此建立其多目標(biāo)優(yōu)化決策模型。

在圖1所示的電力系統(tǒng)中，如果變電站B與A之間的線路發(fā)生故障，相關(guān)繼電保護(hù)動(dòng)作就會(huì)切除故障線路。為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，變電站a，b，c，d，e和f的部分負(fù)荷將被切除。但是，如果采用負(fù)荷轉(zhuǎn)移技術(shù)，這些負(fù)荷就能通過(guò)相鄰的變電站供電。本文根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況和調(diào)度需要，從快速性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性三方面入手，建立了負(fù)荷轉(zhuǎn)移優(yōu)化決策的數(shù)學(xué)模型。如果負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑的數(shù)量為m，相關(guān)指標(biāo)如下：

在負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案中，所經(jīng)過(guò)的低電壓等級(jí)變電站（本例中為110 kV變電站）的總個(gè)數(shù)為：

. （1）

式（1）中：ni為方案中第i條負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑所經(jīng)過(guò)的變電站的個(gè)數(shù)。

引入該指標(biāo)是為了盡量減少倒閘操作次數(shù)，提高負(fù)荷轉(zhuǎn)移速度，縮小其影響范圍。

開(kāi)關(guān)操作費(fèi)用：

. （2）

式（2）中：l為第i條負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑所經(jīng)過(guò)的變電站數(shù)量；cij為負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑i上第j次開(kāi)關(guān)操作的費(fèi)用。

引入該指標(biāo)是為了盡可能地減少開(kāi)關(guān)操作所需的費(fèi)用，提高方案的經(jīng)濟(jì)性。

轉(zhuǎn)移裕度比：

. （3）

式（3）中：Mi為對(duì)于所研究的目標(biāo)變電站，第i條負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑上相鄰的、同電壓等級(jí)的變電站的負(fù)荷裕度（比如，對(duì)于變電站A，B，D等變電站的負(fù)荷裕度）。

Mi=Pmax-Pflow. （4）

式（4）中：Pflow為故障前負(fù)荷；Pli為第i條負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑所轉(zhuǎn)移的負(fù)荷。

引入該指標(biāo)是為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

關(guān)鍵區(qū)段的潮流相對(duì)增加量：

. （5）

式（5）中：nc為關(guān)鍵區(qū)段上系統(tǒng)元件的個(gè)數(shù)；Zi為在負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案下系統(tǒng)元件i的潮流；Yi為關(guān)鍵區(qū)段系統(tǒng)元件i的正常潮流。

該指標(biāo)從系統(tǒng)穩(wěn)定性的角度出發(fā)，考慮了負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案帶來(lái)的系統(tǒng)潮流變化。

負(fù)荷損失：

. （6）

式（6）中：Ptr為總的過(guò)載負(fù)荷；Pli為第i條負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑上的轉(zhuǎn)移負(fù)荷。

如果f5的值為正，則該方案中存在負(fù)荷損失，不然則沒(méi)有負(fù)荷損失。引入該指標(biāo)主要是為了考察系統(tǒng)供電的可靠性。

負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案增加的網(wǎng)損：

. （7）

式（7）中：△Ploss為由于負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案而增加的網(wǎng)損。

靜態(tài)穩(wěn)定裕度：

. （8）

式（8）中：xb為負(fù)荷轉(zhuǎn)移條件下的系統(tǒng)參數(shù)。

為了保證計(jì)算的快速性和簡(jiǎn)便性，靜態(tài)穩(wěn)定裕度計(jì)算函數(shù)利用文獻(xiàn)[13]中的靜態(tài)功角穩(wěn)定性定義來(lái)計(jì)算，即：

fa（xb）=max︱θij︴. （9）

式（9）中：θij=θi-θj，為系統(tǒng)中任意兩節(jié)點(diǎn)i與j之間的功角差。

該指標(biāo)從靜態(tài)功角穩(wěn)定的角度考察系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

靜態(tài)電壓穩(wěn)定：

. （10）

式（10）中：fv（xb）為計(jì)算系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性，由系統(tǒng)在負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案下的模態(tài)分析中獲得，即計(jì)算系統(tǒng)Jacobian矩陣的最小特征值。靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)有多種構(gòu)造方法，可以根據(jù)系統(tǒng)的具體情況選擇適宜的方法獲得。

綜合考慮上述代表不同意義和因素的8個(gè)指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)應(yīng)用不同的權(quán)重，形成一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，即：

. （11）

在式（11）中，所有權(quán)重之和等于1，即 ≥0.

另外，負(fù)荷轉(zhuǎn)移操作必須快速、簡(jiǎn)單、有效，還應(yīng)滿足系統(tǒng)潮流約束、支路電流約束、節(jié)點(diǎn)電壓約束、節(jié)點(diǎn)有功/無(wú)功約束和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)約束。因?yàn)閮H作理論研究，所以，這里假設(shè)開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、備自投等設(shè)備配置和運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)元件的過(guò)載能力等都滿足約束條件。所有這些約束條件可以描述為：

. （12）

因此，負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案的優(yōu)化決策可以用最優(yōu)多目標(biāo)決策模型來(lái)表示，即：

. （13）

式（13）中： ≥0.

由上述分析可知，根據(jù)故障或者檢修的相關(guān)內(nèi)容制訂的負(fù)荷轉(zhuǎn)移最優(yōu)方案具有信息量大、目標(biāo)多、非線性、高維度和多變量的特點(diǎn)，屬于復(fù)雜多屬性優(yōu)化決策問(wèn)題。如果采用常規(guī)的優(yōu)化求解方法尋優(yōu)，則計(jì)算過(guò)程比較復(fù)雜，甚至得不到解。因此，本文采用模糊層次分析法對(duì)其進(jìn)行研究，以確定最佳的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案。

2 基于FAHP的負(fù)荷轉(zhuǎn)移優(yōu)化決策算法

2.1 模糊層次分析法（FAHP）

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家匹茨堡大學(xué)教授Saaty在20世紀(jì)70年代正式提出的，它是一種系統(tǒng)、科學(xué)的多目標(biāo)決策方法，可以計(jì)算出每種方案的綜合評(píng)估值。層次分析法是一種定性和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法，它通過(guò)建立層次結(jié)構(gòu)模型構(gòu)造判斷矩陣，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，用層次單排序和層次總排序4個(gè)步驟計(jì)算各個(gè)方案的綜合評(píng)價(jià)值，從而為選擇最優(yōu)方案提供依據(jù)。但是，傳統(tǒng)AHP在應(yīng)用過(guò)程中逐漸暴露出了一些缺點(diǎn)，而模糊層次分析法（FAHP）綜合了AHP與模糊綜合評(píng)價(jià)的優(yōu)點(diǎn)，采用0.1-0.9標(biāo)度法能夠準(zhǔn)確描述任意兩個(gè)因素之間關(guān)于某準(zhǔn)則的相對(duì)重要程度，并且由優(yōu)先判斷矩陣改造成的模糊一致矩陣滿足一致性條件，無(wú)需做一致性檢驗(yàn)。

模糊層次分析法的具體步驟是：

第一步：將復(fù)雜的問(wèn)題層次化，形成由目標(biāo)層、指標(biāo)層和方案層組成的遞階層次結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

第二步：采用0.1-0.9標(biāo)度，根據(jù)每一層次中的因素對(duì)上層因素的重要性進(jìn)行兩兩比較，從而建立優(yōu)先關(guān)系矩陣，它也被稱為模糊互補(bǔ)矩陣。比如，指標(biāo)層對(duì)目標(biāo)層的優(yōu)先關(guān)系矩陣為：

. （14）

式（14）中：rij為指標(biāo)層第i個(gè)元素相對(duì)于第j個(gè)元素的模糊關(guān)系，并且rij+rji=1.如果矩陣R滿足任意指定兩行的對(duì)應(yīng)元素之差，為常數(shù)，則R為模糊一致矩陣，直接進(jìn)行第四步，否則要按照第三步調(diào)整。

第三步：將模糊互補(bǔ)判斷矩陣調(diào)整為模糊一致性矩陣，對(duì)

矩陣R按行求和，記為 ，并進(jìn)行數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，

即rij=（ri-rj）/2n+0.5，則變換以后的矩陣是模糊一致矩陣。

第四步：層次單排序和層次綜合。根據(jù)式（15）計(jì)算出各因素權(quán)重，即：

. （15）

式（15）中：a為參數(shù)，即a≥（n-1）/2.

將局部的各層次間的重要性權(quán)值轉(zhuǎn)化為相對(duì)于總目標(biāo)的綜合權(quán)重Wk（k=1，2，L，m）.

第五步：在層次單排序和層次綜合的基礎(chǔ)上計(jì)算各方案相對(duì)于總目標(biāo)的總體優(yōu)度，并得出最優(yōu)方案。

2.2 負(fù)荷轉(zhuǎn)移優(yōu)化決策算法

將模糊層次分析法用于求解式模型所表示的多目標(biāo)優(yōu)化決策問(wèn)題，即可得到最優(yōu)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案。本文提出了基于模糊層次分析法求解復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題的實(shí)用算法，算法流程如圖3所示，具體流程是：①收集并分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，建立基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)?；A(chǔ)信息包括變壓器、線路、開(kāi)關(guān)、拓?fù)潢P(guān)系和備自投自動(dòng)裝置等。在基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上建立系統(tǒng)元件的關(guān)系知識(shí)庫(kù)?；A(chǔ)信息和元件關(guān)系知識(shí)庫(kù)將用于獲取可行的負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑。②當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，算法程序?qū)浞莨收锨跋到y(tǒng)狀態(tài)（尤其是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)信息）和潮流分布數(shù)據(jù)，以便后續(xù)分析使用。③對(duì)于一個(gè)特定的故障，可能存在多種負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑，不同的轉(zhuǎn)移路徑組合可以構(gòu)成很多負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案。因此，當(dāng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑很多時(shí)，所有負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案的分層計(jì)算將非常耗時(shí)。為了加快尋優(yōu)計(jì)算速度，將根據(jù)變電站負(fù)荷裕度和負(fù)荷損失情況初步篩選負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案，選出優(yōu)先度高的方案，并在此基礎(chǔ)上為負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案排序。④確定最優(yōu)負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案。首先建立方案評(píng)估的層次結(jié)構(gòu)模型，然后根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)接線圖和相關(guān)數(shù)據(jù)確定每個(gè)對(duì)應(yīng)方案的指標(biāo)值，按照本文提出的方法建立模糊判斷矩陣，并進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，最后執(zhí)行優(yōu)化決策計(jì)算，獲得負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案評(píng)估結(jié)果。

3 算例研究

本文運(yùn)用實(shí)際算例證明了負(fù)荷轉(zhuǎn)移優(yōu)化決策方法的有效性和正確性。算例采用我國(guó)西北地區(qū)某330 kV區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行仿真，電網(wǎng)接線圖和初始潮流分布情況如圖4所示。

3.1 故障和負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案概述

在工作中，先分析330 kV BQ變電站的330 kV出線故障。由圖4可知，BQ變電站是由330 kV NL變電站和330 kV CT變電站為其供電的。其中，NL變電站到BQ變電站的3條輸電線路所帶的負(fù)荷分別為96 MW、96 MW和147 MW，而單條線路允許的最大負(fù)荷為319 MW。當(dāng)任何一條線路出現(xiàn)故障，都不會(huì)使其他線路也出現(xiàn)過(guò)載的情況，短時(shí)運(yùn)行是沒(méi)有危險(xiǎn)的。CT變電站到BQ變電站之間的2條輸電線路所帶負(fù)荷分別為199.39 MW、199.39 MW，而線路允許的最大負(fù)荷為319 MW。因此，當(dāng)CT變電站與BQ變電站之間的一條輸電線路出現(xiàn)故障時(shí)，另一條線路將會(huì)過(guò)載80 MW，需要進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移（BQ變電站所帶負(fù)荷），從而迅速將其負(fù)荷控制在安全運(yùn)行允許的范圍內(nèi)（用大寫字母表示的變電站為330 kV變電站，用小寫字母表示的變電站為110 kV變電站）。

當(dāng)CT變電站至BQ變電站之間的1條330 kV輸電線路出現(xiàn)故障時(shí)，BQ變電站采用負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案進(jìn)行優(yōu)化研究。對(duì)照?qǐng)D4，可以列出所有滿足約束條件并且可以與BQ變電站周圍有效電源點(diǎn)建立聯(lián)系進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移的路徑，即：①BQ變電站→yz變電站→CT變電站。其中，yz變電站與CT變電站正常運(yùn)行時(shí)是斷開(kāi)的，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷40 MW。②BQ變電站→wyh變電站→jhn變電站→mc變電站→NL變電站。其中，wyh變電站與jhn變電站正常運(yùn)行時(shí)是斷開(kāi)的，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷18 MW。③BQ變電站→xz變電站→gl變電站→NL變電站。其中，xz變電站與gl變電站正常運(yùn)行時(shí)是斷開(kāi)的，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷20 MW。④BQ變電站→xf變電站→slp變電站→ds變電站→DJ變電站。其中，xf變電站與slp變電站正常運(yùn)行時(shí)是斷開(kāi)的，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷64 MW。⑤BQ變電站→xian變電站→cym變電站→SY變電站。其中，cym變電站與SY變電站正常運(yùn)行時(shí)是斷開(kāi)的，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷55 MW。⑥BQ變電站→xian變電站→hc變電站→SY變電站。其中，xian變電站與hc變電站正常運(yùn)行時(shí)是斷開(kāi)的，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷108 MW。

因?yàn)殡娋W(wǎng)本身是一個(gè)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)，所以，每次操作都會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)造成影響，還可能會(huì)帶來(lái)意想不到的后果。因此，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量減少對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的操作和改變。由上述分析可知，在為BQ變電站選擇負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案時(shí)，應(yīng)盡量在保證80 MW負(fù)荷全部被轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)上減少對(duì)電網(wǎng)的操作次數(shù)。在工作過(guò)程中，應(yīng)建立優(yōu)化決策模型，并遵循可行方案的選擇原則。經(jīng)過(guò)潮流計(jì)算滿足電網(wǎng)運(yùn)行約束條件的備選方案如下：

C1：路徑2和路徑4，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷82 MW。

C2：路徑3和路徑4，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷84 MW。

C3：路徑2、路徑3和路徑5，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷93 MW。

C4：路徑1和路徑5，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷95 MW。

C5：路徑1和路徑4，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷104 MW。

C6：路徑6，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷108 MW。

C7：路徑4和路徑5，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷119 MW。

C8：路徑2和路徑6，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷126 MW。

3.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型

針對(duì)負(fù)荷轉(zhuǎn)移優(yōu)化決策問(wèn)題，將選擇最優(yōu)方案設(shè)定為總目標(biāo)，考慮各種指標(biāo)和約束，建立該實(shí)例方案評(píng)估的層次結(jié)構(gòu)模型，如圖5所示。

根據(jù)該地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃圖和相關(guān)數(shù)據(jù)資料，得到上述所有方案對(duì)應(yīng)的各個(gè)指標(biāo)值，如表1所示。

3.3 模糊判斷矩陣及權(quán)重計(jì)算

本例選取3位專家（權(quán)重一樣）進(jìn)行咨詢打分，各專家通過(guò)對(duì)各指標(biāo)之間重要性的兩兩比較進(jìn)行評(píng)判。在此求得3位專家的加權(quán)平均，建立判斷矩陣R，即：

.（15）

經(jīng)過(guò)對(duì)比可知，矩陣R中任意指定2行的對(duì)應(yīng)元素之差并不為常數(shù)，因此，R需要按照方法第三步調(diào)整為模糊一致矩陣，得到矩陣R1，即：

.（16）

經(jīng)過(guò)對(duì)比可知，R1為模糊一致矩陣。最后，根據(jù)方法第四步計(jì)算指標(biāo)層中各因素相對(duì)于目標(biāo)層的權(quán)重。為了提高排序結(jié)果的分辨率，以下計(jì)算中均取a=（n-1）/2.所得指標(biāo)層相對(duì)于目標(biāo)層，各因素權(quán)重值為：

W1=（0.117 0 0.120 3 0.130 7 0.143 3 0.130 3 0.125 9 0.118 4 0.114 1）T.

同理，對(duì)照表1中的相關(guān)數(shù)據(jù)，按照相同的步驟，即可得到方案層中各因素的權(quán)重值，詳細(xì)計(jì)算過(guò)程不再贅述。各因素權(quán)重值為：

3.4 評(píng)估結(jié)果

對(duì)照上述結(jié)果，計(jì)算方案層中各因素的權(quán)重，計(jì)算過(guò)程為：

W=（W21 W22 W23 W24 W25 W26 W27 W28）·W1=（0.117 0 0.120 3 0.130 7 0.143 3 0.130 3 0.125 9 0.118 4 0.114 1）.

至此可以得到最后的方案排序，具體如表2所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了基于模糊層次法（FAHP）的電力系統(tǒng)輸電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移優(yōu)化決策方法和相應(yīng)的關(guān)鍵指標(biāo)。在考慮快速性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，研究了可行的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案和優(yōu)化指標(biāo)，同時(shí)，還為負(fù)荷轉(zhuǎn)移優(yōu)化決策建立了多目標(biāo)非線性優(yōu)化模型，利用模糊層次法技術(shù)求解該優(yōu)化問(wèn)題。實(shí)際算例證明了該優(yōu)化決策方法的有效性和正確性。本文所提算法計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單、有效，計(jì)算結(jié)果能夠滿足實(shí)際分析和應(yīng)用需要，而且提出的方法和模型也可以有效控制因輸電線路故障引起的大規(guī)模潮流轉(zhuǎn)移，最大程度地保證了用戶供電，對(duì)電力系統(tǒng)故障控制和調(diào)度運(yùn)行具有一定的參考價(jià)值。

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