多適應(yīng)性規(guī)劃體系設(shè)計(jì)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用探討

方 祺

（上海交通大學(xué)，上海200030）

0 引言

智能電網(wǎng)多適應(yīng)性規(guī)劃體系的設(shè)計(jì)對構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)具有重要的實(shí)際意義。本文詳細(xì)介紹了面向智能電網(wǎng)多適應(yīng)性規(guī)劃體系設(shè)計(jì)的基本思路，包括技術(shù)體系、組織體系和評價(jià)體系，通過對面向智能電網(wǎng)的規(guī)劃體系設(shè)計(jì)的研究，引入生產(chǎn)函數(shù)理念，建立全系統(tǒng)綜合效益指數(shù)（SEITENS）模型，采用多因素三級CES模型，對電網(wǎng)性能、電網(wǎng)效率、社會效益、成本等四大目標(biāo)因素的替代關(guān)系進(jìn)行分析，多適應(yīng)性智能電網(wǎng)的規(guī)劃體系建設(shè)取得了良好的效果。

1 SEITENS設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)多適應(yīng)性智能電網(wǎng)的規(guī)劃體系，不僅逐步完善了原有的規(guī)劃體系，也推動(dòng)了現(xiàn)行規(guī)劃體系的發(fā)展。多適應(yīng)性規(guī)劃體系主要體現(xiàn)在技術(shù)、組織和評價(jià)3個(gè)方面，下面逐一進(jìn)行分析：

（1）技術(shù)體系。這是智能電網(wǎng)規(guī)劃體系的重要組成部分，不僅影響著電網(wǎng)性能及工作效率，也影響著社會效益和建設(shè)成本。其中，電網(wǎng)性能是電網(wǎng)規(guī)劃的根本任務(wù)，必須對電網(wǎng)進(jìn)行資源優(yōu)化配置；創(chuàng)造社會效益是電網(wǎng)企業(yè)的社會責(zé)任，包括用戶效益、環(huán)境效益及宏觀效益等；減少建設(shè)成本是智能電網(wǎng)的基本工作，也是電網(wǎng)規(guī)劃方案需重點(diǎn)考慮的因素。根據(jù)電網(wǎng)性能、效率、成本及社會效益等因素，可以將全系統(tǒng)電網(wǎng)綜合效益分為15個(gè)二級因素［1］。

（2）組織體系。這是從多目標(biāo)、多階段來實(shí)現(xiàn)的，在組織體系中，首先必須滿足電網(wǎng)的使用性能和工作效率，在此前提下，對智能電網(wǎng)產(chǎn)生的社會效益進(jìn)行優(yōu)化。對電網(wǎng)性能、社會效益及電網(wǎng)效率等3個(gè)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化后，再進(jìn)行成本優(yōu)化，在整個(gè)規(guī)劃過程中，不斷將規(guī)劃結(jié)果反饋至上一階段目標(biāo)，并進(jìn)行核對校驗(yàn)，最終形成一個(gè)多目標(biāo)、多階段的組織體系。

（3）評價(jià)體系。這是基于經(jīng)濟(jì)管理學(xué)理論中的CES函數(shù)模型來實(shí)現(xiàn)的，全稱為“生產(chǎn)函數(shù)三級固定替代彈性函數(shù)模型”，即以規(guī)劃體制中電網(wǎng)性能、效率、成本及社會效益等四大目標(biāo)因素作為變量的SEITENS模型［2］。通過全面評估，可以對區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃。

面向智能電網(wǎng)的多適應(yīng)性規(guī)劃體系，是一個(gè)多目標(biāo)、多階段，有完善的反饋機(jī)制和規(guī)劃流程的體系，通過引入多目標(biāo)管理的理念，提出SEITENS模型，從而充分體現(xiàn)出電網(wǎng)性能、效率、成本和社會效益四大目標(biāo)之間相互制約、相互依存的關(guān)系。

2 建立SEITENS模型

生產(chǎn)函數(shù)模型的核心理念是以評估效益指數(shù)來建立多適應(yīng)性的智能電網(wǎng)規(guī)劃體系。針對生產(chǎn)函數(shù)的確定，為了滿足智能電網(wǎng)規(guī)劃多目標(biāo)、多適應(yīng)性的要求，在綜合效益評價(jià)方面，需包含多個(gè)因素。由于電網(wǎng)性能、效率、成本和社會效益四大目標(biāo)因素的替代關(guān)系各不相同，因此，采用多因素三級CES模型，建立SEITENS模型，從而全面地反映出智能電網(wǎng)多目標(biāo)、多因素的函數(shù)關(guān)系［3］。對于SEITENS模型的建立，具體可以描述為：

其中，Y代表SEITENS模型的最終結(jié)果，A（t）＞0代表電網(wǎng)效率系數(shù)，P為電網(wǎng)性能，E為電網(wǎng)效率，S為社會效益，C表示成本，分配系數(shù)分別為c1、c2、a1、a2、b1、b2；YPE代表在滿足電網(wǎng)性能和電網(wǎng)效率前提下的第1級CES函數(shù)，在第2級函數(shù)中作為一個(gè)組合因素；YPES代表在滿足電網(wǎng)性能、電網(wǎng)效率和社會效益前提下的第2級CES函數(shù)，在第3級函數(shù)中其作為一個(gè)組合因素。而ρ1代表電網(wǎng)性能和電網(wǎng)效率之間的替代參數(shù)，ρ2代表電網(wǎng)效率、電網(wǎng)性能組合與社會效益之間的替代參數(shù)，ρ3代表電網(wǎng)效率、電網(wǎng)性能、社會效益組合與成本之間的替代參數(shù)；m代表規(guī)模報(bào)酬參數(shù)。根據(jù)SEITENS模型的動(dòng)態(tài)分析，可以得知因素的邊際影響力、產(chǎn)出彈性、替代彈性都會對總績效產(chǎn)生影響［4］。

研究SEITENS模型的評價(jià)功能，主要用于智能電網(wǎng)規(guī)劃的評估，由于四大目標(biāo)因素通過綜合構(gòu)成目標(biāo)函數(shù)，最終目標(biāo)函數(shù)將指數(shù)化。因此，采用SEITENS模型對智能電網(wǎng)的四大目標(biāo)因素進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃評價(jià)，一般每個(gè)目標(biāo)的評價(jià)系統(tǒng)主要由目標(biāo)函數(shù)、限制條件2部分組成，其中，目標(biāo)函數(shù)的變量和因素有預(yù)測性、可靠性、全面性、穩(wěn)定性、靈活性等特點(diǎn)，對智能電網(wǎng)來說，可靠性確定電網(wǎng)性能目標(biāo)函數(shù)的限定條件，穩(wěn)定性確定目標(biāo)函數(shù)必須考慮的內(nèi)容。而限制條件涉及的因素與變量有電源分布、電網(wǎng)布局、短路電流等。

3 面向智能電網(wǎng)的規(guī)劃體系設(shè)計(jì)研究

通過不斷探索可知，SEITENS規(guī)劃體系的研究主要由電網(wǎng)性能、電網(wǎng)效率、社會效益及成本4個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)。第一，電網(wǎng)性能模塊主要是基于預(yù)想事故集，以可靠性為限定條件的電網(wǎng)規(guī)劃研究，以原有的規(guī)劃體系為依據(jù)，逐步完善現(xiàn)有的規(guī)劃體系，從而構(gòu)建多適應(yīng)性的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。第二，電網(wǎng)效率模塊是基于電網(wǎng)靈活規(guī)劃體系、節(jié)能調(diào)度及區(qū)域電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃等3個(gè)課題群的研究，然而新形勢下必須將多適應(yīng)性區(qū)域電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃的研究作為重點(diǎn)內(nèi)容，尤其是特高壓電網(wǎng)的投入運(yùn)營，探索在電網(wǎng)不斷發(fā)展的新形勢下如何提高調(diào)峰資源利用率，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)峰資源的統(tǒng)籌建設(shè)和統(tǒng)一調(diào)度。第三，社會效益模塊主要包括節(jié)能減排電網(wǎng)規(guī)劃和新能源的開發(fā)利用對電網(wǎng)規(guī)劃的影響，研究電網(wǎng)規(guī)劃的對策及產(chǎn)生的社會效益等內(nèi)容，其中，新能源的開發(fā)利用對電網(wǎng)規(guī)劃有重要影響，例如風(fēng)力發(fā)電屬于可再生新能源，在風(fēng)電、主流風(fēng)力發(fā)電機(jī)仿真模型的原理上研究風(fēng)電等新能源接入對智能電網(wǎng)的影響，構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)，使社會效益成為面向智能電網(wǎng)多適應(yīng)性規(guī)劃體系設(shè)計(jì)研究的重要內(nèi)容。第四，成本模塊將電網(wǎng)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性作為電網(wǎng)規(guī)劃體系設(shè)計(jì)研究的重要內(nèi)容，構(gòu)建LLC成本管理的電網(wǎng)規(guī)劃方案，主要從多目標(biāo)、多階段、有完善反饋機(jī)制的規(guī)劃流程來實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)語

本文通過建立SEITENS模型來研究電網(wǎng)性能、效率、成本和社會效益四大目標(biāo)函數(shù)之間的關(guān)系，確保模型的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，從而構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)。

［1］張建平，胡建績.面向智能電網(wǎng)的多適應(yīng)性規(guī)劃體系創(chuàng)新動(dòng)因研究［J］.研究與發(fā)展管理，2012（3）：117～125

［2］楊正升.面向智能電網(wǎng)的多適應(yīng)性規(guī)劃體系研究［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（20）：70

［3］林宇鋒，鐘金，吳復(fù)立.智能電網(wǎng)技術(shù)體系探討［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2009（12）：8～14

［4］曹軍威，萬宇鑫，涂國煜，等.智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究［J］.計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2013（1）：143～167