[发明专利]电网检修计划优化方法

摘要

本发明所提供的电网检修计划优化方法，采用单目标满意度和总体目标贴近度实现了决策者偏好信息的量化处理，降低了复杂度，有利于检修计划决策者方便地得出检修优化方案；通过三个决策模型将整个优化问题分解为基于交互过程的分段子优化问题，平衡协调了多优化目标之间的矛盾。本发明以检修成本最低和期望缺供电量最小为目标，建立了检修计划多目标优化模型，统筹考虑了检修计划经济性和可靠性的多重目标。

主权项

一种电网检修计划优化方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取电网的相关数据，包括设备总数、线路总数、检修时段数、各线路的检修单位时间费用、各设备运行状态、各线路检修状态、各线路开始检修的的最早时间段和最迟时间段、各线路检修的工作量、各线路的检修持续时间、检修工作量上限等；(2)建立期望缺供电量F₁、检修成本F₂的函数模型，并建立目标函数f(x)：$F_1=\min \underset{t=1}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}\left[\underset{x\∈S_t}{\mathrm{\Σ}}{C}_x\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Π}}}{P}_i^{x_i}{(1-P_i)}^{1-x_i}\right]T_t,F_2=\min \underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{t=1}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}{p}_k^t{z}_k^t{u}_k^t,$f(x)＝k₁F₁+k₂F₂，式中：F₁为期望缺供电量，F₂为检修成本；k₁、k₂为系统设定的常数，且k₁+k₂＝1；T为检修时段数；S_t为检修期间第t个时段有切负荷的系统失效状态集合；x＝(x₁,…,x_n)，表示系统状态；C_x是系统状态x为故障情况下的切负荷量；M为设备总数；x_i为设备i的运行状态，x_i＝1表示其处于停运状态，x_i＝0表示其处于运行状态；P_i为设备i的停运概率；T_t为检修时段单位小时数；N为线路总数；为电力公司一个班组检修线路k的单位时间费用；为第t个时刻线路k安排的检修班组；为线路检修状态，为线路k在第t个时段停电检修，为线路k在第t个时段正常运行；s_k表示线路k在第s_k时段开始检修；e_k和l_k分别为线路k可开始检修的最早时间段和最迟时间段；b_k为线路k检修所需的工作量；m_k为线路k检修持续时间；Z_max为第t时段所能进行检修的工作量上限；s_k+1为线路k存在检修冲突的线路k+1开始检修时间；(3)建立总体目标贴近度最大决策模型，对该模型进行计算，并得出总体目标贴近度λ(x)、单目标满意度μ(F₁)、μ(F₂)、以及相应的期望缺供电量F₁、检修成本F₂；所述总体目标贴近度最大决策模型为：max λ(x)，其中：λ(x)为总体目标贴近度，且$\mathrm{\μ}\left(F_1\right)=\frac{F_1-{F_1}^{-}}{{F_1}^{*}-{F_1}^{-}},\mathrm{\μ}\left(F_2\right)=\frac{F_2-{F_2}^{-}}{{F_2}^{*}-{F_2}^{-}},$式中：f_i^*、f_i^‑为目标函数f(x)的正、负理想点，F₁^*、F₁^‑分别为期望缺供电量F₁的正、负理想点，F₂^*、F₂^‑分别为检修成本F₂的正、负理想点；(4)接收决策者对方案优劣的判断输入：(a)如果接收到的判断输入为对单目标满意度满意，则进入步骤(b)；如果对单目标满意度不满意，则进入步骤(5)；(b)如果接收到的判断输入为对总体目标贴近度满意，则输出检修优化方案；如果对总体目标贴近度不满意，则进入步骤(6)；(5)获取F₁、F₂单目标满意度下限及F₁、F₂的目标满意度容许的调整幅度，建立给定单目标满意度下限和调整幅度的决策模型：$\left\{\begin{array}{c}\max \mathrm{\λ}\left(x\right)\\ s.t.\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\μ}\left(F_1\right)+y_1\≥{\mathrm{\μ}}_1^0,0\≤y_1\≤Z_1,\\ \mathrm{\μ}\left(F_2\right)+y_2\≥{\mathrm{\μ}}_2^0,0\≤y_2\≤Z_2\end{array}\right.\end{array}\right.$式中：分别为F₁、F₂的单目标满意度下限，Z₁、Z₂分别为F₁、F₂的目标满意度容许的调整幅度，y₁、y₂分别为F₁、F₂的目标满意度实际调整幅度；对给定单目标满意度下限和调整幅度的决策模型进行计算，并得出总体目标贴近度λ(x)、单目标满意度μ(F₁)、μ(F₂)、以及相应的期望缺供电量F₁、检修成本F₂，返回步骤(4)；(6)获取总体目标贴近度下限λ₀，F₁、F₂的目标满意度容许的调整幅度及F₁、F₂单目标满意度下限，建立给定单目标满意度下限和总体目标贴近度下限的决策模型：$\left\{\begin{array}{c}\max \underset{a\∈2}{\mathrm{\Σ}}{y}_a\\ s.t.\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\λ}\left(x\right)\≥{\mathrm{\λ}}_0\\ \mathrm{\μ}\left(F_1\right)+y_1\≥{\mathrm{\μ}}_1^0,0\≤y_1\≤Z_1\\ \mathrm{\μ}\left(F_2\right)+y_2\≥{\mathrm{\μ}}_2^0,0\≤y_2\≤Z_2\end{array}\right.\end{array}\right.,$对给定单目标满意度下限和总体目标贴近度下限的决策模型进行计算，并得出总体目标贴近度λ(x)、单目标满意度μ(F₁)、μ(F₂)、以及相应的期望缺供电量F₁、检修成本F₂，返回步骤(4)。