多目标电网规划的分层最优化措施

多目标电网规划的分层最优化措施

梁琰琰

广西电网有限责任公司贵港供电局 ， 广西壮族自治区 贵港 537100

摘要：近年以来，随着我国经济建设的全面进步，人们的生产以及生活需求也变得越来越高，这其中对电力网络需求的提升程度最为明显。鉴于不同地区、不同领域和不同群体对电力网络的需求差异，对电网规划进行分层最优化就成为了国家电网规划体系中不可忽视的重要环节之一。分层最优化的实施策略也能够最大化地结合当前我国对电网需求所呈现的大规模、多目标和多阶段的新特点。本文将从多目标电网规划和分层最优化的含义及重要意义出发，讨论电网规划的分层最优化的相关实施策略，希望能够为进一步完善我国的电力网络体系运转而提供一定的参考与帮助。

关键词：电网规划；多目标；分层最优化；措施研究

引言

进入到新世纪以来，传统的电网规划以及供给模式已经无法满足我国人民对生产以及生活的需求，那些原本通过人力操作以及负荷供给的电网传导模式逐渐地就要走下历史的舞台了。多目标的电网规划模式，不仅能够高效率地将电网资源传送到相应需要的地区中，还能够节省电力消耗，为国家资源提供了高效率的输出环境，从而达到合理、有效、低成本的分层最优化原则。

一、多目标电网规划和分层最优化的含义及重要意义

（一）多目标电网规划的基本含义及重要意义

电网规划又称输电系统规划，以负荷预测和电源规划为基础。电网规划确定在何时、何地投建何种类型的输电线路及其回路数，以达到规划周期内所需要的输电能力，在满足各项技术指标的前提下使输电系统的费用最小。那么多目标电网规划顾名思义就是同时对多个目标及群体进行电网资源的输出。在现如今我国的社会生产体系当中，不同群体对电网资源的需求程度也不同，我们应该始终秉承着电网输出最稳、损耗最小、普及面积最大、电网质量最优、后期保养最省的原则来完善多目标电网规划，确保我国广大人民能够最大程度地享受到电网所带来的便利。

那么实施多目标电网规划的重要意义，我们可以归纳为以下这几点：

（1）合理分配国家电网资源

众所周知，我国的人口分布以及土地形态有着重大的差异，这就导致不同的地区其电网资源的需求大小也不同。在过去传统的电网规划模式中，我们都是以“大锅饭”的形式对电网资源进行分配，导致一些人口稀少的地区资源过剩，造成浪费，而一些人口密集的地区电网资源又无法得到满足。为此多目标电网规划的出现能够将资源进一步地合理化分配，满足众多需求量的同时，也能减少国家电网资源的浪费；

（2）推进国家城市化建设的发展方向

多目标的电网资源规划体系，是根据当地人口分布以及城市化发展的程度来进行判定的。电网资源需求量越是大的城市，证明其城市化建设的方向越发明朗，城市化建设的力度也就能做出相应的调整，为我国城市化建设的进一步完善与发展指明了道路。

（二）分层优化的重要意义

目前，上述文中电网分层的第四种方法是最优的，它比较适合当前的电力需求环境，在使用这种方法时需要建立数学函数模型，并进行计算。

使用分层最优化的方法，基本思想是最小化目标函数。首先，在计算函数时，第一优先层就要最小化目标函数；然后，当第一优先层得到最小目标函数之后，在进行下一优先层的最小值计算，按照这样的规则，一直计算到最后一层。如果在计算每一层函数的过程出，出现了一个唯一的优解，杂志后的层级所有的目标函数就不再起作用。因此，为了避免此类问题，我们应该在计算每个优先级层时适当放宽计算结果，并间接放宽下一个可行区域。

二、有效提升多目标电网规划的分层最优化的相关措施

（一）逐步倒推法和逐步扩展法

逐步倒推法和逐步扩展法比较传统，这种方法将规划的成本放在首要位置，比较满足经济性，而一般在后期才对于电网的可靠性以及实用性进行校验。这种方法虽然在实际中经常被使用，但其存在明显的不足就是经济性和可靠性无法得到同时满足，因此不是一种最优规划方法。而最优化的电网规划方法，都要在设计中同时满足两个条件：可靠性和经济性。只有这样，才能基本满足未来发展的需要，提高电力企业的市场竞争力。

（二）满足可靠性的规划方法

这类方法在设计的过程中，会采取一定的技术方法进行规划，主要目标是为了实现电网规划的可靠性。结合输电过程的能量、电网的输电能力和减载情况，采用启发式方法制定负荷可靠性原则的规划方案。其中一些与特定的经济体相结合，比如北美电力系统。这些具备综合性的规划方法较大程度地满足了输电的需要，但是由于其存在某些不足的地方使其无法适用于全部电网，所以还不能得到广泛的使用；另外一些在设计规划的过程中优先考虑可靠性，最后考虑所需的设备和技术。这种规划方法反映了资金和可靠性之间的关系，但不实用，不能适用于所有电网，它只适用于本地电网规划。

（三）规划以满足可靠性为主

通过这种方式，可靠性被添加到约束中，整个计划或计划的一部分通过它受到约束，N-1是一个经常用作约束的特定规则。如果我们想对规划施加更严格的限制，我们需要使用N-2规则，甚至在更为严格限制的情况下会使用约束力更强的N-K规则。但是，这种规划方式也无法有效地将可靠性和经济性进行合理的结合，设计出来的规划方案始终只能满足其中一个约束条件，最终的规划方案就始终无法预期目标，规划方案不满足综合效益的最佳条件。

（四）在制定规划方案时运用数学函数

考虑到规划方案的可靠性和经济性，利用数学函数和一定的函数计算，制定了最优规划方案。例如，在部分的实例规划设计中，就将可靠性指标考虑了进去，考虑了其中的缺电损失费用，而其他的则还要考虑到线路投资、功率损耗和环境因素，并通过目标函数的计算找到这三个条件的折中方案。在上述方案的制定过程中，要对设计方案的经济性和可靠性进行综合性的考虑，再进行多目标电网规划方法的制定，利用数学模型和求解方法制定最优方案。然而这些方案仍然存在一些缺点，诸如适用范围小、实用性差等。近几十年来，为了满足人们的生产和生活需求，中国在电网规划方面取得了很大进展。然而，在电网规划这方面仍有一些方面急需改进：（1）中国在电网规划中技术层面进步已经很大了，但还是有必要建立一个完整的多目标电网规划模型（数学模型）；（2）规划方案中没有合理安排可靠性与经济性的关系，导致两者关系出现问题；（3） 当用传统方法处理大规模、多阶段等电网问题时，容易产生维数灾难、局部最优解、约束和目标函数，难以处理。我国目前还没有更好的解决方案，而这些问题恰恰是多目标电网规划中的重中之重，这些重要部分一旦出现问题，就会影响整个电网的规划。

结语

综上所述，传统的电网规划模式已经无法满足当前我国国民对电网资源的需求程度，为了能够更好地输送电网资源，且不浪费国家的电力资源，我们应该打造出多目标电网规划。在此基础上，为了能够让电网资源能够准确高效地在各个地区及相关领域发挥其最大作用，我们应该根据实际情况，对新型的电网规划体系进行分层最优化的处理措施，让电网资源能够更合理也更高效地进入到千家万户当中，也为进一步完善我国的电网规划体系以及提升电网使用效率而提供自身的一份宝贵力量。

参考文献：

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