配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法技术

本发明专利技术公开了一种配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法。本发明专利技术包括步骤：现状电网可靠性分析；构造规划项目库；判断项目关系，构建项目关系矩阵和项目关系约束；建立配电网规划项目库多阶段双Q优选排序模型来确定项目优选排序组合。本发明专利技术提供的考虑项目相关性的配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法，在基于双Q理论的配电网规划方法研究的基础上，考虑项目之间的相关性因素，引入模糊关系理论，判断项目之间的效益影响关系，构建项目关系矩阵；以万加特纳优化选择模型为雏形，以项目间的施工相关性约束和资源约束为条件，建立配电网规划项目库优选排序模型。本发明专利技术能够较好地筛选出项目组合，优选排序结果与配电网实际规划情况吻合。

Multi-stage double Q optimal sequencing method for distribution network planning project library

【技术实现步骤摘要】
配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法
本专利技术涉及电力系统领域，特别是一种考虑项目相关性的配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法。
技术介绍
配电网作为电力网络的末端环节直接与用户相连，整个电力系统对用户的供电能力和质量都通过配电网来体现。随着用户对供电质量要求的不断提高，配电网不断加大的建设需求与有限投资能力矛盾日益凸显，如何合理安排规划项目的建设时序、确定有限投资额度下规划项目的最优组合，实现投资效益的最大化成为当前配电网规划迫切需要解决的问题。目前，针对配电网投资分配及项目优选的研究较少，相关研究大多集中于配电网项目优选和投资决策方面。配电网项目建设周期长，投资大，资金回收慢，且涉及面广，意义深远，投资决策复杂。传统配电网项目优选和投资决策只侧重于经济性目标，主要考虑项目投资所带来的经济效益，缺乏对电网技术性和安全性等方面的考虑。双Q规划法作为目前配电网规划中研究较多的内容之一，它的出现有效地解决了传统配电网规划中存在的稳定性、安全性和经济性难题，极大的提升了规划效率和线路布局的合理性。现有的配电网规划项目库排序方法仅考虑了可靠性和费用两种属性之间的价值关系，均未涉及项目之间的相关性，在配电网规划过程中，只有考虑项目之间的相关性，才能制定出最客观合理的规划方案。如何计及规划项目之间的相关性，选取科学有效的方法来对规划项目库进行优选排序，是目前配电网规划需要深入研究的问题。现有关于配电网规划项目排序的方法还有待改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种考虑项目相关性的配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法，其在项目优选组合模型中加入项目相关性要求，构建项目关系矩阵，建立项目关系约束，以较好地筛选出项目组合，优选排序结果与配电网实际规划情况吻合。为此，本专利技术采用以下的技术方案：配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法，其包括步骤：采用层次分析法构建配电网可靠性评价指标体系，进行基于可靠性的现状电网的诊断分析，得出现状电网在该指标体系下的可靠性评分结果；全面分析配电网存在的问题，挖掘配电网现状薄弱环节，构造备选规划项目库；估测各个规划项目的投资成本，以及各项目对于现状电网的供电可靠性提升情况；借鉴模糊关系理论，判断项目之间的效益影响关系，构造项目关系矩阵；同时判断项目之间的时序相关性，建立项目时序约束条件；以万加特纳优化选择模型为雏形，以投资成本限额和项目关系为约束条件，建立考虑项目相关性的配电网规划项目库多阶段双Q优选排序模型，根据求解结果来确定项目入选与否以及项目建设时序。进一步地，由于供电区域的可靠性差异化要求，不同供电区域配电网的可靠性现状水平存在差异，可靠性提升的难度和单位成本不同，考虑供电区域差异性，优化多个供电区域的配电网规划项目，筛选出最佳项目组合的项目库排序，有利于协调考虑可靠性和经济性。进一步地，采用双Q优选排序模型进行配电网规划项目库的优选排序，包括：规划人员参照某个或某一系列目标对某一配电系统进行评估，然后判断该配电系统能否实现既定目标，识别缺陷及分析原因，并按照主次、轻重对缺陷排序，安排对应的项目，最后根据边际成本效益分析对项目进行排序，确定最好的规划方案，使配电系统达到性能目标。进一步地，考虑配电网规划项目间实际存在的各类关系，根据高压配电网规划项目的特点，将规划项目间关系定义为六类:独立、相容、扶持、依赖、互斥和互补。进一步地，所述项目关系矩阵为：式中，R表示项目关系矩阵，N表示项目库项目总数，矩阵中rij+rji表示项目i和项目j之间的可靠性效益相关系数，根据项目之间的可靠性效益影响关系，当项目独立时，不会产生附加效益，故rij＝rji＝0；当项目相容时，效益相关性表现为正相关，故rij+rji>0，项目同时投运产生的附加提高效益越大，rij+rji越大；当项目扶持时，效益相关性表现为负相关，故rij+rji<0，项目同时投运产生的附加减弱效益越大，rij+rji越小；对角线元素表示同一个项目，为便于项目直接效益计算，取rii＝1；项目之间的效益影响是等位相互的，故矩阵元素满足rij＝rji,i≠j，即项目关系矩阵为对角线元素为1的对称矩阵。进一步地，所述各项目对于现状电网的供电可靠性提升情况的测算过程为：利用配电网可靠性评价指标体系，分析配电网各个可靠性评价指标的现状；估测项目投运建成后对该配电网各个可靠性评价指标的影响情况；利用可靠性评价标准，将评价指标变化转换成可靠性指标评分变化；最后使用多个指标评分变化值权重相加的方式，综合评判各项目对于现状电网的供电可靠性提升情况。进一步地，所述项目时序的约束条件为：a.投资预算约束每一年新入选的项目组合的总投资成本不大于每一年的最大投资限额，式中，Ci为项目i的投资成本，Ct_max为第t年的最大投资限额；Ui,t表示第i个项目在第t年入选情况，为一个0/1决策变量，0表示未入选，1表示入选；假设第0年所有项目均未开建，令Ui,0＝0,i＝1,2,...,N；b.工作量约束每一年新入选的项目组合的总改建工作量不大于每一年的最大工作量限额，式中，Li为项目i所需的改建工作量，Lt_max为第t年的最大工作量限额；c.入选状态闭锁约束项目一旦入选，在后续年中均为已入选状态，即满足：d.依赖关系约束假设项目i依赖于项目j，则当项目j未入选时，即Uj,t＝0时，项目i一定未入选，即Ui,t＝0；当项目j入选时，即Uj,t＝1时，项目i可能未入选也可能已入选，即Ui,t＝0或1，故得约束：e.互斥关系约束当项目i和项目j为互斥关系时，不能同时投运这两个项目，故项目i和项目j只能入选1个或者二者都不入选，得约束：f.互补关系约束当项目i和项目j为互补关系时，项目i和项目j同时入选或者同时不入选，故得约束：进一步地，以规划年限内总的可靠性提升最大即停电时间减少量最大为依据，建立配电网规划项目库多阶段双Q优选排序模型的目标函数；设配电网规划年限为S，项目库中项目总数为N，则配电网规划项目库多阶段双Q优选排序模型的目标函数表示为：式中：E为整个规划周期内入选项目带来的总停电时间减少量；γ为时间因子；Ti为项目i实施后提高供电可靠性而减少的停电时间；Ui,t为项目i在第t年的入选状态变量，Ht为附加效益矩阵H的列向量，由于附加效益由两个项目共同影响，故将其个体效益开平方，使得附加效益与直接效益的数量级保持一致；R为项目关系矩阵。进一步地，所述的可靠性评价指标体系，采用一套严格的可靠性指标评价标准，通过专家打分确定评价指标的分值，得出配电网可靠性水平。为了简化模型，采用其中的一个指标如用户平均停电时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法，其特征在于，包括步骤：/n采用层次分析法构建配电网可靠性评价指标体系，进行基于可靠性的现状电网的诊断分析，得出现状电网在该指标体系下的可靠性评分结果；/n全面分析配电网存在的问题，挖掘配电网现状薄弱环节，构造备选规划项目库；/n估测各个规划项目的投资成本，以及各项目对于现状电网的供电可靠性提升情况；/n借鉴模糊关系理论，判断项目之间的效益影响关系，构造项目关系矩阵；同时判断项目之间的时序相关性，建立项目时序约束条件；/n以万加特纳优化选择模型为雏形，以投资成本限额和项目关系为约束条件，建立考虑项目相关性的配电网规划项目库多阶段双Q优选排序模型，根据求解结果来确定项目入选与否以及项目建设时序。/n

【技术特征摘要】
1.配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法，其特征在于，包括步骤：
采用层次分析法构建配电网可靠性评价指标体系，进行基于可靠性的现状电网的诊断分析，得出现状电网在该指标体系下的可靠性评分结果；
全面分析配电网存在的问题，挖掘配电网现状薄弱环节，构造备选规划项目库；
估测各个规划项目的投资成本，以及各项目对于现状电网的供电可靠性提升情况；
借鉴模糊关系理论，判断项目之间的效益影响关系，构造项目关系矩阵；同时判断项目之间的时序相关性，建立项目时序约束条件；
以万加特纳优化选择模型为雏形，以投资成本限额和项目关系为约束条件，建立考虑项目相关性的配电网规划项目库多阶段双Q优选排序模型，根据求解结果来确定项目入选与否以及项目建设时序。


2.根据权利要求1所述的配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法，其特征在于，由于供电区域的可靠性差异化要求，不同供电区域配电网的可靠性现状水平存在差异，可靠性提升的难度和单位成本不同，考虑供电区域差异性，优化多个供电区域的配电网规划项目，筛选出最佳项目组合的项目库排序。


3.根据权利要求1或2所述的配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法，其特征在于，采用双Q优选排序模型进行配电网规划项目库的优选排序，包括：
规划人员参照某个或某一系列目标对某一配电系统进行评估，然后判断该配电系统能否实现既定目标，识别缺陷及分析原因，并按照主次、轻重对缺陷排序，安排对应的项目，最后根据边际成本效益分析对项目进行排序，确定最好的规划方案，使配电系统达到性能目标。


4.根据权利要求3所述的配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法，其特征在于，考虑配电网规划项目间实际存在的各类关系，根据配电网规划项目的特点，将规划项目间关系定义为六类:独立、相容、扶持、依赖、互斥和互补。


5.根据权利要求4所述的配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法，其特征在于，所述项目关系矩阵为：



式中，R表示项目关系矩阵，N表示项目库项目总数，矩阵中rij+rji表示项目i和项目j之间的可靠性效益相关系数，根据项目之间的可靠性效益影响关系，当项目独立时，不会产生附加效益，故rij＝rji＝0；当项目相容时，效益相关性表现为正相关，故rij+rji>0，项目同时投运产生的附加提高效益越大，rij+rji越大；当项目扶持时，效益相关性表现为负相关，故rij+rji<0，项目同时投运产生的附加减弱效益越大，rij+rji越小；对角线元素表示同一个项目，为便于项目直接效益计算，取rii＝1；项目之间的效益影响是等位相互的，故矩阵元素满足rij＝rji,i≠j，即项目关系矩阵为对角线元素为1的对称矩阵。


6.根据权利要求1所述的配电网规划项目库多阶段双Q优选排序方法，其特征在于，所述各项目对于现状电网的供电可靠性提升情况的测算过程为：
利用配电网可靠性评价指标体系，分析配电网各个可靠性评价指标的现状；
估测项目投运建成后对该配电网各个可靠性评价指...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞，郑伟民，孙可，王蕾，崔凯，侯佳，黄晶晶，戴攀，朱超，杨莉，沈美燕，张利军，胡哲晟，刘曌煜，赵玉勇，张平，袁翔，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司经济技术研究院，国网浙江省电力有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33