電網(wǎng)規(guī)劃中面臨的問題及相關(guān)技術(shù)方法研究

方麗麗，桂 軒，宋 暢（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司盤錦供電公司，遼寧盤錦124010）

電網(wǎng)規(guī)劃中面臨的問題及相關(guān)技術(shù)方法研究

方麗麗，桂 軒，宋 暢（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司盤錦供電公司，遼寧盤錦124010）

隨著改革開放的到來，我們國家的經(jīng)濟實現(xiàn)了迅猛的發(fā)展，在不同行業(yè)的發(fā)展過程中，對于電能的需求量呈現(xiàn)不斷上漲的趨勢，在這樣的狀況之下，對于電網(wǎng)的運行能力提出了更高的要求。所以，在對電力電網(wǎng)的正常供應(yīng)有所保證的前提之下，需要將電網(wǎng)的規(guī)劃進行更加合理的安排，完善電網(wǎng)的運行過程，從而使其經(jīng)濟效益和社會效益得到更大程度地體現(xiàn)。

電網(wǎng)規(guī)劃；問題；技術(shù)

在電力供應(yīng)方面，電網(wǎng)可以為其提供有力的保障，電網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)是平穩(wěn)運行的決定性因素，電網(wǎng)規(guī)劃的合理性對于電力系統(tǒng)的能力、質(zhì)量和可靠性都有著非常重要的影響，而且也是供電企業(yè)生存和發(fā)展的根基。電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容是非常多的，歸屬于知識密集型的范疇，電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)包括兩個方面，分別是負荷預(yù)測和電源規(guī)劃。

1 電網(wǎng)規(guī)劃的特征

電網(wǎng)規(guī)劃是電力系統(tǒng)不同類型的規(guī)劃中最重要的一項內(nèi)容，在我們國家的電網(wǎng)規(guī)劃中，通常都是在各項技術(shù)充分滿足電力供需發(fā)展的前提之下，對電網(wǎng)運行費用的最小化進行相應(yīng)的保證，將此作為最佳的電網(wǎng)規(guī)劃方案。其中，主要的研究內(nèi)容包括網(wǎng)架規(guī)劃、穩(wěn)定性分析、無功規(guī)劃等，在實際的實施過程中也存在一定的缺陷，不確定性和難協(xié)調(diào)性突出，在這樣的一個基礎(chǔ)之上，要實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全運行，需要在電網(wǎng)規(guī)劃合理的條件下，對電網(wǎng)的經(jīng)濟運行能夠保證，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的最大化。

2 電網(wǎng)規(guī)劃中面臨的問題

電網(wǎng)在電廠和用戶中間發(fā)揮著重要的作用，對于整個電力系統(tǒng)的運行都是必不可少的，在電網(wǎng)規(guī)劃的過程中，技術(shù)性問題頻出，在其中幾個方面較為突出，包括電源設(shè)計的不確定性、負荷預(yù)測難度不斷增加等。

（1）電力系統(tǒng)在經(jīng)過了深化體制改革之后，在管理模式上實現(xiàn)了全面突破，將廠網(wǎng)分離的模式運用其中，在這樣的模式之下，電廠對于利潤更加地看重，將其作為至關(guān)重要的追求目標(biāo)，電源建設(shè)對于這一目標(biāo)的實現(xiàn)有著重要的作用，不過，我國的當(dāng)下的電力系統(tǒng)中電源規(guī)劃與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)處于一種脫節(jié)的狀態(tài)。電廠建設(shè)剛剛開始的階段，電源建設(shè)方面的大量信息主要是通過電廠管理部門進行決定的，在進行電網(wǎng)規(guī)劃的時候，沒有辦法通過市場來對這些信息進行獲取，這導(dǎo)致了電網(wǎng)規(guī)劃中的電源設(shè)計（見圖1）。

圖1

（2）負荷預(yù)測的難度在不斷增加的過程中。從很久之前，在我們國家的電網(wǎng)規(guī)劃過程中，地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展是進行負荷預(yù)測的主要依據(jù)，不過對于電力負荷產(chǎn)生影響的因素是非常多的，地區(qū)經(jīng)濟并不是將其進行充分體現(xiàn)的因素。我國的社會經(jīng)濟在不斷發(fā)展的過程中，但是電網(wǎng)發(fā)展的速度并不能和經(jīng)濟發(fā)展的速度相一致，在這樣的基礎(chǔ)之上，為了滿足市場的需求，對于電網(wǎng)建設(shè)提出了更高的要求，這使得電力預(yù)測的難度進一步加大。

（3）目前，在我們國家，市場經(jīng)濟體制改革的深度和廣度在不斷增加的過程中，在這樣的狀況之下，電力價格的調(diào)控有了一定的轉(zhuǎn)變，國家不再起主導(dǎo)的作用，電源競價上網(wǎng)形式的運用是的傳統(tǒng)電力調(diào)度形式發(fā)生了變化，電網(wǎng)運行方式開始向多元化的趨勢發(fā)展，這使得系統(tǒng)潮流分布不均。與此同時，在市場經(jīng)濟的基礎(chǔ)之上，完善了使用者的權(quán)益，使其具有了更多的選擇權(quán)，電網(wǎng)運行中的直接交易是比較多的，從而使系統(tǒng)潮流的不確定性增加，在電網(wǎng)的管理方面增加了更多的難度和挑戰(zhàn)。

3 電網(wǎng)規(guī)劃中的技術(shù)方法

（1）負荷預(yù)測在電網(wǎng)的合理規(guī)劃過程中發(fā)揮著重要的作用，是其重要的前提和基礎(chǔ)，對于整個的電網(wǎng)規(guī)劃都是非常重要的。電網(wǎng)的規(guī)模和運載能力是通過負荷的數(shù)值來進行相應(yīng)的體現(xiàn)的，要為電網(wǎng)的合理規(guī)劃進行正確的指導(dǎo)，必須要保證負荷準(zhǔn)確預(yù)測。目前，現(xiàn)代負荷預(yù)測技術(shù)有著非常全面的應(yīng)用，這是通過負荷預(yù)測技術(shù)在很長時間的發(fā)展應(yīng)用和深入的研究過程中得來的。

系統(tǒng)電力學(xué)建模將大系統(tǒng)分解理論作為指導(dǎo)和基礎(chǔ)，通過對人均用電量和生產(chǎn)單耗進行充分的分析而實現(xiàn)系統(tǒng)電力模型的構(gòu)建。用電預(yù)測量是通過模型計算得到的。系統(tǒng)電力學(xué)建模所使用的用電測量子快包含了第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)所有的用電行業(yè)，居民生活用電部分和其他部分獨立運行，對于用電預(yù)測準(zhǔn)確性的提高有著非常重要的意義。

經(jīng)過對歷史數(shù)據(jù)進行充分的分析和處理，對用電負荷變化的多種模式進行相應(yīng)的建立。對于適合規(guī)劃地區(qū)的負荷變化模式進行相應(yīng)的判斷，然后將此模式作為重要的基礎(chǔ)進行負荷預(yù)測。負荷變化模式的判斷有著一定的影響因素，包括歷史環(huán)境的特性、歷史用電量的分類和特征等。在經(jīng)過對這些影響因素進行充分的比較之后，選擇出一個最接近的模式。

負荷特性預(yù)測的使用范圍有著相應(yīng)的設(shè)置，對于用電基數(shù)不大，未來發(fā)展中用電量可能出現(xiàn)較大調(diào)整的地區(qū)，其負荷特征通過歷史數(shù)據(jù)不能很好的進行反應(yīng)，可以使用負荷特性預(yù)測與負荷曲線。這種方法通過對地區(qū)新建大型用電項目和經(jīng)濟建設(shè)的方向進行綜合考慮和分析，確定不同預(yù)測方法結(jié)果的權(quán)數(shù)分析符合特性，為供電部門提供高中低三個方案來讓他們根據(jù)實際情況選擇使用。

（2）電力電量的平衡技術(shù)主要用來研究電力系統(tǒng)和電量供需平衡。在電源的合理設(shè)計和電網(wǎng)的合理規(guī)劃中發(fā)揮著重要的作用，能夠很好地為其提供相應(yīng)的依據(jù)，而且還可以及時提供輸變電量相關(guān)資料。在電玩規(guī)劃中，進行電力和電量平衡，將系統(tǒng)最大電容量和最大機組作為重要的標(biāo)準(zhǔn)，對于季節(jié)性的高峰負荷進行平衡以及低估負荷依據(jù)高峰期標(biāo)準(zhǔn)按比例減少等原則。

（3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中電網(wǎng)的整體規(guī)劃過程中占據(jù)著重要的位置，發(fā)揮著重要的作用。其中，有著一定的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，包括電網(wǎng)安全可靠性原則、變電站容載比原則、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)原則等，通常以遺傳算法為常用的優(yōu)化方法，這項優(yōu)化方法將自然界的生物遺傳優(yōu)勝劣汰的原則作為依據(jù)來進行一種智能化的方法，特別適用于電網(wǎng)規(guī)劃中的整數(shù)型變量的優(yōu)化。

圖2

（4）電氣計算技術(shù)是依賴于當(dāng)前計算機技術(shù)的發(fā)展，對電網(wǎng)規(guī)劃實施后的各種工作情況和運行情況來進行模擬，從而計算出相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)，為電網(wǎng)規(guī)劃的合理性提供了指導(dǎo)性的數(shù)據(jù)。

（5）啟發(fā)式方法核心其實是一種算法，這種算法以直觀分析為主要依據(jù)。主要是根據(jù)系統(tǒng)上的某個特定的性能指標(biāo)對可行路徑上的參數(shù)做出靈敏度分析。按照相應(yīng)的原則，層層核算，知道最后得到符合需要和要求的方案。這種方法主要有三個組成部分，主要包含負荷校驗、靈敏度分析、方案形成。另外，這種方式有兩種思路：一種還是逐步擴展法：這種方法主要是根據(jù)對校驗結(jié)果進行靈敏度分析，根據(jù)這個分析結(jié)構(gòu)形成最好的路線介入到整個系統(tǒng)，并漸漸擴展到整個網(wǎng)絡(luò)。另外一種思路跟上一種方法正好相反，就是倒推法。這種方法就是將所有的可能形成的路線全部先代入系統(tǒng)，形成一個復(fù)雜的虛擬網(wǎng)絡(luò)，然后倒推進行靈敏度分析，排劣取優(yōu)。

啟發(fā)式方法具有直觀靈活、計算時間短的特點，和規(guī)劃人員的實踐經(jīng)驗結(jié)合起來更加容易。但是也有比較難以突破的缺點，就是他不是一種可以優(yōu)化的方法，不能評測出各個階段、各架線決策間的關(guān)系，所以他無法真正反映出規(guī)劃問題中實質(zhì)性的指標(biāo)。而且在針對于大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)是，這種方法就很難達到理想中的效果。

（6）數(shù)字優(yōu)化方法是先做出一個數(shù)學(xué)模型，形成極值問題，然后用優(yōu)化的理論進行求解。數(shù)學(xué)優(yōu)化主要也包含好幾種方法：線性規(guī)劃、多目標(biāo)規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃等方法。多目標(biāo)規(guī)劃法是結(jié)合了電網(wǎng)規(guī)劃的可靠性和經(jīng)濟性，解決了目前電網(wǎng)部門的實際切實需要的情況下，使方案的效益最大化。與此同時，多目標(biāo)的電網(wǎng)規(guī)劃，兼顧著供應(yīng)方和需求方的利益，是供應(yīng)方的供應(yīng)成本達到最小化，使需求方的缺電成本最小化，從而提高規(guī)劃方案的經(jīng)濟效益和社會效能。這個方法有如下的優(yōu)點：①在目標(biāo)函數(shù)中可以綜合考慮經(jīng)濟性和可靠性要求。將可靠性指標(biāo)轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟形式加入目標(biāo)函數(shù)，求得綜合成本最低的網(wǎng)架方案。②在理論上驗證了綜合考慮經(jīng)濟性和可靠性的多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃方法的可行性并提出了數(shù)學(xué)模型和求解方法。缺點是適用規(guī)模小，適用性差。

4 結(jié)束語

在電力系統(tǒng)中，新技術(shù)得到了一定的應(yīng)用和發(fā)展，有效地提高了電力設(shè)施優(yōu)化和進步的水平，在這個過程中，電網(wǎng)規(guī)劃需要更加合理、科學(xué)，實現(xiàn)兩者的結(jié)合和適用。在新技術(shù)的引導(dǎo)和作用之下，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的完成使用電網(wǎng)規(guī)劃的科學(xué)性、合理性有了新的發(fā)展思路。與此同時，電網(wǎng)規(guī)劃在新的技術(shù)的支撐之下，對于經(jīng)濟發(fā)展的因素也要進行充分的考慮，這樣一來，可以很好的保證電網(wǎng)規(guī)劃的各項技術(shù)性得到有效的發(fā)揮，并且盡最大的可能實現(xiàn)經(jīng)濟的合理性。

[1]習(xí) 朋.淺析電網(wǎng)規(guī)劃過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題[J].工程技術(shù)（全文版），2016（11）：00205.

[2]柴小亮，李海璇.淺談配電網(wǎng)規(guī)劃存在的問題及措施[J].引文版：工程技術(shù)，2015（42）：209.

[3]張若輝，康忠杰.電網(wǎng)規(guī)劃面臨的問題及相關(guān)技術(shù)探討[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2014（13）：174.

[4]鄒碧娟.淺談電網(wǎng)規(guī)劃中面臨的問題及相關(guān)技術(shù)方法[J].中華民居旬刊，2011（7）.

[5]李曉紅，蔣有智.電網(wǎng)規(guī)劃中的相關(guān)技術(shù)方法探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011（12）：106.

[6]何 旭.淺談電網(wǎng)規(guī)劃的方法及技術(shù)[J].北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報：自然科學(xué)版，2011，28.

TM715

A

2095-2066（2016）35-0042-02

2016-12-3

方麗麗（1982-），女，統(tǒng)計師，碩士，主要從事市級供電公司電網(wǎng)發(fā)展投資管理和可研管理工作。