[發明專利]基于風險偏好的電力系統條件備用容量決策方法

在審

• 申請號: 201410741119.4
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104463703A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 王秀麗;曲翀;黃鑌;印永華;申洪;姚立
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;中國電力科學研究院
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于電力系統優化規劃與可靠性評估領域，具體涉及一種基于風險偏好的電力系統條件備用容量決策方法。

背景技術

為了應對電能生產所面臨的不確定性因素，電力系統需要權衡經濟性和可靠性以維持適當的設備冗余和應急能力，以合理的代價將風險控制在可接受的水平。隨著新的發輸電方式快速發展，電力系統不確定性因素的劇增給人們認知、度量、管理和控制風險不斷帶來挑戰。決策者在感到猶豫和兩難的同時，也對自身主觀風險偏好的影響更加關注。

風險和成本是否可接受，是非常模糊而主觀的，并不存在一個確切的標準。具體到備用容量需求的評估，基于最大一臺機容量或固定負荷百分比的確定性準則已逐漸被淘汰，概率性方法一般需要權衡配置備用容量的經濟性與可靠性，以達到成本和收益的平衡。不同的調度運行決策主體，具有不同的風險偏好和風險態度，從而對風險的感知顯著不同。面對更加多樣化、常態化、波動化的運行風險，決策者壓力陡然增大，對自身的風險偏好也更加敏感。可以設想不同的決策者基于不同的風險認知，可能選擇迥異的備用容量。鮮有技術能夠定量刻畫決策者的風險偏好并將其引入備用容量的優化與決策。

可靠性評估的方法和指標將特定備用容量下系統的風險量化，為備用容量的選取提供依據，是備用容量優化與決策的理論基礎。基于整體均值的可靠性指標，將實際存在的極端損失事件淹沒在大量零損失事件中，導致風險峰值無法被感知，風險分布信息也幾乎全部丟失。而事實上，工程人員在做決策時，不僅關心系統的平均可靠程度，更關注其抵御極端災難情形的能力。正如設計一座橋梁不能僅以平均載重能力為依據，還必須校核極限載荷下的強度；規劃網站容量時，不能僅以平均訪問量為依據，更要考慮網站在峰值服務請求量下的承載能力。

備用容量正是為了應對電力系統的異常狀態、響應高損失-低概率事件而存在，對決策者感知到的風險信息極為敏感。備用的冗余程度取決于系統決心防范和抵御多么嚴重而罕見的隨機停運。而由整體均值可靠性度量得到的備用規劃，失去了捕捉和刻畫極端容量不足事件的能力，無法體現人們的風險偏好和風險態度，也剝奪了決策者將自身經驗和判斷融入備用策略的靈活性。現有的基于整體均值的可靠性評估和規劃決策模型不能反映決策者對高損失-低概率事件的特別關注，也無法體現備用配置對電力系統異常狀態和極端損失情形的敏感性。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供了一種簡單通用的、能夠反映主觀風險偏好的基于風險偏好的電力系統條件備用容量決策方法，建立條件備用容量的概念，為電力系統規劃和運行人員提供一種全新的、將主觀性量化的決策工具。本發明旨在改進傳統的單一的備用優化方法，使輔助決策的信息多樣化，使參與決策的模糊因素得以表達，從而能夠更靈活地滿足決策者的需求。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

基于風險偏好的電力系統條件備用容量決策方法，包括以下步驟：

1)在電力系統裝機容量范圍內確定電力系統運行的可行域及在進行電力系統模擬的步長；建立權衡條件可靠性成本和收益的備用容量規劃模型；

2)利用序貫蒙特卡洛模擬方法在已經確定的可行域及備用容量規劃模型中，按照步驟1)中確定的步長，對建立的備用容量模型進行求解；

3)在0到1范圍內枚舉決策者確定的損失值，用枚舉的損失值表示決策者承受的損失程度，根據備用容量模型求解結果考慮可靠性成本及收益確定備用容量；

4)對步驟3)確定的備用容量計算條件總成本，并對備用容量進行裕度校驗，進而確定最優備用容量。

本發明進一步的改進在于，步驟1)具體包括以下步驟：

1-1)根據電力系統是高損失-低概率、中損失-中概率及低損失-高概率情況確定電力系統的可行域，并根據電力系統的處在上述三種可行域的情況確定步長；

1-2)建立權衡條件可靠性成本和收益的備用容量規劃模型：

認為在高損失-低概率、中損失-中概率或低損失-高概率下使總收益最大或總成本最小的備用容量為條件最優解，即條件備用容量；