基于风险偏好的电力系统条件备用容量决策方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于风险偏好的电力系统条件备用容量决策方法，属于电力系统优化规划与可靠性评估领域，包括以下步骤：1)在电力系统装机容量范围内确定电力系统运行的可行域及在进行电力系统模拟的步长；建立权衡条件可靠性成本和收益的备用容量规划模型；2)利用序贯蒙特卡洛模拟方法在已经确定的可行域及备用容量规划模型中，按照步骤1)中确定的步长，对建立的备用容量模型进行求解；3)在0到1范围内枚举决策者确定的损失值，用枚举的损失值表示决策者承受的损失程度，根据备用容量模型求解结果考虑可靠性成本及收益确定备用容量；4)对步骤3)确定的备用容量计算条件总成本，并对备用容量进行裕度校验，进而确定最优备用容量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，属于电力系统优化规划与可靠性评估领域，包括以下步骤：1)在电力系统装机容量范围内确定电力系统运行的可行域及在进行电力系统模拟的步长；建立权衡条件可靠性成本和收益的备用容量规划模型；2)利用序贯蒙特卡洛模拟方法在已经确定的可行域及备用容量规划模型中，按照步骤1)中确定的步长，对建立的备用容量模型进行求解；3)在0到1范围内枚举决策者确定的损失值，用枚举的损失值表示决策者承受的损失程度，根据备用容量模型求解结果考虑可靠性成本及收益确定备用容量；4)对步骤3)确定的备用容量计算条件总成本，并对备用容量进行裕度校验，进而确定最优备用容量。【专利说明】
本专利技术属于电力系统优化规划与可靠性评估领域，具体涉及一种基于风险偏好的 电力系统条件备用容量决策方法。
技术介绍
为了应对电能生产所面临的不确定性因素，电力系统需要权衡经济性和可靠性以 维持适当的设备冗余和应急能力，以合理的代价将风险控制在可接受的水平。随着新的发 输电方式快速发展，电力系统不确定性因素的剧增给人们认知、度量、管理和控制风险不断 带来挑战。决策者在感到犹豫和两难的同时，也对自身主观风险偏好的影响更加关注。 风险和成本是否可接受，是非常模糊而主观的，并不存在一个确切的标准。具体 到备用容量需求的评估，基于最大一台机容量或固定负荷百分比的确定性准则已逐渐被淘 汰，概率性方法一般需要权衡配置备用容量的经济性与可靠性，以达到成本和收益的平衡。 不同的调度运行决策主体，具有不同的风险偏好和风险态度，从而对风险的感知显著不同。 面对更加多样化、常态化、波动化的运行风险，决策者压力陡然增大，对自身的风险偏好也 更加敏感。可以设想不同的决策者基于不同的风险认知，可能选择迥异的备用容量。鲜有 技术能够定量刻画决策者的风险偏好并将其引入备用容量的优化与决策。 可靠性评估的方法和指标将特定备用容量下系统的风险量化，为备用容量的选取 提供依据，是备用容量优化与决策的理论基础。基于整体均值的可靠性指标，将实际存在的 极端损失事件淹没在大量零损失事件中，导致风险峰值无法被感知，风险分布信息也几乎 全部丢失。而事实上，工程人员在做决策时，不仅关心系统的平均可靠程度，更关注其抵御 极端灾难情形的能力。正如设计一座桥梁不能仅以平均载重能力为依据，还必须校核极限 载荷下的强度；规划网站容量时，不能仅以平均访问量为依据，更要考虑网站在峰值服务请 求量下的承载能力。 备用容量正是为了应对电力系统的异常状态、响应尚损失_低概率事件而存在， 对决策者感知到的风险信息极为敏感。备用的冗余程度取决于系统决心防范和抵御多么严 重而罕见的随机停运。而由整体均值可靠性度量得到的备用规划，失去了捕捉和刻画极端 容量不足事件的能力，无法体现人们的风险偏好和风险态度，也剥夺了决策者将自身经验 和判断融入备用策略的灵活性。现有的基于整体均值的可靠性评估和规划决策模型不能反 映决策者对高损失-低概率事件的特别关注，也无法体现备用配置对电力系统异常状态和 极端损失情形的敏感性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种简单通用的、能够反映主观 风险偏好的，建立条件备用容量的概念， 为电力系统规划和运行人员提供一种全新的、将主观性量化的决策工具。本专利技术旨在改进 传统的单一的备用优化方法，使辅助决策的信息多样化，使参与决策的模糊因素得以表达， 从而能够更灵活地满足决策者的需求。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是： ，包括以下步骤： 1)在电力系统装机容量范围内确定电力系统运行的可行域及在进行电力系统模 拟的步长；建立权衡条件可靠性成本和收益的备用容量规划模型； 2)利用序贯蒙特卡洛模拟方法在已经确定的可行域及备用容量规划模型中，按照 步骤1)中确定的步长，对建立的备用容量模型进行求解； 3)在0到1范围内枚举决策者确定的损失值，用枚举的损失值表不决策者承受的 损失程度，根据备用容量模型求解结果考虑可靠性成本及收益确定备用容量； 4)对步骤3)确定的备用容量计算条件总成本，并对备用容量进行裕度校验，进而 确定最优备用容量。 本专利技术进一步的改进在于，步骤1)具体包括以下步骤： 1-1)根据电力系统是尚损失-低概率、中损失-中概率及低损失 -尚概率情况确 定电力系统的可行域，并根据电力系统的处在上述三种可行域的情况确定步长； 1-2)建立权衡条件可靠性成本和收益的备用容量规划模型： 认为在尚损失_低概率、中损失-中概率或低损失-尚概率下使总收益最大或总 成本最小的备用容量为条件最优解，即条件备用容量； max{/'(/,r) = fi(/,r)-C(r)} (1) reQ 其中，γ是条件因子，r是备用容量； B(y，r)是容量收益； C (r)是备用相关成本，由于提供备用容量r需要额外付出的建设和运行成本： C (r) =I (r) +0 (r) -O (0) (2) 式中：I (r)为备用容量r的建设投资成本； 0(0)为备用容量r配置前发电系统所有机组的运行成本； 0(r)为备用容量r配置后发电系统所有机组的运行成本； 条件社会经济收益f(Y，r)是条件因子γ下，将备用相关成本从条件可靠性收益 中扣除后，备用容量r带来的净收益；相应地，使条件社会经济收益f (γ，r)最大的备用容 量h被称为条件最优备用容量。 本专利技术进一步的改进在于，步骤2)具体包括以下步骤： 2-1)从条件总成本Τ(γ，Γ)的变化入手，校验所得条件备用容量是否会被决策者 接受以及以多大的确信程度被接受；第m个抽样年中的总成本表示为： Tm (r) = Im (r)+Om (r)+Xm (r) (3) 式中JniOO为第m年备用容量r的建设投资成本； Om(r)为第m年备用容量r配置后发电系统所有机组的运行成本； Xni (r)为第m年备用容量r的可靠性成本； 在条件因子γ及备用容量r下的总成本Τ(γ，Γ)通过一个概率密度分WpT(t，r) 来表征，相应的条件期望： 【权利要求】1. ，其特征在于，包括以下步骤： 1) 在电力系统装机容量范围内确定电力系统运行的可行域及在进行电力系统模拟的 步长；建立权衡条件可靠性成本和收益的备用容量规划模型； 2) 利用序贯蒙特卡洛模拟方法在已经确定的可行域及备用容量规划模型中，按照步骤 1)中确定的步长，对建立的备用容量模型进行求解； 3) 在O到1范围内枚举决策者确定的损失值，用枚举的损失值表;^决策者承受的损失 程度，根据备用容量模型求解结果考虑可靠性成本及收益确定备用容量； 4) 对步骤3)确定的备用容量计算条件总成本，并对备用容量进行裕度校验，进而确定 最优备用容量。2. 根据权利要求1所述的，其特征在 于，步骤1)具体包括以下步骤： 1_1)根据电力系统是尚损失-低概率、中损失-中概率及低损失 -尚概率情况确定电 力系统的可行域，并根据电力系统的处在上述三种可行域的情况确定步长； 1- 2)建立权衡条件可靠性成本和收益的备用容量规划模型： 认为在尚损失_低概率、中损本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于风险偏好的电力系统条件备用容量决策方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在电力系统装机容量范围内确定电力系统运行的可行域及在进行电力系统模拟的步长；建立权衡条件可靠性成本和收益的备用容量规划模型；2)利用序贯蒙特卡洛模拟方法在已经确定的可行域及备用容量规划模型中，按照步骤1)中确定的步长，对建立的备用容量模型进行求解；3)在0到1范围内枚举决策者确定的损失值，用枚举的损失值表示决策者承受的损失程度，根据备用容量模型求解结果考虑可靠性成本及收益确定备用容量；4)对步骤3)确定的备用容量计算条件总成本，并对备用容量进行裕度校验，进而确定最优备用容量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀丽，曲翀，黄镔，印永华，申洪，姚立，
申请(专利权)人：西安交通大学，中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61