PDF《电力系统应急服务多点最优选址规划》

1 计及停电损失的应急服务多点选址规划 模型 在对电力应急服务点优化选址时, 以应急服务 时间最短作为优化目标一般是不合适的, 因为如此 得到的优化方案的社会总损失未必最小, 尽管在给 定时间内把应急资源送到失电的重要用户是必须考 虑的重要因素.因此, 应在满足电力系统应急总体 时间要求的约束下, 以各重要用户的总停电损失之 和最小作为应急服务点选址规划目标. 负荷点的停电损失主要由其负荷类型、 缺电功 率、 停电时间所决定.不同类型负荷的单位功率单 位时间内的停电损失一般也不同.重要负荷一般都 会根据自身需求情况, 按照相关规定自备一定数量 的应急电源, 因此, 实际负荷点的缺电功率为该点的 负荷点功率与自备应急电源容量之差.设负荷点i 的负荷功率为Pi, 自备应急电源容量为Pi ′, 单位时 间单位功率的停电损失为Ci j, 则其单位时间内的停 ―

0 4 ― 第38卷第18期2014年9月25日Vol.38No.18Sept.25,

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1 4 电损失为: S i =Ci j( Pi -Pi ′) (

1 ) 对于负荷点i, 其每年的停电频次期望值a i 可 以基于设备停运概率和网络拓扑结构通过系统节点 可靠性分析获得, 或者直接由相关电力公司的统计 数据整理得到.每个负荷点的年停电频次和每次停 电的单位时间损失值共同决定该负荷点每年的停电 损失, 其可在相当程度上反映该负荷点在应急服务 过程中的重要性程度( 简称 重要度 ) ;

换言之, 可用 a i S i 表示负荷点i的重要度. 给定无向的电力应急网络 G={ V, E} .其中, V={ v1, v2, ?, v n } 为G 的点集, 表示所研究区域的 n 个负荷点;

E={ e 1, e 2, ?, em } 为连接G 中各点的 边集, 模拟区域中各负荷点间的物理路径( 交通路 径) .定义负荷点i的重要度a i S i 即为顶点v i 的权 重.连接顶点v q 和v t 的边e j 的弧长b( e j) 可表示 为b( v q , v t) , 即b( e j) = b( v q , v t) .用l( x, y) 表示 连接G 中任意两点x 和y 之间的电力资源最短运 送时间;

用符号x∈( v q , v t) 表示x 处于顶点v q 和vt之间.这样, 对于x∈( v q , v t) , l( v i, x) 具有如下 性质: l( v i, x) =m i n { l( v i, v q) +l( v q , x) , l( v i, v t) + l( v t, x) } (

2 ) 对于规模较大、 结构复杂、 时限要求严格的电力 系统应急网络, 单个应急服务点往往难以满足实际 应急需求;

为保障电力系统应急需求, 需要配置多个 应急服务点才能协同完成突发情况下的应急任务. 对于电力系统应急服务而言, 时限约束是极其重要 的, 其为应急点选址规划所必须考虑的硬约束;

这里 设电力应急资源运输时间所允许的最长应急时限为 t l.设Xp ={ x1, x2, ?, xp } 为G中一组候选应急 服务点集, 共有p 个.设应急服务点个数的上限为 pm a x, 其可根据所研究地域大小、 经济发展程度、 区 域重要性等因素确定.此外, 需要构建统一的应急 服务平台, 统筹区域中各个重要用户的应急需求, 对 区域内的电力应急服务点进行协同调度, 以降低总 的停电损失.可以将电力应急服务点的建设费用折 算至其使用寿命中的每一年, 并与当年该应急服务 点运行维护费用相加, 得到该年提供应急服务的成 本.设第j 个应急服务点的年服务成本为Aj, 电力 应急平台的年服务成本为 A0, 并假定所研究区域年 应急服务投入预算上限为B.综合考虑应急服务成 本和用户停电损失, 定义每年应急服务成本和各负 荷点的总停电损失之和为电力系统应急总成本.为 生成特定区域内电力系统应急服务点的多点最优选 址方案, 下文以电力系统应急总成本最小为目标, 建 立应急多点选址规划模型. 为便于论述, 基于文献[