基于多目标优化的电网投资决策研究

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1、基于多目标优化的电网投资决策研究摘要：市场化改革在电力系统中逐步推进，为了保证市场环境下电网的健康发展，提出了综合考虑经济性、可靠性以及协调性的电网投资决策评价方法。基于多目标优化原理构建了电网成本最小化模型，并通过向量矩阵形式对模型进行了简化，将多目标优化问题分为主问题和子问题进行分析，然后釆用非支配排序遗传算法(NSGAJI)进行优化决策，得出投资的最优组合，最后通过算例对提出的决策方法进行了仿真分析。仿真结果表明，该方法对未来电网企业的项目决策具有一定的指导意义。关键词：电力市场：电网投资；多目标优化；NSGA-II算法Research

2、ofPowerGridInvestmentBasedonMul・ti-objectiveOptimizationAbstract:Aselectricitymarketdevelopsgradually,acomprehensivemethodofevaluatinginvestmentonpowergridisproposedtoguaranteethehealthydevelopmentofgridundercircumstancesofmarket.Thismethodtakeseconomy,reliabilityandharmony

3、intoconsideration.Itbuildstheminimumcostmodelbasedonmulti-objectiveoptimizationandsimplifiesthemodelwithvectormatrices.Non-dominatedsortinggeneticalgorithm(NSGA-II)isusedtooptimizetheproblemforthebestinvestmentcombination.Intheend,thismethodisappliedtoasimplecase,andtheresu

4、ltshowsit'sofsomemeaningfordecision-makingofpowergridenterpriseinthefuture・Keywords:electricitymarket;powergridinvestment;multi-objectiveoptimization;NSGA-II1引言根据市场经济的发展需求，电力行业打破长期以来的垄断局面，通过放松管制、行业重组及引入竞争机制,大大提高了电力系统的运营效率，推动了电力行业的发展和壮大。但是，随着市场化改革的深入，在发电、输电、供电以及负荷管理等方面将面临许多新

5、的挑战。我国长期以来致力于电源的建设工作，形成了电网的被动发展局面，导致电网结构薄弱，岀现输电阻塞现象，难以保证供电可靠性。对此，国家加大了电网投资力度。但电网企业的投资规模巨大，如何在市场环境下进行投资，是电网发展面临的一大难题。目前-对电网项目的评价主要着重于其经济性方面的评估，如文献［1］利用“增量法”建立风险评价模型，定量评估电网投资风险；文献［2］采用实物期权理论对投资屮的不确定性进行经济分析；文献［3］结合集对分析和成本-效益净现值公式，构建电网投资的决策评价模型;文献［4］在研究我国历年电力投资趋势的基础上,提出基于动态规划法分

6、析电网企业最佳投资组合策略、投资规划和投资时机的方法。这些方法都没有考虑可靠性在投资项目中的重要地位，而电网改造及建设的主要目的是提高电网可靠性，缺乏可靠性联系的评价方法不利于电网的健康发展。而同时考虑可靠性及经济性因素的研究主要集中于电网规划方法的研究上，如文献［5］将可靠性指标转化为经济性指标加入目标函数，提高经济性与可靠性的相关度；文联［6］采用集对分析法将经济性和可靠性结合起來，使优化方案的综合效益达到最佳；文献［7］提出以供电方投资廿发成本最小和基于风险评估的负荷缺电风险成本最小为目标的优化模型，来综合解决经济性与可靠性问题。在市场

7、环境下，这些规划方法没有涉及到项目评价方面，仅对项目决策具有一定参考价值，在此基础上，我们需要构建决策模型。本文在目前电网投资评价及电网规划方法的研究基础上，以整个电网成本最小化为目标函数，提出综合考虑经济性、可靠性及协调性的电网项目决策模型，对未来电网发展具有一定的指导意义。2电网投资的多目标优化模型电网建设及改造的目标是在电网容量限制的前提下，将发电厂发出的电能合理分配并输送到负荷区，以满足供电需求，同时尽可能缩小运行与投资的成本。以电网成本最小化为目标函数的多目标优化模型概念可表示为：目标函数：min｛运行成本+投资成本｝约束条件：满足

8、潮流平衡满足发电规划满足负荷需求满足线路容量限制根据以上模型概念，整理得出电网投资的多目标优化模型的一般表达形式：min{CostOp+CostlnvR+Costl