啟發式網絡規劃

——《電力系統規劃》2024/1/4啟發式方法概念：以直觀分析為依據，通?；谙到y某一性能指標對可行路徑上一些線路參數的靈敏度，根據一定的原則，逐步迭代指導滿足要求為止。特點：優點：直觀、靈活、計算時間短缺點：難以選擇既容易計算又能真正反映規劃問題實質的性能指標常用的啟發式方法：基于線路性能指標（如線路過負荷）基于系統性能指標（如系統年缺電量）計算過程：過負荷校驗、靈敏度分析、方案形成過負荷校驗必要性：輸送容量是否足夠，線路是否出現過負荷要求：1.要保證系統在正常情況下各線路不發生過負荷2保證在任意一條線路故障斷開的情況下各線路也不出現過負荷“N-1校驗原則”——最常用的確定性安全要求，即電網中任一元件故障時仍能保持正常持續供電。網架規劃：Step1：在現有網絡基礎上，以費用最小為原則，在合適支路上增建新線，使之滿足正常狀態的供電要求，該網絡稱為最小費用網絡；Step2：在最小費用網絡基礎上，恰當增加一些線路使之滿足安全性要求。靈敏度分析必要性：

當系統中有過負荷線路時，選擇最有效的線路來擴展網絡，以消除系統存在的過負荷。“有效”——指該線路單位投資所起的作用最大。但不同的規劃人員可能對線路“有效”有不同的理解，因而出現了不同的衡量標準，并且也產生了計算線路有效性指標的不同方法。方案形成根據靈敏度分析對待選線路按照有效性指標進行排序——將最有效的一條或一組線路加入系統，逐步擴展網絡。——將有效線路的組合加入系統進行試探，最后根據對系統運行情況的實際改善效果確定最佳接線方案的方法。啟發式方法評價：1.特點：逐步擴展網絡，2.缺點：但不能考慮各擴建線路的相互影響。啟發式方法不能保證給出數學上的最優解。滿足確定性安全準則的啟發式網絡規劃前提：滿足安全性基于直流潮流的最小切負荷模型其中，N為系統節點集，R為節點切負荷量，

為支路傳輸功率極限值。

（6-15a）滿足確定性安全準則的啟發式網絡規劃——最優解時節點i負荷增加所引起的切負荷增量——節點i發電機容量增加引起的切負荷增量——支路i容量增加引起的切負荷增量。滿足確定性安全準則的啟發式網絡規劃由于支路i線路擴展時，支路容量

及電納發生變化——有兩類靈敏度系數支路容量

的靈敏度系數支路電納Bi的靈敏度系數靈敏度

可直接由模型中求出，但有缺點：1.對于初始節點間無線路連接的支路，難求出此值；2.一般線性規劃最優解只有一部分線路在其極限上，因此只有這些線路才有非零乘子，而實際規劃問題許多可增加支路都對系統指標有影響。滿足確定性安全準則的啟發式網絡規劃滿足

N安全性

的規劃方案——迭代過程：求解最小切負荷模型。若無切負荷，轉4)；否則，計算各支路有效性指標。選擇有效性指標最大支路加一回線，轉1)。輸出網絡方案。滿足確定性安全準則的啟發式網絡規劃滿足

N-1安全性

的規劃方案——迭代過程：模擬每一次N-1線路故障。每次故障后計算一次最小切負荷量及其相應靈敏度。若無切負荷，轉4)。計算任一支路k有效性指標的平均值：Mc——N-1故障數Eki——第i個N-1線路故障時支路k的有效性指標將有效性指標平均值最大的支路加一回線，轉1)。輸出結果。滿足概率性安全準則的啟發式網絡規劃系統年缺電量期望值EENS是一個隨機變量首先隨機抽取發輸電設備（線路、變壓器、火電機組）有效度，得到大量電力系統狀態。然后，對于每一個隨機抽取的狀態，給定負荷水平，采用線性規劃技術確定負荷分配方案（嚴重時可切負荷），以使運行及缺負荷總費用最小，并滿足直流潮流方程及元件最大傳輸容量限制。最后，可得到系統年缺電量期望值指標EENS及其相對線路參數的靈敏度指標。滿足概率性安全準則的啟發式網絡規劃

——1.系統狀態的描述系統狀態取決于負荷、變壓器、發電機組及網絡狀態。節點i：曲線段k的負荷為：——節點i峰值，——年負荷曲線系數。省略時段k，得出約束條件滿足概率性安全準則的啟發式網絡規劃

——1.系統狀態的描述發電機組——火電機組+水電機組節點i火電機組

j：水電廠=無法調節+可調節出力無法調節電廠，出力——來水量對于出力可調節電廠，出力——年水庫調度策略?！擃愲姀S出力

=

基本出力+附加出力

滿足概率性安全準則的啟發式網絡規劃

——1.系統狀態的描述——節點i可調節水電機組出力及最大允許出力，

——年度水庫基本出力及最大允許基本出力，

——節點i水電附加出力值?！濣ci固定出力，——節點i所聯結的火電機組集。滿足概率性安全準則的啟發式網絡規劃

——1.系統狀態的描述網絡拓撲結構：節點集合及輸電元件集合元件表示：阻抗、不可用率、最大傳輸容量條件：給定的負荷水平、水文條件方法：對發電機組、輸電元件不可用度隨機抽樣結果：所有元件狀態組合在一起，得出大量系統狀態步驟：對每個元件，給定一個（0,1）隨機數>可用率——該元件可用<可用率——該元件不可用滿足概率性安全準則的啟發式網絡規劃

——2.單狀態負荷分配的計算過程前提：滿足潮流約束目標：尋找一個負荷分配方案，使運行及可靠性費用最小過程：初步平衡電源與負荷：按照發電費用由小到大的次序，依次投入不可調節水電廠，可調節水電廠基本出力、經濟性好的火電廠及經濟性較差的火電廠。計算潮流：電源與負荷平衡后，計算直流潮流，以確定相應正?；蚓o急條件下網絡的潮流。滿足概率性安全準則的啟發式網絡規劃

——2.單狀態負荷分配的計算過程判斷是否需要進行負荷分配調整：潮流計算后，可能出現兩種情況：一種是網絡無過負荷，那么上面負荷分配方案為最優方案。在這種發輸電設備可用度狀態下，由于網絡限制而增加的運行及可靠性費用為0。另一種是一些回路過負荷，此時，為滿足整個網絡潮流約束，需要對可以調節的發電出力重新分配，若必要也可附加切負荷。執行負荷分配調整：采用以運行及可靠性費用最小為目標的線性優化模型，計算新的負荷分配方案。滿足概率性安全準則的啟發式網絡規劃

——2.單狀態負荷分配的計算過程對于這個優化模型，為減少程序計算時間，采用松弛算法以替代標準線性規劃算法。過程：A.若已驗證有潮流過負荷，確定發電出力再分配和額外切負荷方案，以消除這些過負荷。

——采用對偶單純形算法，只考慮潮流等于或大于其傳輸容量的線路或變壓器潮流約束B.對于新的負荷分配方案，重新計算一次潮流，以驗證是否有新的潮流約束不滿足。若沒有，最優解已得到。否則，轉(A）。滿足概率性安全準則的啟發式網絡規劃

——2.單狀態負荷分配的計算過程假定正常及故障時網絡均是連通的，則負荷分配模型可表達為：滿足概率性安全準則的啟發式網絡規劃

——3.擴建線路的選擇電納對運行及可靠性費用的靈敏度系數：