[发明专利]基于风险偏好的电力系统条件备用容量决策方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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、响应高损失-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。

发明内容

本发明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基于风险偏好的电力系统条件备用容量决策方法，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。本发明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，本发明采用的技术方案是：

基于风险偏好的电力系统条件备用容量决策方法，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。

本发明进一步的改进在于，步骤1)具体包括以下步骤：

1-1)根据电力系统是高损失-低概率、中损失-中概率及低损失-高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：

认为在高损失-低概率、中损失-中概率或低损失-高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；