北极星智能电网在线讯:输电网规划是极为重要的基础性工作,直接影响到电力投资的大小和电网运行的安全稳定。为了降低不确定因素对电力系统的影响,需从规划阶段就开始考虑日益显著的不确定性。基于不确定理论的电网规划方法可以精确地模拟不确定因素以及处理复杂的不确定因素,具有严格的数学理论支持,依然是输电网不确定规划的热门研究方向。
一、基于不确定理论的输电网规划成果
1.考虑随机不确定因素的电网规划模型
此类规划模型均以风险的度量作为模型的目标函数或者约束条件。输电网规划中的风险可分为安全风险和经济风险两大类。
1)考虑安全风险的规划模型
考虑安全风险的规划模型分为三种:①以支路过负荷机会约束作为约束条件的随机规划模型;②通过切比雪夫不等式将支路过负荷机会约束转换为支路潮流期望值与方差的线性组,并将其作为约束的确定性模型;③综合考虑线路投资成本、系统运行成本和系统风险成本,以概率可靠性指标作为约束条件的概率规划模型。
2)考虑经济风险的输电网规划模型
此类模型包括考虑输电网投资收益风险价值(valueatrisk,VaR)和投资收益条件风险价值(conditionalvalueatrisk,CVaR)的输电网规划模型。投资收益VaR的物理意义为在未来节点功率变化时,电网实际收益距离收益期望值的减少量大于VaR数值的概率小于一个较小的指定概率。投资收益CVaR的物理意义为:电网实际收益距离收益期望值的减小量大于VaR数值的平均水平,反映了损失超过VaR时可能遭受的平均损失的大小。
2.考虑模糊不确定因素的输电网规划模型
此类模型以模糊集理论或可信性理论为基础。基于模糊集理论的规划模型存在以下缺点:①不能给出类似于概率值、期望值等用于评价随机因素下规划方案的直观指标;②受到模糊潮流的限制,规划模型中通常限于三角、梯形模糊数等几种简单的模糊数分布。相比之下,基于可信性理论的规划模型可以给出直观的指标(可信度、模糊期望值)来评价模糊因素下的输电网规划方案。同时,可以证明基于模糊机会约束的规划模型同区间负荷下规划模型的等价性,不仅提高了模型求解速度,而且对模糊隶属度函数的形式不做限制。
3.考虑模糊随机不确定性的输电网规划模型
此类模型将模糊和随机不确定性统一在一起考虑,包括基于云理论和可信性理论的规划模型,相比较单一使用随机或模糊理论的模型,这类模型更为全面、真实、合理。基于云理论的模型用熵和超熵来反映不确定因素的模糊和随机属性;基于可信性理论的模型以支路潮流的模糊随机期望值或者模糊随机机会测度校验规划方案的安全性,目前无法获得支路潮流模糊随机机会测度或者期望值的解析表达式,只能采用模糊随机双重模拟,计算效率较低。
4.考虑区间不确定因素的输电网规划模型
此类模型为三层确定性规划模型,以注入功率区间不确定下的区间至多切负荷同可再生能源弃能之和作为规划方案的安全评价指标,保证区间不确定因素下规划方案的安全性。模型的求解方法包括三种:①遗传算法结合田口正交阵列测试(Taguchi’sOrthogonalArrayTesting,TOAT);②贪婪随机搜索算法结合改进的分支定界法;③Benders分解。
5.考虑区间数和均值的输电网规划模型
这类模型是以可调鲁棒线性优化模型作为基础,不确定因素以区间数以及均值来表示。通过设置鲁棒参数将不确定规划模型转化为确定性规划模型,在转化过程中增加了少量的变量和约束条件,通过鲁棒参数的调节可以灵活实现规划方案经济性和安全性的折中。若不确定因素以对称区间数建模,可以在规划前预先估计规划方案违反约束的概率;若以非对称区间数建模,只能在规划后才能估计规划方案违反约束的概率。
6.考虑盲数的输电网规划模型
此类模型将不确定因素以盲数进行建模,采用盲数潮流法校验规划方案的安全性。在求解盲数潮流时需要根据负荷的盲数模型建立发电机出力的盲数模型,限制发电机的出力范围,因此无法最大限度发挥机组出力的调整能力。
7.其他不确定因素的输电网规划模型
其他考虑不确定因素的规划模型包括考虑灰色不确定性和联系数不确定性的模型等。
在考虑灰色不确定因素的模型中,不确定因素以灰色分布函数来表示。首先对灰信息进行确定化处理,然后求解若干个确定性信息下的规划模型,最后综合评价规划结果,得到电网最优规划方案。
考虑联系数的规划模型中,联系数被用来描述不确定因素。采用基于联系数的输电网规划模型,根据联系数四则运算得到考虑联系数的直流潮流,用来检验规划方案的安全性。