多適應性規劃體系設計在智能電網中的應用探討

方 祺

（上海交通大學，上海200030）

0 引言

智能電網多適應性規劃體系的設計對構建堅強電網具有重要的實際意義。本文詳細介紹了面向智能電網多適應性規劃體系設計的基本思路，包括技術體系、組織體系和評價體系，通過對面向智能電網的規劃體系設計的研究，引入生產函數理念，建立全系統綜合效益指數（SEITENS）模型，采用多因素三級CES模型，對電網性能、電網效率、社會效益、成本等四大目標因素的替代關系進行分析，多適應性智能電網的規劃體系建設取得了良好的效果。

1 SEITENS設計

設計多適應性智能電網的規劃體系，不僅逐步完善了原有的規劃體系，也推動了現行規劃體系的發展。多適應性規劃體系主要體現在技術、組織和評價3個方面，下面逐一進行分析：

（1）技術體系。這是智能電網規劃體系的重要組成部分，不僅影響著電網性能及工作效率，也影響著社會效益和建設成本。其中，電網性能是電網規劃的根本任務，必須對電網進行資源優化配置；創造社會效益是電網企業的社會責任，包括用戶效益、環境效益及宏觀效益等；減少建設成本是智能電網的基本工作，也是電網規劃方案需重點考慮的因素。根據電網性能、效率、成本及社會效益等因素，可以將全系統電網綜合效益分為15個二級因素［1］。

（2）組織體系。這是從多目標、多階段來實現的，在組織體系中，首先必須滿足電網的使用性能和工作效率，在此前提下，對智能電網產生的社會效益進行優化。對電網性能、社會效益及電網效率等3個目標進行優化后，再進行成本優化，在整個規劃過程中，不斷將規劃結果反饋至上一階段目標，并進行核對校驗，最終形成一個多目標、多階段的組織體系。

（3）評價體系。這是基于經濟管理學理論中的CES函數模型來實現的，全稱為“生產函數三級固定替代彈性函數模型”，即以規劃體制中電網性能、效率、成本及社會效益等四大目標因素作為變量的SEITENS模型［2］。通過全面評估，可以對區域電網進行優化規劃。

面向智能電網的多適應性規劃體系，是一個多目標、多階段，有完善的反饋機制和規劃流程的體系，通過引入多目標管理的理念，提出SEITENS模型，從而充分體現出電網性能、效率、成本和社會效益四大目標之間相互制約、相互依存的關系。

2 建立SEITENS模型

生產函數模型的核心理念是以評估效益指數來建立多適應性的智能電網規劃體系。針對生產函數的確定，為了滿足智能電網規劃多目標、多適應性的要求，在綜合效益評價方面，需包含多個因素。由于電網性能、效率、成本和社會效益四大目標因素的替代關系各不相同，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多目標、多因素的函數關系［3］。對于SEITENS模型的建立，具體可以描述為：

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

研究SEITENS模型的評價功能，主要用于智能電網規劃的評估，由于四大目標因素通過綜合構成目標函數，最終目標函數將指數化。因此，采用SEITENS模型對智能電網的四大目標因素進行動態規劃評價，一般每個目標的評價系統主要由目標函數、限制條件2部分組成，其中，目標函數的變量和因素有預測性、可靠性、全面性、穩定性、靈活性等特點，對智能電網來說，可靠性確定電網性能目標函數的限定條件，穩定性確定目標函數必須考慮的內容。而限制條件涉及的因素與變量有電源分布、電網布局、短路電流等。

3 面向智能電網的規劃體系設計研究

通過不斷探索可知，SEITENS規劃體系的研究主要由電網性能、電網效率、社會效益及成本4個模塊來實現。第一，電網性能模塊主要是基于預想事故集，以可靠性為限定條件的電網規劃研究，以原有的規劃體系為依據，逐步完善現有的規劃體系，從而構建多適應性的堅強智能電網。第二，電網效率模塊是基于電網靈活規劃體系、節能調度及區域電網協調規劃等3個課題群的研究，然而新形勢下必須將多適應性區域電網協調規劃的研究作為重點內容，尤其是特高壓電網的投入運營，探索在電網不斷發展的新形勢下如何提高調峰資源利用率，從而實現調峰資源的統籌建設和統一調度。第三，社會效益模塊主要包括節能減排電網規劃和新能源的開發利用對電網規劃的影響，研究電網規劃的對策及產生的社會效益等內容，其中，新能源的開發利用對電網規劃有重要影響，例如風力發電屬于可再生新能源，在風電、主流風力發電機仿真模型的原理上研究風電等新能源接入對智能電網的影響，構建堅強電網，使社會效益成為面向智能電網多適應性規劃體系設計研究的重要內容。第四，成本模塊將電網的可靠性、經濟性作為電網規劃體系設計研究的重要內容，構建LLC成本管理的電網規劃方案，主要從多目標、多階段、有完善反饋機制的規劃流程來實現。

4 結語

本文通過建立SEITENS模型來研究電網性能、效率、成本和社會效益四大目標函數之間的關系，確保模型的準確性和科學性，從而構建堅強的智能電網。

［1］張建平，胡建績.面向智能電網的多適應性規劃體系創新動因研究［J］.研究與發展管理，2012（3）：117～125

［2］楊正升.面向智能電網的多適應性規劃體系研究［J］.中國新技術新產品，2012（20）：70

［3］林宇鋒，鐘金，吳復立.智能電網技術體系探討［J］.電網技術，2009（12）：8～14

［4］曹軍威，萬宇鑫，涂國煜，等.智能電網信息系統體系結構研究［J］.計算機學報，2013（1）：143～167