面向抗灾能力提升的输电网多目标优化规划方法

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近年来,在我国频繁出现各种极端恶劣天气和自然灾害,给工、农业和人们生活生产造成了严重的影响。恶劣天气使输电线路发生故障的概率明显增加,这会给输电网的安全运行带来严重的威胁,一旦大面积的停电事故发生,必将严重影响国民经济建设和社会秩序。为减少自然环境对电网安全运行的影响,电网企业普遍采取预防性措施,从规划设计阶段提高电网建设标准。然而我国电源及负荷呈现逆向分布的态势,担负资源优化配置任务的输电网空间跨度大、跨越区域地理条件复杂、气象差异性明显。若无差别地全面提高电网防护标准,难以保证经济、高效、合理地提高电网容灾抗灾能力。与此同时,面对不断涌现的气象灾害,传统输电网规划方法的不足之处也慢慢展现出来:不同区域的输电网几乎采用一样的设防标准,在计算输电网脆弱性指标时,没有建立起气象灾害和输电线路故障率之间的数学关系,无法确保核心输电线路在气象灾害发生时的稳定性,违背了输电网规划的经济性和可靠性原则。因此,结合我国电网特点和发展情况,建设新型抗灾型输电网,具有重要的现实意义。  为此,本文提出了面向抗灾能力提升的输电网多目标优化规划方法。在输电网规划中引入差异化的决策变量,以优化各个线路的抗灾等级,建立计及气象灾害因素的多目标电网规划模型。首先,建立基于IEEE标准的输电线路三状态气象模型,目的是构建气象状态与输电线路故障率之间的数学关系;随后,以输电网经济性和脆弱性指标为目标,构建抗灾型输电网多目标规划模型,并利用多目标遗传算法和蒙特卡罗仿真法进行求解。该方法不仅精确各输电线路的抗灾防护等级,有效提高气象灾害发生时输电网的抗灾能力,还可最大限度的减少线路建设成本,提高规划方案的经济性,对气象灾害频发环境下的输电网规划具有重要的指导意义。
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