何英靜 王曦冉 王文濤 毛安家 李海疆

電力市場背景下考慮設(shè)備投資潛在價值的輸電網(wǎng)規(guī)劃

何英靜1王曦冉1王文濤2毛安家2李海疆1

（1. 國網(wǎng)浙江省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，杭州 310008；2. 華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206）

電力市場改革對電網(wǎng)企業(yè)投資和資產(chǎn)管理行為規(guī)范提出了更高的要求，傳統(tǒng)以輸電能力提升為目的的規(guī)劃方法難以適應(yīng)新的形勢。分別考慮線路潮流的流通、系統(tǒng)阻塞的緩解和市場交易對線路的影響，計及價值因素建立評估規(guī)劃方案在經(jīng)濟性和實用性方面的潛在價值指標體系。在此基礎(chǔ)上，基于潛在價值指標和成本建立多目標輸電網(wǎng)規(guī)劃模型，通過一種改進的遺傳算法實現(xiàn)對模型的求解，采用修改后的IEEE 39節(jié)點算例驗證了本文所提方法的有效性。

輸電網(wǎng)規(guī)劃；價值評估；電力市場；多目標規(guī)劃；改進遺傳算法

0 引言

電力市場化改革，進一步加強了對投資和收益的考量。傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃中單純以輸電能力提升的投資收益計算方法不能完全表達投資在市場環(huán)境下的價值，可能造成過度投資[1-2]，難以適應(yīng)新形勢下的電網(wǎng)運營需求。因此，如何在最大程度保證系統(tǒng)可靠性的前提下兼顧規(guī)劃資源的利用效率，成為電力市場化改革背景下電網(wǎng)規(guī)劃中亟待解決的問題。

1906年Irving Fisher最早提出資本價值理論，論述了企業(yè)價值、資本和收入的關(guān)系，由此發(fā)展起來的成本法、市場法、收益法等價值評估方法，在眾多領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。在電力系統(tǒng)規(guī)劃中，投資成本與效用收益作為規(guī)劃方法的評價依據(jù)，已發(fā)展出一系列成熟的理論與方法。例如，文獻[3]將電力系統(tǒng)規(guī)劃的視角從傳統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟評估拓寬為社會價值評估，將安全性價值體現(xiàn)在減少社會損失的成本上。文獻[4]計及電網(wǎng)改造成本、儲能投資成本和光伏限電損失，以有/無儲能接入時的成本差別來體現(xiàn)儲能支撐高比例分布式光伏接入的價值。類似地，文獻[5]在可靠性成本中考慮用戶側(cè)期望中斷成本，從中斷供電對工業(yè)、商業(yè)、居民等用戶造成的損失切入，尋找規(guī)劃方案的價值?？梢钥闯?，這類方法僅從成本減少、降低損失角度分析規(guī)劃方案所體現(xiàn)的價值。文獻[6]通過系統(tǒng)負荷和實時電價的變化來挖掘儲能在充放電過程中的潛在效益。文獻[7-9]以美國中部獨立電力系統(tǒng)運營商（midwest independent transmission system operator, MISO）電力市場為背景，以收益與投資為基本評估指標，研究考慮價值的電網(wǎng)規(guī)劃問題。其中，文獻[7]提出一種尋找兼顧可靠性和經(jīng)濟價值的跨區(qū)輸電規(guī)劃方案；文獻[8]以九種需求側(cè)管理資源在四種預(yù)測情景下的單位功率成本為考量，提出計及需求響應(yīng)與能源效率的輸電網(wǎng)規(guī)劃方法；文獻[9]則通過待建線路在提高市場運行效率、減少網(wǎng)損和延緩?fù)顿Y等方面的作用，更全面地體現(xiàn)了輸電網(wǎng)規(guī)劃投資價值。這類方法引入了潛在價值思想，拓寬了傳統(tǒng)規(guī)劃中主要考慮投資收益的思想局限，為全方位挖掘輸電網(wǎng)規(guī)劃投資潛在價值提供了借鑒。

近年來，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，對系統(tǒng)投資的考量也日趨多元化，體現(xiàn)在電網(wǎng)規(guī)劃方面，出現(xiàn)了一系列考慮系統(tǒng)多元經(jīng)濟指標，如結(jié)合剩余供電能力[10]、儲能設(shè)備功率變化量[11]、線路潮流信息[12-13]等概念的電網(wǎng)規(guī)劃方法，也有考慮多方面因素的多目標規(guī)劃方法[14-16]。例如文獻[14]考慮分布式電源的運行裕度和線路剩余輸電容量建立安全因子，考慮分布式電源的運行率和與其相連的線路數(shù)建立協(xié)同因子，結(jié)合運行經(jīng)濟性指標建立多目標規(guī)劃模型，所提方法可以同時對分布式能源和輸電線路進行協(xié)調(diào)規(guī)劃。文獻[15]在計及投資運行成本的同時，還建立了能量利用效率、碳排放、用戶不滿意度等指標對規(guī)劃方案進行評估，協(xié)同設(shè)備配置及需求側(cè)管理策略進行優(yōu)化，所提方法兼顧決策最優(yōu)性與抗風險能力。文獻[16]以經(jīng)濟成本、風光消納率和能源供應(yīng)不足為目標建立綜合能源系統(tǒng)多目標規(guī)劃模型，由粒子群優(yōu)化算法得到非劣解集后，使用滿意度指標獲取非劣解集中的最滿意解。多目標優(yōu)化方法可以使規(guī)劃方案計及問題的多個方面，在電力市場背景下，考慮多元因素建立模型有利于尋找合理的電網(wǎng)規(guī)劃方案。

電力市場環(huán)境下，電網(wǎng)公司轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)型企業(yè)，但電網(wǎng)阻塞、市場集中度等因素會對自由交易產(chǎn)生影響，而傳統(tǒng)規(guī)劃方法無法體現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃與電力市場的雙向影響和電網(wǎng)企業(yè)在保證資源配置中的功能性，容易造成社會福利的無謂損失。本文借鑒價值評估思想來體現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)于電力市場中的真實價值，結(jié)合價值指標建立輸電網(wǎng)多目標規(guī)劃模型，探尋一種考慮價值評估的電網(wǎng)規(guī)劃方法。由于輸電線路投資在輸電網(wǎng)規(guī)劃中占據(jù)了較大比重，因此，為簡化問題，本文研究的輸電網(wǎng)規(guī)劃只考慮輸電線路的擴建問題。

1 潛在價值及其評價指標

傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃方法多以垂直一體化壟斷的電力系統(tǒng)為研究對象，其任務(wù)是為滿足負荷按照預(yù)定比率的增長，在確保系統(tǒng)供電可靠前提下，力求使電網(wǎng)建設(shè)或改造成本最低。在這種嚴苛的條件下，為保證概率較低、持續(xù)時間較短的波動性負荷下的供電可靠性，往往需要大量投資。而在正常情況下，這部分所投資的設(shè)備利用率較低，不可避免地會在一定程度上降低經(jīng)濟性。為在最大程度保證安全性的前提下兼顧系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，本文在傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃方法的基礎(chǔ)上，引入三項潛在價值指標來體現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)在電力市場運行中更真實全面的潛在價值和效益。

1.1 高負荷潮流流通價值

衡量一條線路是否值得投資建設(shè)，除了其流通潮流大小外，還要考慮潮流的持續(xù)作用時間。

年持續(xù)負荷曲線可以反映負荷在一年內(nèi)的變化情況，體現(xiàn)負荷年變化特性對規(guī)劃結(jié)果的影響，更符合實際規(guī)劃的需求，由IEEE-RTS提供的參數(shù)和預(yù)測年峰值負荷即可得到全年各小時的平均負荷，對數(shù)據(jù)按負荷大小和持續(xù)時間排序后即為年持續(xù)負荷曲線[17-18]。若選擇年持續(xù)負荷曲線所有運行點進行詳盡的仿真分析，會使規(guī)劃方法的計算量急劇增大，故本文選擇在曲線上選取一定數(shù)量的典型負荷進行價值分析。這樣既可以發(fā)揮年持續(xù)負荷曲線上負荷的年變化特性，又不會使模型計算過于繁雜。

典型負荷點依據(jù)負荷持續(xù)時間的長度進行選取。

式中：h為第個選出的典型負荷點的負荷持續(xù)時間，可按上一典型負荷點的負荷持續(xù)時間h-1的61.8%取值并取整得出；0為全年小時數(shù)，因IEEE- RTS僅提供了52周負荷參數(shù)數(shù)據(jù)，故此處0取值為8 736?？梢钥闯?，依照此方法得到的典型負荷點取樣密度由負荷低谷至負荷尖峰逐漸增加。負荷尖峰反映了系統(tǒng)電能傳輸能力最緊張的狀態(tài)，較大的取樣密度可以還原曲線形狀，更好地展現(xiàn)系統(tǒng)的規(guī)劃需求。此外，為計算潮流流通價值tf，將年持續(xù)負荷曲線中負荷率為60%的狀態(tài)點取為典型負荷點。所得典型負荷點信息見表1。

表1 近似年負荷持續(xù)曲線各點數(shù)據(jù)

本文定義線路在年持續(xù)負荷曲線中60%以上負荷與負荷持續(xù)時間圍成的面積為高負荷潮流流通價值，表示該線路在系統(tǒng)運行中承擔的高峰負荷的需求，此項價值指標較大的線路在全年中以高負載率流通了較大份額的能量，對此類線路進行擴建可以緩解其電能輸送壓力，因擴建后的線路在系統(tǒng)中依然承擔較大份額能量的傳輸，故此次投資的性價比較其他線路更高。取前17個典型負荷來計算此項價值，計算tf使用的典型負荷點如圖1所示。

高負荷潮流流通價值的計算方式為

圖1 計算Vtf使用的典型負荷點

式中：1為計算tf時的典型負荷點集合；P為第個典型負荷下線路的有功功率；max為線路有功功率極限；h為第個典型負荷點在年持續(xù)負荷曲線上的橫坐標；h+1-h表示在P+1與P之間負荷持續(xù)的近似時間。

1.2 阻塞緩解價值

輸電網(wǎng)連接發(fā)電商與用戶，阻塞問題在電力市場環(huán)境下將帶來更大的影響，此處引入阻塞緩解價值c來表征待建線路對消除阻塞的效用。為簡化模型，此處僅考慮單一買方市場下的對應(yīng)指標。單一買方市場方式一般以全系統(tǒng)購電費用最少為阻塞調(diào)度的目標函數(shù)[19]，為體現(xiàn)待選線路緩解和消除電網(wǎng)阻塞的程度，結(jié)合年持續(xù)負荷曲線，取全部典型負荷點來計算阻塞緩解價值，某一擴建方案的全網(wǎng)近似年購電費用由式（4）計算，用投建線路前后的全網(wǎng)近似年購電費用之差表示該擴建方案的阻塞緩解價值。阻塞緩解價值越大，代表該方案的阻塞緩解效果越好。計算c使用的典型負荷點如圖2所示。

圖2 計算Vc使用的典型負荷點

阻塞緩解價值計算方式為

機組發(fā)電費用可由二次函數(shù)近似表示為

式中：P為機組在第個負荷狀態(tài)下的有功出力；2和1分別為近似函數(shù)的二次項及一次項的系數(shù)，0為其常數(shù)項。

1.3 調(diào)度靈活性價值

發(fā)電機輸出功率轉(zhuǎn)移分布因子（generation shift distribution factor, GSDF）表示由發(fā)電機有功輸出功率變化引起的支路潮流變化量。GSDF常應(yīng)用于實時調(diào)度里的聯(lián)絡(luò)線潮流控制、電力市場的阻塞管理、在線靜態(tài)安全分析等領(lǐng)域。本文利用GSDF尋找系統(tǒng)中受電源出力變化影響程度最嚴重的線路，調(diào)度靈活性價值反映了該線路在系統(tǒng)中各電源改變出力時的潮流波動情況，近似表達維持發(fā)電商自由交易環(huán)境的潛在需求。

根據(jù)定義，若發(fā)電機節(jié)點集合為，可以得到受所有發(fā)電機節(jié)點有功功率影響的線路有功潮流變化量為

設(shè)每個電源節(jié)點變化單位值時，線路上的有功潮流變化量絕對值之和為線路調(diào)度靈活性價值，即

調(diào)度靈活性價值f的物理意義為，當每個電源節(jié)點注入功率變化單位值時，在線路上引起的功率最大改變量，表征線路承受電源調(diào)度或發(fā)電商自由交易的靈活需求。

2 考慮潛在價值的輸電網(wǎng)規(guī)劃模型

電網(wǎng)規(guī)劃方法按優(yōu)化目標的數(shù)目可以分為單目標電網(wǎng)規(guī)劃和多目標電網(wǎng)規(guī)劃。與單目標規(guī)劃模型相比，多目標規(guī)劃模型可以綜合考慮多個目標函數(shù)，在實現(xiàn)經(jīng)濟性目標的同時兼顧其他指標，從而獲得綜合效益整體最優(yōu)的方案[20]。

本文以電網(wǎng)建設(shè)投資成本net、高負荷潮流流通價值tf、阻塞緩解價值c和調(diào)度靈活性價值f作為規(guī)劃方案的優(yōu)化目標函數(shù)，計及電網(wǎng)潮流約束和正常運行，將輸電網(wǎng)擴展規(guī)劃模型描述為

電網(wǎng)投資成本net是傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃方法里的基本項，在本文中作為成本并結(jié)合其他指標進行建模，某一方案獲得效益相近時，成本較小的方案可投入價值更大，故此目標取最?。划斴旊妰r格一定時，線路潮流流通越多，線路過網(wǎng)費越高，線路對電網(wǎng)重要程度越高，負載率高的線路若阻塞，勢必影響系統(tǒng)的潮流分布，潮流流通價值tf的計算方式為全年在60%以上負載率狀態(tài)所流通的能量，既計及線路負載率，也考慮了線路潮流的大小，此指標較大的線路高載且負載率較高，過網(wǎng)費較其他線路更高，具有一定的投資價值；阻塞緩解價值c是通過線路擴建前后發(fā)電費用之差表示的，以體現(xiàn)待選規(guī)劃方案緩解和消除電網(wǎng)阻塞的程度，結(jié)合年持續(xù)負荷曲線可以在時間維度更具體地描述規(guī)劃方案帶來的價值，c越大，表示線路投建后電網(wǎng)發(fā)電成本降低程度越大，即對電網(wǎng)阻塞的緩解程度越好；調(diào)度靈活性價值f用來尋找受電源出力變化影響程度最嚴重的線路，表達了線路承受電源調(diào)度或發(fā)電商自由交易的靈活需求。

電網(wǎng)投資成本net代表線路投入的成本，高負荷潮流流通價值tf、阻塞緩解價值c和調(diào)度靈活性價值f從三個角度表達了投入成本可以帶來的價值收益，用建線成本配合三項價值收益指標篩選出對系統(tǒng)運行改善程度較大且投資和效益較為合理的線路組合。

3 基于改進遺傳算法的模型求解

本文模型中，設(shè)備投資成本、高負荷潮流流通價值、阻塞緩解價值和調(diào)度靈活性價值量綱各不相同，且難以給各個目標確定合適的權(quán)重，很難轉(zhuǎn)為單目標問題進行求解。本文采用智能算法來求解問題。遺傳算法可以對搜索空間內(nèi)的多個解進行評估，具有較好的全局搜索性能，考慮到模型具有4個目標，遺傳算法的并行搜索過程不容易陷入單目標的局部最優(yōu)，可提高求解效率，且具有簡單易行的特點，只需要影響搜索方向的目標函數(shù)和對應(yīng)的適應(yīng)度（fitness）即可對模型進行求解。

適應(yīng)度在遺傳算法中用來度量群體中每個個體在優(yōu)化問題中達到或接近最優(yōu)解的優(yōu)良程度，度量個體適應(yīng)度的函數(shù)稱為適應(yīng)度函數(shù)（fitness function），本文使用文獻[21]提出的遺傳擇優(yōu)因子作為改進遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù)。

局部遺傳擇優(yōu)因子描述某一基因個體對特定環(huán)境的適應(yīng)程度，對算法來說即為一個可行解對某一目標最優(yōu)解的逼近程度，局部遺傳擇優(yōu)因子較大的可行解比較小者更接近單一目標的最優(yōu)解[21]。多目標的全局遺傳擇優(yōu)因子為各個局部擇優(yōu)因子之和，各個目標下局部擇優(yōu)因子的權(quán)重相同對待，認為全局遺傳擇優(yōu)因子代表該可行解在多目標最優(yōu)要求下的優(yōu)劣程度，將全局遺傳擇優(yōu)因子最高的解視為可較好地滿足各目標的最優(yōu)解。

單一目標的局部遺傳擇優(yōu)因子為

4 算例分析

4.1 IEEE 39節(jié)點系統(tǒng)

采用修改后的新英格蘭系統(tǒng)作為算例驗證本文提出的規(guī)劃方法，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲示意圖如圖3所示，原始系統(tǒng)參數(shù)取自matpower7.1和DigSLIENT。

在算例中，假設(shè)任意兩節(jié)點間的輸電走廊都允許建設(shè)線路，預(yù)計負荷增長情況見表2。系統(tǒng)基準年負荷峰值為6 150.13MW，預(yù)計在規(guī)劃水平年增加1 200MW負荷，為滿足增長的負荷需求，假設(shè)對33、34節(jié)點處電源各自增加100MW容量，對32節(jié)點處電源增加200MW容量，對31、35、36、37節(jié)點處電源各自增加300MW容量，10臺機組的發(fā)電費用函數(shù)系數(shù)見表3。線路經(jīng)濟壽命為15年，單位長度建設(shè)投資為60萬元/km，貼現(xiàn)率為10%。改進遺傳算法中參數(shù)設(shè)置如下：種群個體數(shù)為100，最大遺傳代數(shù)為40，選擇過程的代溝設(shè)為0.8，交叉過程為單點交叉，交叉概率設(shè)為0.7，變異概率取0.3/34。經(jīng)過選擇、交叉、變異過程后80%的子代個體按照遺傳擇優(yōu)因子的優(yōu)劣重插入原種群。

圖3 新英格蘭系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲示意圖

表2 新英格蘭系統(tǒng)各節(jié)點負荷增長情況

表3 發(fā)電費用函數(shù)系數(shù)

4.2 結(jié)果分析

運行改進的遺傳算法求解考慮設(shè)備投資潛在價值的輸電網(wǎng)規(guī)劃模型，規(guī)劃結(jié)果見表4。擴建線路數(shù)據(jù)明細見表5。為便于分析，電網(wǎng)建設(shè)投資成本net、高負荷潮流流通價值tf和調(diào)度靈活性價值f數(shù)據(jù)大小為相對于極大值的百分比，阻塞緩解價值c數(shù)據(jù)為規(guī)劃方案投建后，系統(tǒng)發(fā)電成本降低百分比。

6條擬擴建線路在圖3中以虛線標示，將規(guī)劃水平年系統(tǒng)的各節(jié)點負荷狀態(tài)設(shè)為基準負荷，計算系統(tǒng)負荷處于此基準狀態(tài)的120%、100%和60%時的線路負載百分比與其歸一化成本，得到線路負荷及成本情況如圖4所示。為保證功率守恒，計算120%基準負荷下的潮流狀態(tài)時將所有電源的有功上限按比例提升至規(guī)劃水平年的1.15倍。

表4 IEEE 39規(guī)劃結(jié)果

表5 擴建線路數(shù)據(jù)明細 單位: %

圖4 線路負載及成本情況

高負荷潮流流通價值和電網(wǎng)建設(shè)投資成本兩項指標，可以使規(guī)劃方法選出的線路在系統(tǒng)不同負荷情況下的設(shè)備利用率較高且建線成本較低。以阻塞緩解價值為導(dǎo)向選出的線路，對低發(fā)電成本電源出力的送出有較大影響，這些電源在電力市場出清中更容易中標，故對此項價值較高的線路進行擴建可以緩解系統(tǒng)阻塞。以調(diào)度靈活性價值為導(dǎo)向選出的線路，對電源出力變化更為敏感，這部分線路隨著電源出力變化其負載率波動較大。

線路3(2-3)、12(6-11)、17(10-13)、18(13-14)和22(16-17)在系統(tǒng)低負荷時有一定負載率，在系統(tǒng)負荷升高后，5條線路的負載率急劇上升，說明5條線路受電源出力變化影響較大。為驗證這一問題，計算120%基準負荷下的系統(tǒng)潮流狀態(tài)，可以看到，5條線路都滿載或接近滿載。在某些電源因市場交易中標而調(diào)整出力狀態(tài)后，這些線路更易阻塞。因線路22(16-17)低負荷時利用率過低且建設(shè)成本較高，與另外4條線路相比，其建設(shè)價值較低。因線路3(2-3)、12(6-11)、17(10-13)、18(13-14)潮流對電源出力變化較為敏感，未來負荷漸漸提升后，4條線路負載率將逐步上升，投資具備長遠價值。

線路23(16-21)、27(21-22)和29(23-24)在系統(tǒng)低負荷和高負荷時都有很高的負載率，這3條線路相較其他線路更容易阻塞。G6、G7是發(fā)電成本最低的機組，在電力市場交易中更易中標，兩臺機組功率的輸送有兩條主要途徑，分別為經(jīng)線路27(21-22)、23(16-21)和經(jīng)線路28(22-23)、29(23-24)。而27(21-22)、23(16-21)這條途徑已有滿載情況，這限制了G6的出力，故對此兩條線路進行擴建可以直接緩解系統(tǒng)的阻塞。從建設(shè)成本上看，23(16-21)、27(21-22)的建設(shè)成本顯著低于28(22-23)、29(23-24)，且28(22-23)的設(shè)備利用率較低，故線路23(16-21)、27(21-22)的建設(shè)價值更高。

規(guī)劃方法生成的線路組合，在系統(tǒng)不同負荷情況下都具備一定的負載率，設(shè)備利用率較高，在電力市場環(huán)境下，還具備緩解阻塞的功能和長遠投資價值。

5 結(jié)論

本文將潛在價值評價指標體系與傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃模型結(jié)合，建立了一種考慮設(shè)備投資潛在價值的輸電網(wǎng)規(guī)劃模型，得到主要結(jié)論如下：

1）考慮潛在價值的電網(wǎng)規(guī)劃，以所尋找的價值因素為指標，選取系統(tǒng)中投資性價比最高的線路組合，優(yōu)化規(guī)劃資源的分配，在保證安全性的前提下兼顧系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，可以避免過度投資。

2）在年持續(xù)負荷曲線上選取一定數(shù)目的斷面，可以在規(guī)劃時計及負荷的年變化特性而避免模型計算過于繁雜。

3）本文提出的潛在價值指標可以較好地反映投建線路在電力市場環(huán)境中的價值，所生成的規(guī)劃方案具備緩解阻塞的功能和長遠投資價值。

[1] LEITE DA SILVA A M, REZENDE L S, MANSO L A F, et al. Transmission expansion planning: a discussion on reliability and “-1” security criteria[C]//2010 IEEE 11th International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems, Singapore, 2010: 244-251.

[2] 韓曉慧, 王聯(lián)國. 輸電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃模型及算法分析[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制, 2011, 39(23): 143-148, 154.

[3] 余貽鑫, 王靖然, 呂曉陽. 基于安全性價值的含大風電的電力系統(tǒng)擴展規(guī)劃[J]. 中國科學(xué): 技術(shù)科學(xué), 2012, 42(7): 815-829.

[4] 黃碧斌, 李瓊慧. 儲能支撐大規(guī)模分布式光伏接入的價值評估[J]. 電力自動化設(shè)備, 2016, 36(6): 88- 93.

[5] SOHN J M, NAM S R, PARK J K. Value-based radial distribution system reliability optimization[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2006, 21(2): 941-947.

[6] LIU Sai, ZHOU Cheng, GUO Haomin, et al. Operational optimization of a building-level integrated energy system considering additional potential benefits of energy storage[J]. Protection and Control of Modern Power Systems, 2021, 6(1): 1-10.

[7] HECKER L, ZHOU Z, OSBORN D, et al. Value based transmission planning process for joint coordinated system plan[C]//2009 IEEE Power & Energy Society General Meeting, Calgary, AB, Canada, 2009: 1-6.

[8] PRABHAKAR A J, VAN BEEK D, KONIDENA R, et al. Integrating demand response and energy efficiency resources into MISO’s value-based transmission planning process[C]//2012 IEEE Power and Energy Society General Meeting, San Diego, CA, USA, 2012: 1-7.

[9] PRABHAKAR A J, RAUCH L, HECKER L, et al. Business case justification for multi-value projects in the MISO midwest region[C]//2013 IEEE Power and Energy Society General Meeting, Vancouver, BC, Canada, 2013: 1-5.

[10] 李振生, 孫佳龍, 杜劍行, 等. 高壓配電網(wǎng)剩余供電能力計算及應(yīng)用[J]. 電氣技術(shù), 2021, 22(7): 78-82, 88.

[11] 高統(tǒng)彤, 邵振國, 陳飛雄. 計及多能流不確定性的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化配置[J]. 電氣技術(shù), 2022, 23(3): 1-10.

[12] 史智萍, 王智敏, 吳瑋坪, 等. 基于態(tài)勢感知的電網(wǎng)消納可再生能源發(fā)電評估與擴展規(guī)劃方法[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2017, 41(7): 2180-2186.

[13] 劉自發(fā), 于寒霄, 王帥, 等. 綜合考慮運行效率和棄風損失的輸電網(wǎng)規(guī)劃[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2018, 42(3): 827-834.

[14] 張曉輝, 李陽, 鐘嘉慶, 等. 基于安全因子及協(xié)同因子的源網(wǎng)多目標協(xié)調(diào)規(guī)劃[J]. 電工技術(shù)學(xué)報, 2021, 36(9): 1842-1856.

[15] 曾博, 徐富強, 劉一賢, 等. 綜合考慮經(jīng)濟-環(huán)境-社會因素的多能耦合系統(tǒng)高維多目標規(guī)劃[J]. 電工技術(shù)學(xué)報, 2021, 36(7): 1434-1445.

[16] 侯慧, 劉鵬, 黃亮, 等. 考慮不確定性的電-熱-氫綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃[J]. 電工技術(shù)學(xué)報, 2021, 36(增刊1): 133-144.

[17] 崔換君. 基于年負荷持續(xù)曲線的配電網(wǎng)規(guī)劃研究[D].北京: 華北電力大學(xué), 2011.

[18] GRIGG C, WONG P, ALBRECHT P, et al. The IEEE reliability test system-1996. A report prepared by the reliability test system task force of the application of probability methods subcommittee[J]. IEEE Transa- ctions on Power Systems, 1999, 14(3): 1010-1020.

[19] 謝敏, 陳金富, 段獻忠, 等. 基于模糊阻塞管理的啟發(fā)式電網(wǎng)規(guī)劃方法[J]. 中國電機工程學(xué)報, 2005, 25(22): 64-70.

[20] 宋柄兵. 考慮短路電流限制的輸電網(wǎng)擴展規(guī)劃模型研究[D]. 上海: 上海交通大學(xué), 2015.

[21] 潘智俊. 考慮結(jié)構(gòu)堅強性的城市輸電網(wǎng)規(guī)劃與運行管理研究[D]. 上海: 上海交通大學(xué), 2016.

Transmission network planning considering the potential value of equipment investment in the electricity market

HE Yingjing1WANG Xiran1WANG Wentao2MAO Anjia2LI Haijiang1

(1. Economic and Technology Research Institute, State Grid Zhejiang Electric Power Co., Ltd, Hangzhou 310008; 2. School of Electrical & Electronic Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206)

Electricity market reform has acclaimed higher demand for the investment and asset management of power grid enterprises, and the traditional planning method, whose object is to improve the transmission capacity, appears less able to adapt to this new situation. Under this circumstance, by taking factors including the power flow, the relief of system congestion and the influence of the market into consideration, this paper puts forward a potential value index system to evaluate the economy and practicability of planning schemes. Furthermore, based on the potential value and investment cost, a multi-objective transmission network planning model is proposed, and an improved genetic algorithm is used to solve the model. The effectiveness of the proposed method is verified through the case study based on the modified IEEE 39 bus system.

transmission network planning; value assessment; electricity market; multi-objective planning; improved genetic algorithm

浙江電網(wǎng)公司項目（5211JY18000V）

2022-05-16

2022-07-29

何英靜（1975—），女，碩士，高級工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃研究工作。