基于机会约束规划的输电系统规划方法

输电系统在电力市场中扮演着十分重要的角色，因为其提供了实现公平竞争的场所。输电系统的状况如容量充裕性对电力市场的竞争性有重要的影响。适当地扩展或加强输电系统对满足发电公司和用户的需要、消除或减缓输电系统阻塞具有重要作用。与传统的输电系统规划问题相比，电力市场环境下的输电系统规划更加复杂，需要处理的不确定性因素更多。机会约束规划是专门用于解决包含不确定性因素的优化问题的一类随机优化方法，适用于市场环境下的输电系统规划问题。文中将机会约束规划引入到市场环境下的输电系统规划研究中，给出了基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的求解方法，为解决这一重要而困难的问题做了一些新的尝试，并通过一个算例系统说明了该方法的可行性。     

多态不确定条件下的城市供水调度模型研究

针对城市多水源供水调度系统中存在的不确定性和复杂性问题,将基于可信性理论的模糊规划与区间规划融入两阶段随机规划框架中,构建了基于可信性约束的区间两阶段随机规划的城市供水调度优化模型。该模型用区间数、随机变量和模糊参数等形式,有效表征了系统目标函数和约束中存在的多态不确定性,模拟了不确定条件下的城市供水调度过程,并对随机过程产生的风险进行了追索。通过模型运算,得到不同可信度水平下的稳定区间解,可为城市供水管理者提供不同情景下的决策方案,帮助其规避供水缺水风险。     

电力市场环境下的输电投资与扩展规划

电力工业改革面对的一个最重要的挑战是维持电力系统运行的可靠性在可接受的水平的同时提高整个电力工业运营的经济效率。为此，输电投资与输电扩展不可避免。为了确保电力市场环境下适量的输电投资和发展适用于输电系统运行评估与扩展规划方法，国内外学者就与此密切相关的工业组织结构、商业模型、激励和管制等方面的问题做了很多研究工作。文中对与电力市场环境下输电投资和扩展规划相关的一些重要问题进行了较为全面而系统的综述。这些问题包括：在竞争的市场环境下输电投资和扩展规划所面临的新的挑战；输电投资问题；商业输电；输电权；商业模型；输电监管；输电投资和扩展规划的管理；输电规划方法；国际经验。     

考虑负荷和风电出力不确定性的输电系统机会约束规划

提出了一种考虑负荷和风电场输出功率不确定性、基于机会约束规划的输电系统规划方法。将Monte Carlo方法与解析的概率潮流计算方法相结合,得到含风电场电网输电线路的有功概率潮流分布。通过改进经典的输电系统规划模型,得到考虑负荷和风电场有功出力的概率分布、基于概率潮流计算的输电系统机会约束规划模型。为了有效求解该模型,设计了一种两步式遗传算法。该方法可以有效处理输电系统规划中的不确定性,并为规划人员提供比传统方法更丰富的信息。算例证明了该方法的有效性。     

多阶段输电网络最优规划的并行蚁群算法

多阶段输电网络最优规划是一个复杂的非线性组合优化问题，难以采用传统的数学优化方法求解。蚁群算法是近年来出现的用于解决组合优化问题的一种高效的内启发式搜索技术，但存在着未成熟收敛问题。文中给出了多阶段输电网络最优规划的数学模型及其解的向量形式；详细分析了传统蚁群算法的未成熟收敛现象及其原因；提出一种并行蚁群算法并用于求解多阶段输电网络最优规划问题。并行蚁群算法无需初始可行解，能很好地协调局部搜索与全局搜索，在加快计算速度的同时有效地避免了因参数设置、种群规模等不同而引起的未成熟收敛。对实际算例的计算结果表明，该方法具有很高的计算效率和良好的全局收敛性。     

基于模糊条件风险价值的水资源系统规划模型

针对水资源系统的不确定性和复杂性,开发了一种基于模糊条件风险价值的交互式两阶段随机规划模型,并将其应用于水资源系统规划问题。该模型在解决参数不确定性问题的同时,能将系统损失的风险定量化,最终得到不同约束可信度α和风险置信水平β下的系统收益和水资源分配量,使决策者可以根据风险偏好和可信度需求对配置方案进行调节;城市用水和农业用水的最优分配量对α和β的敏感度不高,但是工业用水的最优分配量会随着α或β的增大而减小。     

输电规划方法的评述

评述了输电规划的现状，分析了电力市场改革给输电规划带来的新问题。从优化问题的诸要素出发，归纳现有的输电规划求解方法。指出输电规划在考虑经济性的同时，要以量化的指标来反映系统的安全风险水平，兼顾规划方案的经济性和安全性。在此基础上讨论了输电规划的发展趋势。     

考虑不确定性的区间多阶段随机规划模型研究

水资源供需系统具有复杂性和不确定性,且系统环境随时间动态变化,给决策者带来困扰。本文基于多阶段规划框架下的多层离散情境树,引入区间数和概率密度函数表达模型中不同参数的不确定性,建立适用于水资源管理决策的区间多阶段随机规划模型,并以陕西省宝鸡市冯家山水库多用户供水方案决策问题进行实例研究。结果表明,该模型不仅能处理水资源供需系统中的不确定性,而且能够以多情境下的离散形式反映各规划周期中水资源配置的动态决策过程,并对预先制定的决策实时纠正以减少缺水经济惩罚和降低不能达到目标的风险,模型优化结果有助于决策者权衡系统经济效益、相应决策风险和相应的经济惩罚。     

离散粒子群优化算法在输电网络扩展规划中的应用

输电网络扩展规划是一个非常复杂的大规模组合优化问题。文中研究了离散粒子群优化(DPSO)算法在单阶段输电网络扩展规划中的应用，提出一种基于黑板系统的多智能体协调模型。该模型中，DPSO算法利用黑板系统进行粒子间信息共享，有效地提高了算法的全局收敛能力。通过构造节点扩展矩阵和速度矩阵，建立了输电网络扩展规划问题的求解模型和DPSO求解算法。该算法已成功用于IEEE Garver-6等两个系统，计算结果表明了该方法的可行性和有效性。     

基于区间多阶段随机规划的水资源优化配置模型及应用

针对水资源系统中供需水存在的不确定性和随着时间推移呈现的动态性,基于黑龙江省历年供水、用水及社会经济等数据确定规划年的水资源参数及经济参数,采用区间参数反映系统中的不确定性,利用多阶段随机规划反映水资源配置中的动态性,进而建立了多水源、多用水户的区间多阶段随机规划模型,模型通过平衡水资源配置系统中用户配置水量、系统风险与系统收益三者关系,可实现系统最大经济效益。利用该模型对黑龙江省水资源配置问题进行研究,结果表明:规划年黑龙江省生活、工业和生态用水均可以得到满足,农业用水在丰水年基本得到满足,枯水年缺水量为15.32亿~49.40亿m³,与现状年相比,农业缺水得到一定程度的缓解;水源供给方面,地表供水比例稳步提升,可以较好保护地下水源。     

基于模糊随机机会约束规划的输电可靠性裕度计算

提出了基于模糊随机机会约束规划的输电可靠性裕度的数学模型和混合智能算法。将影响输电可靠性的重要因素表述为随机变量或服从正态分布的事件，例如将发电机和线路运行状态视为服从二次型分布的离散型随机变量，将用户需求看成服从正态分布的随机事件。在不确定因素随机化的基础上，将输电可靠性裕度问题转化为等价的模糊随机优化问题，输电线路开断、发电机开断和负荷模型的等约束条件退化为随机函数、模糊函数。文中提出的求解该机会约束规划模型的混合智能算法，在IEEE 30节点系统上进行了仿真计算，验证了该方法的正确性和可行性。     

基于概率分布未知的多目标风险决策

研究了概率分布未知情况即不确定性占主要成份的多目标风险决策问题并对风险成因作了分析，研究主要考虑模型结构不确定性所引起的风险；然后提出用代用风险函数数即灵敏度指标来度量风险的相对大小；随后即基于代用风险函数建立多目标风险决策模型并给出求解模型的方法；最后将其应用到丹江口水库二期规划算例中。     

海涂促淤围垦宏观决策中非序列动态规划的研究与应用

同时考虑海涂的促淤与围垦的宏观决策远比单独考虑围垦决策复杂得多,这不仅是个多维问题,更主要的是促淤和围垦之间在各阶段彼此相关,存在着后效性。本文主要针对这种多阶段相关的复杂系统,基于非序列动态规划的原理,将这种系统分解成一个还原分支和一条初始围垦轨迹,同时引入虚拟效益概念,克服了动态规划的后效性障碍,使促淤围垦这种多阶段非序列问题得到优化解,从而为单片海涂与多片海涂的促淤围垦最优规划提供了比较通用的决策方法以及相应的一套电算程序,这不仅在系统分析方法上有所创新,而且对今后海涂开发建设也具有实用价值。     

基于相关机会规划的风电并网容量优化分析

风能的随机性和间歇性强，所以与传统发电形式相比，风电场容量可信度低，如何计算系统中的最大风电并网容量是风电规划所面临的重要问题。基于相关机会规划理论，在保证系统安全运行的前提下建立了计算风电并网容量的优化分析模型，模型中引入了风电的发电能力约束，并考虑了风电场减出力控制措施的影响。该模型适用于不确定环境下的随机事件评估，基于IEEE 39节点系统的风电并网容量优化结果验证了模型的可行性。     

基于鲁棒规划方法的农业水资源多目标优化配置模型

在干旱半干旱地区,调整种植结构可以促进农业水资源的高效利用。农业水资源配置需要在多个目标间权衡博弈,对各目标的偏好和赋权直接影响着优化模型的输出和决策方案的制定,但以往研究往往忽略了权重确定过程中因主观等因素的影响而普遍存在的不确定性。针对农业水资源多目标规划中存在的权重不确定性难题,建立了基于鲁棒优化方法的农业水资源多目标优化配置模型方法(MRPWU)。该方法可以把权重中蕴含的复杂不确定性信息纳入建模过程,产生可靠的模型结果;并能提供效益值及风险值均定量化的方案集,便于决策者在权衡效益与风险后确定最优方案。模型以作物种植经济收益和碳吸收量最大化为目标、以水土资源供需平衡等为约束条件,并应用于农业水资源供需矛盾突出的甘肃省民勤县。优化结果表明,随着保护度水平的提高,生态效益上升,经济效益和综合效益下降,系统面临的风险也随之下降。相比于权重为确定参数的模型,MRPWU模型可以在综合效益下降3.7%的同时,较大地提高系统应对权重不确定性以及风险的能力。与2017年的实际情况相比,MRPWU模型可以减少种植面积1.6%、节省灌溉用水3.9%,同时提高生态效益1.6%。     

不确定性多目标模糊规划在水资源优化配置中的应用

在充分考虑水资源系统中供需水不确定性的基础上,基于多目标规划、模糊规划和区间规划原理,以经济效益、社会效益和环境效益最大为目标,以需水量、可供水量和不同子区用水部门间的用水公平性为主要约束,构建一种适用于多水源、多子区、多用户的考虑供需水不确定性的多目标模糊规划模型,以期通过平衡水资源配置系统中用户配置水量、缺水风险与系统收益三者的关系,实现系统综合效益最大。模型以衡水市历年供水、用水及社会经济等数据确定规划年的水资源参数及经济参数,采用区间参数反映系统中的不确定性,通过引入模糊隶属度函数,利用两步交互式算法,将多目标规划转化为单目标规划进行求解,以2025年为衡水市规划水平年,得到规划水平年下的11个子区、4种水源、4个用水行业的最优配水方案。结果表明：本研究制定的水资源优化配置方案可实现“外调水优先利用、地下水控制利用”,同时考虑用水的公平性约束后,在缺水条件下可有效控制水资源向每立方米水效益高的区域和部门流动,有利于多区域、多部门共担缺水风险;该水资源优化配置方案可有效缓解衡水市水资源供需矛盾,实现多水源和多目标之间的协同互补。研究成果可为河北省其他县域的水资源优化配置提供技术参...     

基于区间二阶段随机规划的多水源优化配置

针对多水源调度系统中存在的复杂性和不确定性,将二阶段随机规划与区间规划相结合,构建关于多水源调度系统的区间二阶段随机规划模型。该模型用概率密度函数和区间参数等形式,有效表征系统目标函数和约束中存在的复杂不确定性,模拟了不确定条件下的多水源调度过程,通过模型求解得到以区间形式给出的优化结果,并将模型应用于某城市供水系统,结果表明,该模型可以有效的进行多水源、多用水部门的优化配置,为决策部门提供合理的决策方案。     

不确定性规划在水资源管理中的运用与优势

水资源管理系统是一个复杂的、由多层次子系统组成的整体,具有整体性、复杂性、不确定性等特征。为提高水资源系统决策的有效性、科学性,引入不确定性规划的方法,该方法的运用,有利于更真实地体现水资源管理系统中各种不确定的状况,将决策风险量化,计算结果可为实际决策提供强大的技术支撑。     

用动态规划神经网络模型研究多水库系统的水量分配(上)

为了分析多水库系统中两座水库之间灌溉用水的分配问题，建立了基于动态规划的神经网络模型。为了研究从一座上游水库取水在下游两座水库之间进行水量分配的问题，提出了3个状态变量和4个决策变量的改进的动态规划算法。采用神经网络模型，用3个状态变量动态规划算法得出调度原则。就所研究的多水库系统实例来说，新的动态规划神经网络模型的性能很好，将该模型的性能与临时凑合的标准调度原则和以前推荐使用的约束动态规划神经网络模型进行了比较。     

用动态规划神经网络模型研究多水库系统的水量分配(下)

为了分析多水库系统中两座水库之间灌溉用水的分配问题，建立了基到动态规划的神经网络模型。为了研究从一座上游水库取水在下游两座之库之间进行水量分配的问题，提出了3个状态变量和4个决策变量的改进的动态规划算法。采用神经网络模型，用3个状态变量动态规划算法得出调度原则，就所研究的多水库系统实例来说，新的动态规划神经网络模型的性能很好，将该模型的性能与临时凑合的标准调度原则和以前推荐使用的约束动态规划神经网络模型进行了比较。