基于概率盒理论的电网规划决策不确定性建模及风险评估研究

There are a lot of uncertainties in the decision-making of power grid planning. Ignorane or simple averaging of uncertainty will lead to the deviation or even error. Correct processing of raw data uncertainty is the foundation of subsequent decision's success. Probability box (p-box) theory is powerful advantage in dealing with uncertainty. Its application has been confirmed in the areas of economy, ecology, nuclear physics. This project intends to solve the uncertainty problems in the power grid planning by the p-box theory. The existing power grid planning schemes in electric power research institute are the concrete research objects. Index systems of the cases are obtained. According to the diversity of the single index information source, the corresponding p-box modeling methods are selected. The qualitative and quantitative constraints are used to optimize the models. The Correlations of the multi-source information are analyzed. The multi-sources of single index are fused by evidence theory, envelope fusion methods, etc. The single index weight p-boxes are obtained. The decision function is established. The risk assessment results are made by the p-box sensitivity analyzing methods. The rationality of decision-making is evaluated. Contrasted to the decision method ignored uncertainty, the effectiveness of the p-box modeling methods is demonstrated. This project will provide theoretical exploration, guidance and basis for the crossover studies of p-box theory and grid decision making field, and further enrich the methods of grid decision making.

电网规划方案决策中存在大量不确定因素，对不确定性的忽略或简单平均将导致规划方案决策的偏差甚至错误，对原始数据不确定性的正确处理是后续决策成功的基石。概率盒理论在处理不确定性问题上存在强大优势，其应用已在经济、生态、核物理等领域得到证实，本项目拟利用概率盒理论解决电网规划方案中的不确定性问题。以现有电力研究院的电网规划方案为具体研究对象，获取案例的指标体系，根据单指标信息源形式的多样性，选择相应的概率盒建模方法，利用定性和定量约束条件优化模型。分析单指标多源信息的相关性，利用证据理论、包络融合等方法实现单指标多源的融合。获取各单指标权重概率盒，建立决策函数，利用概率盒灵敏度分析方法，获得决策风险评估结果，评价决策的合理性。与忽略指标不确定性决策方法对比，证明概率盒建模方法的有效性。本项目将为概率盒理论与电网决策领域的交叉研究探索提供理论指导和依据，并进一步丰富电网规划方案决策方法。

电网规划方案决策中存在大量不确定因素，对不确定性的忽略或简单平均将导致规划方案决策的偏差甚至错误，对原始数据不确定性的正确处理是后续决策成功的基石。本项目以电网规划方案决策为具体研究对象，分析对比了不同指标的概率特性的基础上，提出了一种基于概率盒理论的电网规划方案中指标不确定建模方法，解决了电网规划指标不确定性建模问题；针对原有概率盒离散时易造成其紧致性不足或估计不准确的问题及概率盒形状“扫帚尾”现象，提出了一种提高概率盒精确性表达的离散改进方法，用定量约束条件优化了概率盒建模方法。.结合概率盒形成的原理，提出了一种基于Copula的改进概率盒相关性分析方法，计算出了电网规划方案中指标间相关性强度。以证据理论融合规则为基础，以相关性系数为权重，提出一种基于概率盒理论的电网指标加权融合方法，解决了电网规划方案中的单指标多源融合问题；以控制不确定性指标的概率盒宽度作为不确定数据输入研究其结果的变化作为灵敏度分析的依据，提出一种基于“削减”的概率盒的灵敏度分析方法，找出了影响电网规划方案的关键指标，并给出了风险评估说明；以层次结构和方案属性的区间偏好关系为基础，提出了一种基于区间偏好和MADM的配电网智能规划方案评估方法，解决了配电网智能化规划方案评估中决策因素不确定性和专家判断的模糊性问题。.最后，以指标满意度函数为基础，结合层次分析的指标权重，建立了一种新的基于概率盒的电网规划方案决策模型，提出了一种基于概率盒的电网规划方案综合评价方法，解决了电网规划方案中大量不确定因素表达困难以及由此引起的决策偏差和错误问题，并与忽略指标不确定性的规划方案决策进行了定量分析对比，在保证方案排序正确性的前提下，区分度平均提高了20%，进一步论证了所提方法的可行性和有效性。.本项目为下一步通过调整电网规划方案中指标参数来优化电网规划方案、降低风险、保证电力系统可靠性提供了基础，并进一步丰富电网规划方案评估和风险分析的思路和方法。