基于前景理论的电网规划方案综合决策方法刘亚东

基于前景理论的电网规划方案综合决策方法刘亚东

刘亚东

（国网内蒙古东部电力有限公司松山区分公司内蒙古赤峰024000）

摘要：目前采用随机决策理论处理含间歇性电源电网规划方案优选问题的研究还很少。已有的随机决策方法基本基于期望效用理论建立，这类决策方法假设方案决策者绝对理性，且可以完全掌握规划方案包含的各类信息对待选方案进行无偏估计，在实际应用中出现了诸多悖论，基于期望效用理论的随机决策只是一种理想状态，无法解释实际决策行为。本文分析了前景理论的电网规划方案综合决策方法。

关键词：前景理论；电网规划方案；综合决策方法；

电网规划作为电力工业中一个重要的环节受到广泛的重视与研究。在进行电网规划的过程中，由于规划原理、技术线路、资金构成、运行维护等规划着眼点不同，通常会给出若干个比较可行的规划方案以供评判和选择。而与以往电网规划只追求单一目标最优不同的是，当今的电网规划是一个具有不确定性的、复杂的、多目标的、非线性的决策过程。因此，在判断哪一个方案最能满足网架结构的要求时，就需要综合考虑供电可靠性、投资成本、适应性、环境保护等诸多因素，对给出的几个电网规划方案做出一个科学、合理的评判。

一、简述

电网规划方案的综合评判是一项复杂的决策性工作，同时也是一个解决不确定性问题的过程。在这些需要综合考虑的因素中，有些因素如投资成本、网损率等是可以量化的确定性因素，因素如网架结构合理性、对环境的影响等是很难量化的不确定性因素，这在一定程度上加大了电网规划方案综合决策的难度。可以说，对电网规划方案的综合评判是一个解决不确定性问题的过程，也是一项复杂的决策性工作。单纯采用其中一种方法显然不能很好地解决综合决策问题。因此，很多文献在这些方法地基础上或加以改进或引入新的理论，对电网规划的综合决策问题进行探讨与研究。在综合决策期间发现方案的优缺点将有助于在方案实施阶段进行改进。过去单纯的追求经济性已经不能满足日益发展的电网规划要求，现在针对电网规划方案综合决策考虑的更加全面，对各方案从可靠性、经济性、社会影响性、适应性等方面建立合理的指标体系，并且进行定性或定量的评价，然后采用综合决策方法对各项指标评价值进行综合处理，最后得到最优的电网规划方案。

二、前景理论的电网规划方案综合决策方法

1.前景理论简介。前景理论认为现实决策中决策者只具有有限理性，其决策偏好随外界因素变化，决策对象的收益与损失是相对于决策者设定标准的相对值。前景理论采用价值函数和概率函数代替期望效用理论中的收益和概率，待决策方案的期望效用转变为包含多种不确定因素的预期前景。出现收益时，决策者表现为风险规避，决策者价值函数为凹函数，而出现损失时，决策者表现为风险偏好，价值函数为凸函数；决策者是损失厌恶的，一定量的损失给决策者带来的痛苦程度要大于同等数量收益给决策者带来的愉悦，即价值函数在损失状态下的斜率比收益状态下大。待决策问题的风险和收益的量值及概率取决于基准值的选取，这是决策者个人意志的体现。为决策者面对损失时的风险态度系数，两系数表示决策者的收益偏好程度和风险规避程度。

2.应用。一是建立综合指标集。评价主要包含两个要素，指标体系（属性集）和评价方法。其中，评价要素中的指标体系集需要满足层次性与多样性的要求。层次性表现为层析结构，从目标层、分支层到测度层；多样性则是根据评价客体、评价目的的不同，属性集也将不同。根据以上准则，在对电网规划方案进行综合评价时，分别以社会可行性、技术可行性和经济可行性三方面作为分支层，建立起含有24个具体属性要素的电网综合评价指标集，以全面反映电网规划方案中各属性要素。输入指标数据越小越好，而输出指标数据越大越好。如：电网规划方案中的投资总额应越小越好，归为输入指标数据；网架结构合理性量化为数据之后应越大越好，为输出指标数据。在综合评价指标集中既有定量数据，又有定性数据。其中定量数据不需要处理，保留原值即可。而定性数据多为模糊数据，难以量化处理。对初步拟定的综合决策指标进行匿名评议，并给出相应指标的重要度，根据专家人数和各专家给出的重要度，加权平均，得到的数值即为定性指标的量化值。二是方案输入数据输入指标有：投资总额、高压网有功网损率、各分区中压网有功网损率、高压直供用户T接数量、高压网线路平均长度、高压网线路条数、各分区中压网线路平均长度、规划区高压站总数目、各分区变电站对城市环境影响及各分区站点浪费情况。输出指标有：上级站停电影响范围、高压网电压等级单一度、各分区高压站个数、高压网架结构合理性、各分区中压网架结构合理性、高压网最低点电压水平、各分区中压网若干最低点电压水平平均值、高压网短路电流是否超标、各分区中压网短路电流是否超标、高压网潮流分布合理性、各分区中压网潮流分布合理性、负荷增长较慢时经济性、上级站仓位裕量及上级站对区外供电可能性。以决策单元各输入输出的权重为变量，不需要分别确定各指标在优先意义下的权重，从而避免了人为确定权重的问题；同时对于决策单元输入输出之间的某种关系，也不需要确定显式表达式，从而排除了很多主观因素；整个运算不需要建立对比矩阵和判断矩阵，计算上更加简单方便，计算量等方面具有很大的优势。

3.综合评价指标集的建立。进行电网规划综合决策必须综合评价各方案，全面反映各方案相关的属性要素，这些属性要素包括投资成本、供电可靠性、网架适应性、环境保护等，它们错综复杂，无法直接用具体的数据表示，为此需要建立一系列的评价指标集，根据评价指标集与方案属性各要素的映射关系，来全面反映各电网规划方案的属性要素，最终达到综合评价各电网规划方案的目的。根据评价指标尽可能全面、不重叠和易于取得的原则，供电质量指标中高压网和各分区中压网的指标相同。作为一种独特的专家意见评价方法，能充分发挥各位专家的作用，从而有效将个人偏好造成的片面性降低、提高定性数据的可信度，同时还能把各位专家间意见的分歧表达出来。前景理论中参考点的选择对决策结果有着决定性的影响，参考点主要分为平均利润型参考点和理想值型参考点，平均利润型参考点通常指评价指标计算的均值或期望值，理想值型参考点通常对应于零利润或零损失的极端情况，考虑到决策过程中决策者通常是风险厌恶的，因此选择零利润参考点作为理想值型参考点。本文采用这种类型的数据进行处理，首先对初步拟出的综合决策指标进行匿名评议，提出修改意见，并按事先规定的指标重要度级数和量值给出各指标的重要度，然后根据专家人数和各专家给出的重要度，取加权平均值，即该定性指标的量化值。

将前景理论应用于间歇性电源高渗透率电网规划方案优选决策中，可以更为全面地考虑这类电网包含的多种不确定性因素，同时考虑了决策者的期望目标和决策喜好，研究表明依据指标前景状况判别方案优劣更为符合这类电网的特点。将传统的费用效能比法进行改造，提出基于安全性及费用效能比的决策方法，对各个电网规划方案进行综合评价，最终得到各方案的优劣顺序。

参考文献：

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