>于会萍1刘继东1程浩忠1陈章潮1马则良2
成本效益分析经济性可靠性
1引言
随着电力市场的不断发展，供电方为了在激烈的市场竞争中获得更好的竞争地位，就必须在技术许可和满足网络安全性的前提下尽量降低投资费用、提高可靠性；而用户方在供电方没有满足自己的供电要求而造成缺电损失时，有权要求供电方就缺电损失给予赔偿，因此电网规划不仅要满足系统安全性的要求，还需要考虑供电可靠度的经济价值对用户侧的影响［1］。
传统电网规划是以最少的系统投资费用来满足某负荷水平的预定可靠度的规划，它把可靠性分析作为校验计算。可靠性标准是一确定性指标，因而忽视了供电可靠度的经济价值对用户侧的影响［2］，无法达到规划方案的经济性和可靠性的协调。如何协调解决电网规划经济性和可靠性的矛盾，历来是电网规划研究的难点。
成本效益分析方法作为一种经济分析方法，近年来受到了电网规划工作者的广泛重视，并取得了一定的研究成果［1～3］。但在电网规划工程中的应用仍处于起步阶段。本文在综合考虑供电可靠度的经济价值对用户侧影响的基础上，提出了一种新的电网规划成本效益分析与评价数学模型；基于遗传模拟退火算法，利用成本效益分析方法对其进行了规划和分析，有效地将电网规划的经济性和可靠性结合起来，进一步完善了成本效益分析方法在电网规划工程中的应用。最后对某实际系统运用成本效益分析方法进行了规划分析和比较，说明了该方法的有效性。
2电网规划的数学模型
2.1数学模型
综合考虑供电可靠度的经济价值对用户侧的影响，本文提出的电网规划数学模型为：
式中 NG为发电机节点集；Ci为节点i在整个规划期发出单位功率电力的费用；PGi为节点i发电机向网络注入的有功功率；An为待选线路集；μk为线路k的建设投资费用；Zk为线路k的0－1决策变量，线路k加入网络时Zk为1，否则Zk为0；ND为负荷节点集；λi为节点i的单位缺电成本；EENSi为节点i的电力不足期望值［2］；Si为以节点i为起点的所有线路；Ei表示以节点i为终点的所有线路；Pk为线路k的正向潮流，方向为从“起点”到“终点”；P′k为线路的反向潮流，方向为从“终点”到“起点”（Pk和P′k中至少有一个为零）；PDi为节点i的负荷有功功率；N为全部节点集；为线路k的最大容量；Ae为原有线路集；PLcut为切负荷量；为最大切负荷量。
其中式(2)是功率平衡约束(忽略了线路损耗)；式(3)(4)为线路潮流约束；式(5)为切负荷约束。
2.2模型特点
与传统电网规划数学模型相比，本文所建电网规划数学模型具有以下特点：
(1)目标函数中计及了系统投资费用和用户侧缺电损失成本，综合协调了供电方和用户方双方利益，有效地将电网规划的经济性和可靠性结合起来；
(2)把可靠度水平作为变量处理，可靠度水平是在电网规划过程中分析成本与效益的不平衡中求得的最佳值，而不是任选的标准，克服了传统电网规划方法忽视供电可靠度的经济价值对用户侧影响的缺陷；
(3)该模型把切负荷量作为约束条件，引进了系统的随机故障特性；
(4)考虑了事故后发电机有功出力优化调整问题，以便尽量减少系统投资和停电损失费用；
(5)该模型可以有效地包含只使系统投资费用最少的传统电网规划，模型具有一定的通用性和灵活性；
(6)具有多目标、非线性、整数性。
3模型的求解
3.1规划方案成本效益分析
成本效益分析方法主要是通过对标的物的成本、效益的分析与评价，以达到综合协调成本－效益之间的关系。本文将电网规划成本定义为供电方为使电网达到一定的供电可靠性水平而需增加的投资费用，规划效益定义为电网达到一定供电可靠性水平而使用户获得的效益。由于在单位缺电成本不变的情况下，缺电成本越低，可靠性效益越高，为了达到将系统可靠性水平用经济效益进行衡量的目的，将电网规划效益用供电方的缺电成本［4，5］表示。电网规划成本效益分析曲线见图1。
数学模型目标函数式(1)可简记为
TC＝SC＋OC(6)
式中 TC为供电总成本；SC为系统投资费用；OC为缺电成本。
为使供电总成本最少，社会净收益最大，将式(6)对SC求导并使其为零：
由以上分析，系统投资费用的增加小于缺电成本的减少，此时可靠性水平的提高只需较少的系统投资费用，系统投资费用的增加能够获得收益；0，系统投资费用的增加大于缺电成本的减少，此时系统可靠性水平的提高需要大量增加系统投资费用，增加的系统投资费用已不能获得收益，系统可靠性水平不宜再提高。只有当0，系统投资费用的边际增加将完全为停电损失成本的边际减少所抵消，供电总成本达到最小。
3.2规划方案成本效益评价
成本、效益比K为
&nbs[1][2]下一页
