基于適應(yīng)度指標(biāo)的輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取方法

陳為化，劉連光，陳艷偉

(1.新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室(華北電力大學(xué))，北京市 102206;2.國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司，太原市 030012)

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基于適應(yīng)度指標(biāo)的輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取方法

陳為化1，劉連光1，陳艷偉2

(1.新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室(華北電力大學(xué))，北京市 102206;2.國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司，太原市 030012)

在輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取方面，電網(wǎng)的發(fā)展、調(diào)度等部門往往側(cè)重點不同，采取的評價指標(biāo)與方法也不同，難以形成客觀、全面、統(tǒng)一的發(fā)展方案，造成電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運行等環(huán)節(jié)出現(xiàn)矛盾。針對上述問題，提出了一種基于適應(yīng)度和證據(jù)理論的輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取方法。建立適應(yīng)度概念來定量評價電網(wǎng)發(fā)展的程度，用證據(jù)理論整合了安全性、經(jīng)濟性等各方面電網(wǎng)適應(yīng)度，得到的可選性參數(shù)為輸電網(wǎng)發(fā)展方案的選取提供了依據(jù)。該方法能夠解決輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取上各部門難以協(xié)調(diào)一致的問題，對實際電網(wǎng)發(fā)展方案選取的模擬表明了該方法的可行性和有效性。

輸電網(wǎng)；規(guī)劃；方案選?。贿m應(yīng)度；證據(jù)理論

0 引 言

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展與用電負(fù)荷的增加，我國現(xiàn)有的500 kV輸電網(wǎng)局部容量逐漸趨于飽和，出現(xiàn)了部分輸電線路重載、局部地區(qū)短路電流超標(biāo)等問題。在如何解決上述問題上，調(diào)度運行部門與發(fā)展規(guī)劃部門往往有不同的觀點與方案，造成在輸電網(wǎng)建設(shè)、運行上出現(xiàn)雙重標(biāo)準(zhǔn)、銜接困難等問題。如何全面、客觀地反映500 kV電網(wǎng)的特性，提出滿足各方要求的輸電網(wǎng)發(fā)展方案是目前研究的熱點問題之一[1-3]。文獻(xiàn)[4-6]在經(jīng)濟優(yōu)化模型上加入了安全約束，希望在一定安全約束的范圍內(nèi)求得最優(yōu)解。文獻(xiàn)[7-9] 提出了多目標(biāo)優(yōu)化的方案，通過對各分目標(biāo)的尋優(yōu)來解決各方面的要求。上述方法本質(zhì)上都是優(yōu)化方法，希望通過融合各方的需求得到一個各方都滿意的結(jié)果。然而，造成在同一問題上規(guī)劃與運行部門產(chǎn)生矛盾的主要根源在于雙方的關(guān)注重點和考慮時間范圍不同。調(diào)度運行部門側(cè)重于電網(wǎng)的安全性，采用安全性指標(biāo)體系，一般考慮時間范圍較短，側(cè)重于投產(chǎn)前的過渡時期和投產(chǎn)年的運行情況。發(fā)展規(guī)劃部門側(cè)重于電網(wǎng)的經(jīng)濟性，采用經(jīng)濟性指標(biāo)體系，一般考慮時間范圍較長，側(cè)重于投產(chǎn)后至遠(yuǎn)景年的運行情況。因此在同一優(yōu)化模型中使用隱含不同邊界條件的目標(biāo)與約束，其優(yōu)化結(jié)果往往不能滿足各方的要求，多年來電網(wǎng)發(fā)展的優(yōu)化方案難以得到規(guī)劃部門和運行部門的一致認(rèn)可充分反映了該問題。

針對上述問題，應(yīng)站在電網(wǎng)發(fā)展方案全周期的角度，突出電網(wǎng)不同發(fā)展階段的關(guān)注重點，充分利用成熟的電網(wǎng)指標(biāo)體系，使之相互補充、相互融合，以提高電網(wǎng)發(fā)展方案的適應(yīng)度，滿足各個方面對電網(wǎng)發(fā)展的要求。為此，提出電網(wǎng)發(fā)展方案適應(yīng)性的概念，并應(yīng)用證據(jù)理論實現(xiàn)安全性適應(yīng)度、經(jīng)濟性適應(yīng)度等各方面適應(yīng)度的融合，為電網(wǎng)的發(fā)展提供決策支持。

1 存在的問題及原因分析

目前我國500 kV輸電網(wǎng)得到了快速發(fā)展，在發(fā)展過程中也出現(xiàn)了若干問題。首先，電網(wǎng)發(fā)展方案的目標(biāo)不明確，甚至在同一性質(zhì)的發(fā)展目標(biāo)方面都存在矛盾。例如同屬于電網(wǎng)的安全方面，一方面為了提高輸電能力不斷加強省間電網(wǎng)的聯(lián)系，另一方面為了限制短路電流又要人為地拉大省際電網(wǎng)之間的電氣距離。其次，電網(wǎng)發(fā)展中缺乏通盤考慮，存在反復(fù)改造問題。由于僅著眼于解決近期的、局部的問題，導(dǎo)致方案的適應(yīng)性不強，當(dāng)出現(xiàn)新的問題時，原方案不能滿足要求，又要對電網(wǎng)發(fā)展方案進(jìn)行修改，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成威脅，并產(chǎn)生人力、物力的大量浪費。例如存在電廠送出線路反復(fù)改接現(xiàn)象。最后，上、下級電網(wǎng)發(fā)展銜接的不夠，導(dǎo)致上級電網(wǎng)的能力不能充分發(fā)揮。例如目前存在的某些電磁環(huán)網(wǎng)問題。

產(chǎn)生上述問題的主觀原因是電網(wǎng)規(guī)劃、運行等部門對電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)注重點和考慮時間范圍不同?？陀^原因在于缺少全面、客觀地反映電網(wǎng)的特性評價指標(biāo)與評價方法。目前，反映電網(wǎng)特性的評價指標(biāo)與評價方法主要有安全性指標(biāo)體系與方法、經(jīng)濟性評價指標(biāo)體系與方法。由于對2種體系與方法之間采取了“非此即彼”的取舍關(guān)系，必然導(dǎo)致難以得出各方都滿意與認(rèn)可的電網(wǎng)發(fā)展方案。

從以上分析可以看出，解決我國500 kV輸電網(wǎng)發(fā)展問題的有效途徑是：(1)建立全面、客觀反映500 kV電網(wǎng)特性的統(tǒng)一指標(biāo)體系，這樣規(guī)劃、運行等部門對電網(wǎng)的評價才有了同一個標(biāo)準(zhǔn)，具備了比較的基礎(chǔ)；(2)要采用全覆蓋、全周期的評價方法對電網(wǎng)指標(biāo)進(jìn)行評價，克服現(xiàn)有評價方法“非此即彼”、以及單一時間點評價的缺點；(3)基于評價結(jié)果確定電網(wǎng)發(fā)展的方案，滿足各方的要求，提高規(guī)劃、運行等各部門的協(xié)調(diào)程度。為此，提出了適應(yīng)度概念作為反映電網(wǎng)特性的評價指標(biāo)，并采用證據(jù)理論來對不同發(fā)展方案下電網(wǎng)的特性進(jìn)行評價。

2 適應(yīng)度概念與構(gòu)建

2.1 概念的提出

傳統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟性指標(biāo)中，一般通過計算結(jié)果與設(shè)定閾值的比較得到安全或不安全、經(jīng)濟或不經(jīng)濟的結(jié)果。這種類型的指標(biāo)隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展出現(xiàn)了許多弊端：首先，不能體現(xiàn)電網(wǎng)特征量的明顯程度，當(dāng)指標(biāo)計算值與設(shè)定的閾值相差較大時，評價的結(jié)果才可靠；如果指標(biāo)計算值接近于設(shè)定的閾值，考慮到計算的誤差則評價結(jié)果可能是錯誤的。其次，安全性、經(jīng)濟性等各個方面之間相互獨立，不能提供其他方面的有效信息。最后，不利于各個指標(biāo)之間的融合，在使用安全性、經(jīng)濟性等各方面的指標(biāo)對電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)行綜合判斷時，把幾個方面的指標(biāo)進(jìn)行簡單地相加并不是一種可行的方法，其結(jié)果往往不能夠得到各方的認(rèn)可[10]。

基于上述原因，提出了適應(yīng)度概念。定義適應(yīng)度為區(qū)間[0，+∞)上的變量，用來描述一種電網(wǎng)發(fā)展方案在指定判據(jù)基準(zhǔn)下對電網(wǎng)外部因素和內(nèi)部特點適應(yīng)程度的度量。一種方案的適應(yīng)度越大，表明該方案越能夠滿足各方的要求，越應(yīng)該成為電網(wǎng)發(fā)展的首選方案。

2.2 安全性適應(yīng)度構(gòu)建

安全性一直是電力系統(tǒng)關(guān)注的重點之一，安全性指標(biāo)是電力系統(tǒng)最早應(yīng)用的評價指標(biāo)，至今在電網(wǎng)評價中仍得到廣泛的應(yīng)用。安全性指標(biāo)體系指標(biāo)較多，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，其常用指標(biāo)也隨之不斷發(fā)生變化，可結(jié)合輸電網(wǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢來選擇合適的適應(yīng)度指標(biāo)來體現(xiàn)全周期的概念。例如，隨著500 kV電網(wǎng)的發(fā)展，目前在大部分區(qū)域的500 kV電網(wǎng)已經(jīng)基本不存在暫態(tài)穩(wěn)定問題，因此大部分區(qū)域電網(wǎng)安全性方面的關(guān)注重點由暫態(tài)穩(wěn)定轉(zhuǎn)向穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定，對應(yīng)的安全指標(biāo)也更多地采用穩(wěn)態(tài)安全指標(biāo)。

結(jié)合我國500 kV輸電網(wǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，可選取短路電流、線路最大潮流作為構(gòu)建安全性適應(yīng)度的基礎(chǔ)[11]。短路電流、線路潮流和凈現(xiàn)值是目前在電網(wǎng)規(guī)劃中最關(guān)注的3個指標(biāo)，通過對這3個指標(biāo)的研究，能夠反映規(guī)劃發(fā)展方案協(xié)調(diào)的過程。短路電流是反映電網(wǎng)聯(lián)系緊密程度的指標(biāo)，短路電流越小表示電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越稀疏，相反如果短路電流越大表示電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越緊密，但同時突破斷路器最大開斷能力的風(fēng)險也越大，因此短路電流值太小或者太大適應(yīng)性均不好。受斷路器開斷能力的限制，短路電流必須限制在斷路器開斷容量的范圍內(nèi)，令斷路器開斷容量為DmkA。設(shè)電網(wǎng)共有n1個500 kV變電站，變電站i短路電流的幅值用D(i)表示，D(i)∈[0 kA,DmkA]。定義短路電流適應(yīng)度為

(1)

式(1)中，AD(k)≥0，若方案k的短路電流越處于各方都較為滿意的范圍，各方越能夠接受，則適應(yīng)度越大；若對于方案k的短路電流越不能讓各方都滿意，則適應(yīng)度越小，特別的如果有短路電流超出了斷路器最大開斷能力值，則適應(yīng)度為0，該方案不能采用。

在區(qū)域電網(wǎng)的500 kV變電站短路電流中，可能存在絕大多數(shù)變電站短路電流較小，但個別變電站短路電流較大的現(xiàn)象，總體平均后的短路電流較小，用式(1)計算后的適應(yīng)度較大，這是與實際情況不符合的，需要對式(1)進(jìn)行修正，如式(2)所示：

AD(k)=

(2)

式中α(k)是修正系數(shù)，修正系數(shù)是依據(jù)規(guī)劃人員的經(jīng)驗得到的，類似于保護(hù)中的修正系數(shù)，是根據(jù)電網(wǎng)的特點采取的一種突出主要因素的措施，并定義

(3)

線路最大潮流是反映電網(wǎng)負(fù)載程度的指標(biāo)，線路最大潮流越小表示電網(wǎng)負(fù)載越輕，運行效率低但安全性好，相反如果線路最大潮流越大表示電網(wǎng)負(fù)載越重，運行效率高但安全性差，因此線路最大潮流值太小或者太大適應(yīng)性均不好[12]。受線路最大輸送能力的限制，線路最大潮流必須限制在線路最大輸送能力的范圍內(nèi)，令線路最大輸送能力為PmMW。設(shè)電網(wǎng)共有n2條500 kV線路，線路j的最大潮流的幅值用P(j)表示，P(j)∈[0 MW,PmMW]。定義線路最大潮流適應(yīng)度為

(4)

在式(4)中，AP(k)≥0，若方案k的線路最大潮流越處于各方都較為滿意的范圍，則適應(yīng)度越大；若對于方案k的線路最大潮流越不能讓各方都滿意，則適應(yīng)度越小，特別的如果有線路最大潮流超出了線路最大輸送能力，則適應(yīng)度為0，該方案不能采用。

2.3 經(jīng)濟性適應(yīng)度構(gòu)建

隨著經(jīng)濟的發(fā)展與市場化改革的深入，電網(wǎng)的經(jīng)濟性越來越得到重視，目前與安全性幾乎處于同等重要的位置[13]。

基于凈現(xiàn)值率構(gòu)建了經(jīng)濟性適應(yīng)度，重點強調(diào)了項目的時間價值，以便從項目的長生命周期的角度進(jìn)行比較選取。定義項目的凈現(xiàn)值適應(yīng)度為

(5)

式中：Amax為年投入限額；CI為資金流入，CO為資金流出，分別是指資金輸入項目與項目輸出資金，t=0,1,…,n3為項目周期年，持續(xù)時間從0到n3年，b為基準(zhǔn)收益率。

凈現(xiàn)值適應(yīng)度表明了方案中資金的使用效率，方案中的有限投資取得的貢獻(xiàn)越大，即資金的利用率高，能夠更好的支持項目，則方案的凈現(xiàn)值適應(yīng)度越大；方案中有限投資取得的貢獻(xiàn)越小，則方案的凈現(xiàn)值適應(yīng)度越小。

3 證據(jù)理論與應(yīng)用

3.1 證據(jù)理論的基本概念

1967年，Dempster提出了證據(jù)理論，后來Shafer對其進(jìn)行了進(jìn)一步研究與發(fā)展。證據(jù)理論可以對隨機、模糊、區(qū)間等不確定信息進(jìn)行有效處理，以概率論為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)可靠性問題只是證據(jù)理論的一個特例。近年來，證據(jù)理論已成為我國學(xué)術(shù)界的研究熱點之一。將證據(jù)理論應(yīng)用于電力系統(tǒng)規(guī)劃方面，提出基于適應(yīng)性指標(biāo)的電網(wǎng)發(fā)展的方案比較選取方法[14-15]。

3.2 證據(jù)理論的應(yīng)用

證據(jù)理論的三要素是建立識別框架、構(gòu)建分配函數(shù)、證據(jù)組合決策。下面結(jié)合提出適應(yīng)度概念分別論述。

3.2.1 建立識別框架

識別框架是所有決策問題的集合，其作用是為了界定證據(jù)理論的決策目標(biāo)。識別框架內(nèi)部各元素之間是互斥的，即存在相互獨立的關(guān)系，當(dāng)選擇了一個元素時，意味著將放棄其他元素。

在輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取中，最終的目標(biāo)是從輸電網(wǎng)發(fā)展的若干方案中選擇一個能夠滿足各方要求、能夠協(xié)調(diào)發(fā)展、從全周期看最優(yōu)的發(fā)展方案。因此，研究范圍內(nèi)所有輸電網(wǎng)的發(fā)展方案就構(gòu)成了輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取的識別框架。設(shè)在研究范圍內(nèi)共有N個方案，則識別框架為

(6)

3.2.2 構(gòu)建分配函數(shù)

在證據(jù)理論中，分配函數(shù)的主要作用是將各個證據(jù)體的決策支撐在所有的識別框架元素之間進(jìn)行分配，從而突出各框架元素的特征。證據(jù)理論中對分配函數(shù)的定義如下：

識別框架為Ψ，在Ψ的冪集2Ψ上定義分配函數(shù)m(·)，滿足

(7)

式中，當(dāng)A?Ψ,A≠φ時，則m(A)表示框架元素A的可選程度；m(Ψ)表示證據(jù)理論不明確的可選程度分配給整個識別框架。

在輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取中，分配函數(shù)的作用是將安全性、經(jīng)濟性等方面的適應(yīng)度分配給識別框架的各元素，即各發(fā)展方案，用可選度指標(biāo)來表示?？蛇x度指標(biāo)越大，表示該方案對安全、經(jīng)濟的綜合適應(yīng)性越強，越能滿足規(guī)劃、運行等部門的要求，最終的決策也越應(yīng)該選擇該方案。提出的可選度分配函數(shù)為

w=wr×wa

(8)

式中：wr為相對可選度分配函數(shù)，表示了在同一適應(yīng)度指標(biāo)下輸電網(wǎng)發(fā)展方案的相對可選性；wa為可選度全局系數(shù)，反映了方案可選性的整體情況。

(9)

式(9)是對適應(yīng)度的概率分配，這種方法比較簡單、應(yīng)用方便，但是由于較小適應(yīng)度方案的干擾，在一定程度上干擾了具有較大適應(yīng)度方案的選擇。在實際應(yīng)用中，具有較小適應(yīng)度的方案一般不是可選方案，同時該方案的可選性不能為其他方案的選擇提供支持。對其他方案來說，該方案的可選度不能增加或減少其他方案的可選性；對識別框架整體來說，該方案的可選度實際上是說明了框架的整體不可選性?；谏鲜鲈颍瑢鹘y(tǒng)的概率分配進(jìn)行改造，即當(dāng)方案的適應(yīng)度函數(shù)小于0.2，并且該方案在所有方案的排名小于前3位時，將該方案的適應(yīng)度函數(shù)置0，如式(10)所示：

(10)

式中O(k)是升序排序函數(shù)。

一般而言，適應(yīng)度越大的方案說明其越適應(yīng)各方的要求，更應(yīng)該分配較大的可選性；適應(yīng)度越小的方案說明其越不能滿足各方的要求，應(yīng)該分配較小的可選性。基于上述考慮，采用可選度全局系數(shù)來突出這種差別，構(gòu)建可選度全局系數(shù)的函數(shù)為

(11)

式中c為常數(shù)，作為分配函數(shù)的拐點，用于將不同分適應(yīng)度的方案分別對待，以突出識別框架內(nèi)方案元素的整體可選性

綜合式(9)～(11)，得到可選度分配函數(shù)為

(12)

3.2.3 證據(jù)組合決策

(13)

在證據(jù)理論中，一般采用正交和規(guī)則對式(13)中的可選度數(shù)值進(jìn)行組合，從而得到電網(wǎng)發(fā)展各個方案的綜合可選度數(shù)值，再通過對綜合可行度數(shù)值的比較，就能過得到最可行的電網(wǎng)發(fā)展方案。組合規(guī)則的表達(dá)式為

w∈((w1⊕w2)⊕…⊕wk)

(14)

式中⊕表示正交和運算。其表達(dá)式為

(15)

3.3 算法流程

結(jié)合輸電網(wǎng)的特點，基于適應(yīng)度概念應(yīng)用證據(jù)理論進(jìn)行輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取的基本步驟為：

(1)根據(jù)輸電網(wǎng)現(xiàn)狀特點與發(fā)展趨勢，界定研究的時空范圍，選擇構(gòu)建安全性、經(jīng)濟性適應(yīng)度的具體指標(biāo)基礎(chǔ)。

(2)基于輸電網(wǎng)的目標(biāo)與需要解決的問題，提出輸電網(wǎng)發(fā)展的具體目標(biāo)，形成輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取問題的識別框架。

(3)計算輸電網(wǎng)具體發(fā)展方案下的各種適應(yīng)度指標(biāo)。

(4)根據(jù)問題的特征和相關(guān)專家的方案構(gòu)造可選性分配函數(shù)。

(5)根據(jù)證據(jù)組合算法，計算輸電網(wǎng)發(fā)展中各方案綜合可選性。

(6)根據(jù)輸電網(wǎng)發(fā)展中各個方案可選性的計算結(jié)果，確定輸電網(wǎng)發(fā)展的最優(yōu)方案。

4 算例

以華東某省(市)500kV電網(wǎng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建算例來驗證文章提出的適應(yīng)性概念與輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取算法的可行性。研究時間范圍為從2010年到2015年，即整個“十二五”期間該電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃。該電網(wǎng)起始年的500kV接線圖如圖1所示，圖中圓圈表示變電站，正方形表示發(fā)電廠，虛線表示與周邊省(市)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)部分。

4.1 指標(biāo)計算

擬定6個該電網(wǎng)的發(fā)展方案。方案一：新建變電站LT，新建線路SJ-LT、LT-TW雙回線路，拉停HD-XH一回線，新建發(fā)電廠CM，新建變電站XY，SJ-NQ站外跳通。方案二：拉停HD-XH一回線，新建變電站LT，新建線路SJ-LT，拉停YH-WE一回線，新建LT-TW雙回線路，拉停GL-YD一回線，新建發(fā)電廠CM，新建變電站XY，SJ-NQ站外跳通。方案三：拉停HD-XH一回線，新建發(fā)電廠CM，新建變電站XY，SJ-NQ站外跳通。方案四：新建HD-YG線路，新建變電站LT，新建線路SJ-LT、LT-TW雙回線路，新建TW-YD雙回線路，新建發(fā)電廠CM，新建變電站XY。

圖1 起始年電網(wǎng)接線圖Fig.1 Power network diagram of initial year

方案五：拉停YH-WE線路，新建TW-YD雙回線路，新建發(fā)電廠CM，新建變電站XY。方案六：新建變電站LT，新建線路SJ-LT，拉停HD-XH線路，HD-SJ線路裝設(shè)串聯(lián)電抗器，合上HD-XH線路，新建LT-TW雙回線路，新建TW-YD雙回線路，YH-WE線路裝設(shè)串聯(lián)電抗器，新建發(fā)電廠CM，新建變電站XY。

基于適應(yīng)度計算方法，計算得到電網(wǎng)發(fā)展各個方案適應(yīng)度，如表1所示。

表1 各方案適應(yīng)度指標(biāo)

Table 1 Fitness indexes of each case

進(jìn)一步采用證據(jù)理論對上述指標(biāo)進(jìn)行處理，得到各個方案的可選度，如表2所示。從表2可以看出，通過對方案可選性的分配，方案六的可選性相對提高，其他方案的可選性相對降低，可選方案的優(yōu)勢明顯，為輸電網(wǎng)發(fā)展方案選取提供了有力支持。

4.2 結(jié)果分析

對各方案的分析可知，方案四側(cè)重于加強網(wǎng)架，導(dǎo)致短路電流越限，從而造成整個方案的不可行性。方案五側(cè)重于改善網(wǎng)絡(luò)的短路電流，對網(wǎng)架的加強不

表2 各個方案的可選度

Table 2 Optional degree of each case

力，從而造成線路存在最大潮流越限的風(fēng)險，造成整個方案的不可行性。方案二屢次重復(fù)出現(xiàn)新建工程與拉停投運線路的現(xiàn)象，是典型的規(guī)劃和運行不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，造成方案的投資大、作用小。方案三在一定程度上解決了短路電流與線路最大潮流越限問題，但方案對負(fù)荷發(fā)展適應(yīng)性差，將不能很好適應(yīng)負(fù)荷發(fā)展的需要。方案一與方案六是較好的電網(wǎng)發(fā)展方案，與方案一相比，方案六較好的安排了工程的時序，并且通過裝設(shè)線路電抗器的方法解決了運行中的拉停線路問題，提高了電網(wǎng)運行的安全性。綜上所述，方案六的可選性最大。

可見，電網(wǎng)制定發(fā)展方案基本原則是：輸電網(wǎng)發(fā)展方案在滿足電力輸送要求的同時，應(yīng)具有較強的適應(yīng)性和可擴展性；從長遠(yuǎn)看，解決電網(wǎng)存在的問題主要還應(yīng)從電網(wǎng)規(guī)劃入手，遠(yuǎn)近結(jié)合、循序漸進(jìn)逐步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；調(diào)度運行采取的更改運行方式等措施可以短時解決局部電網(wǎng)的問題，可作為一種輔助手段。這樣電網(wǎng)發(fā)展才能更加具有安全性、經(jīng)濟性、靈活性，才能滿足發(fā)展、調(diào)度等各部門的要求，才能保證電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運行等環(huán)節(jié)的銜接。

進(jìn)一步歸納上述方案可以看出，從安全的角度拉停、跳通降低的電網(wǎng)的安全性與靈活性，是調(diào)度部門不愿意采用的措施，從經(jīng)濟的角度，新建安裝串抗、建設(shè)雙回線路等要增加投資，是發(fā)展部門不愿意采用的措施，如果從各自的角度選擇指標(biāo)進(jìn)行比選，很難得到各方都能接受的方案，導(dǎo)致方案的銜接困難。采用提出的基于適應(yīng)度概念的比選方法，能夠克服上述困難，突出可選性強的方案。

5 結(jié) 論

(1)電網(wǎng)發(fā)展、調(diào)度等部門對電網(wǎng)發(fā)展關(guān)注的側(cè)重點不同是造成電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃、建設(shè)、運行等環(huán)節(jié)脫節(jié)的主要原因之一。目前缺乏能夠全面、客觀反映電網(wǎng)發(fā)展的指標(biāo)體系和評價方法。

(2)提出適應(yīng)度概念，能夠從安全性、經(jīng)濟性、時效性等方面分析了電網(wǎng)發(fā)展與其現(xiàn)實狀態(tài)、以及外部環(huán)境的適應(yīng)程度，能夠為評估電網(wǎng)的發(fā)展提供依據(jù)。

(3)采用證據(jù)理論整合了電網(wǎng)在安全、經(jīng)濟等方面的適應(yīng)度情況，能夠全面、客觀地反映電網(wǎng)發(fā)展的情況，為電網(wǎng)決策選取電網(wǎng)發(fā)展方案提供了統(tǒng)一平臺，通過最終的可選性數(shù)據(jù)能夠直觀、快速的選取輸電網(wǎng)發(fā)展方案。算例分析表明了該模型的可行性和有效性。

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(編輯：蔣毅恒)

Selection Method of Transmission Network Development Scheme Based on Fitness Index

CHEN Weihua1，LIU Lianguang1，CHEN Yanwei2

(1.State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources ，North China Electric Power University, Beijing 102206, China； 2.Taiyuan Power Supply Company, State Grid Shanxi Electric Power Company，Taiyuan 030012, China)

There are different evaluation indexes and methods for the development scheme selection of transmission network between development department and dispatch department of power grid based on different emphasis points. So it is difficult to form an objective, comprehensive, unified development scheme, which will cause contradiction among transmission network’s planning, construction, operation and other aspects. In view of the above problems, this paper presented a selection method for transmission network development scheme based on fitness and evidence theory. The concept of fitness was established to quantitatively evaluate the development degree of power grid, and the evidence theory was used to integrate the aspects of safety, economy and other fitness indexes; the obtained parameters could provide the basis for the development scheme selection of transmission network. The proposed method can solve the coordinate problem of transmission network development scheme selection in different developments. The simulation of actual power grid development scheme selection shows the feasibility and validity of this method.

transmission network; planning; scheme selection;; evidence theory

國家自然科學(xué)基金項目(51577058)；國家電網(wǎng)公司大電網(wǎng)重大專項課題(SGCC-MPLG019-2012)。

TM 715

A

1000-7229(2015)10-0111-07

10.3969/j.issn.1000-7229.2015.10.017

2015-05-20

2015-07-14

陳為化(1978)，男，博士，主要研究方向為電力系統(tǒng)分析與規(guī)劃；

劉連光(1954)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向為電力系統(tǒng)分析與規(guī)劃，電網(wǎng)安全防御與災(zāi)變控制；

陳艷偉(1988)，男，碩士研究生，主要研究方向為電力系統(tǒng)分析與規(guī)劃。

Project Supported by National Natural Science Foundation of China(NSFC)(51577058).