CN109919350B - 一种考虑整体经济性的多阶段变电站扩展规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种考虑整体经济性的多阶段变电站扩展规划方法，包括下列步骤：以负荷饱和期做为规划期的目标年，根据目标年规划地区负荷水平，在不考虑分布式电源接入场景下进行变电站选址定容规划；根据目标年规划地区负荷水平、已有变电站容量、DG置信容量以及给定的变电站候选容量集；结合中间年各阶段规划地区的负荷水平，以优先减容为原则从目标年逐阶段向现状年进行回推，得到中间年变电站的规划方案；以优先去站为原则从目标年逐阶段向现状年进行回推，得到中间年变电站的规划方案；以两者中经济性最优的方案同目标年变电站规划方案共同构成多阶段变电站扩展规划方案；计算多阶段变电站扩展规划方案的整体经济性。

Description

一种考虑整体经济性的多阶段变电站扩展规划方法

技术领域

本发明涉及一种考虑整体经济性的多阶段变电站扩展规划方法，适用于我国城市配电网变电站规划工作，属于城网规划管理领域。

背景技术

变电站规划是电力***规划中的重要组成部分，变电站规划方案的结果将影响整个配电网的网架结构、投资和运行的经济性及供电可靠性。由于电力负荷是逐年增长的，规划期内变电站的建设顺序应该满足各阶段的负荷需求。协调目标年及中间年变电站的规划方案，实现规划区域变电站发展的经济过渡，具有重大的现实意义，也是变电站规划中的主要研究方向。

在现有的多阶段变电站规划研究中，通常将问题拆解为目标年变电站规划和中间年变电站规划两个问题，然后逐步进行求解。其中，在目标年变电站规划阶段，主要针对目标年规划地区的负荷需求，以目标年规划方案的年投资费用最小为目标决策目标年变电站的站址和站容。然后，基于目标年变电站的规划结果，结合中间阶段规划地区的负荷水平优化中间阶段各变电站的建设、扩容时间。在该方法中，目标年变电站规划方案的选择只考虑了目标年规划方案的经济性，中间年完全以目标年规划方案为基础来求解。实际上，由于在不同年份投运变电站的建设成本均存在不同的时间价值，需从全寿命周期成本的角度来整体度量目标年与中间年变电站规划方案的经济性。因此，现有研究提出的分步规划方法不能有效地协调目标年和中间年变电站规划方案间的相互作用。

发明内容

本发明的目的在于考虑目标年与中间年变电站规划方案交互作用的基础上提出一种多阶段变电站双层优化方法，采用加权Voronoi图进行目标年变电站规划，并针对中间年制定了过渡方案的快速回推策略，形成了多阶段变电站扩展规划的一体化求解流程。技术方案如下：

一种考虑整体经济性的多阶段变电站扩展规划方法，包括下列步骤：

(1)以负荷饱和期做为规划期的目标年，根据目标年规划地区负荷水平，在不考虑分布式电源(DG)接入场景下进行变电站选址定容规划，根据规划方案评估DG置信容量；

(2)根据目标年规划地区负荷水平、已有变电站容量、DG置信容量以及给定的变电站候选容量集，确定N个满足容量约束的变电站容量组合方案；

(3)针对第k个容量组合方案进行目标年变电站规划，方法如下：

a)不考虑DG接入，针对变电站容量组合方案，采用加权Voronoi图算法对规划区域进行变电站规划，得到初始变电站站址及变电站的供电范围；

b)根据得到的各变电站供电范围内DG分布情况，评估各变电站供电范围内DG置信容量；

c)基于得到的DG置信容量基础上，利用加权Voronoi图算法划分各变电站的供电范围，以各变电站供电范围内的负荷矩最小为原则确定新的变电站站址；

d)重复步骤b)-c)，直到变电站站址移动和DG置信容量达到一定的精度后停止迭代，得到目标年变电站规划方案I_k；

(4)根据目标年变电站规划方案I_k，结合中间年各阶段规划地区的负荷水平，以优先减容为原则从目标年逐阶段向现状年进行回推，得到中间年变电站的规划方案M_k，方法如下：

a)选取t+1阶段变电站的建设方案为t阶段的变电站初始建设状态，利用加权Voronoi 图方法划分各变电站的供电范围；

b)对所带负荷容量最低的变电站进行去站处理，更新各变电站的建设状态；

c)采用加权Voronoi图方法再次划分各变电站的供电范围，判断是否满足变电站容量约束和供电半径约束，若是，则重复步骤b)，否则放弃该去站操作；判断若该变电站是否完成扩容，若是，对该变电站进行减容，并重新进行供电范围划分，如满足变电站容量约束和供电半径约束则重复步骤b)，否则进入下一步；

d)放弃对该变电站的操作，更新变电站的建设状态并将该方案作为本阶段的最终建设方案，令t＝t-1并返回步骤a)直至完成各阶段的计算，得到中间年变电站规划方案M_k；

(5)根据目标年变电站规划方案I_k，以优先去站为原则从目标年逐阶段向现状年进行回推，得到中间年变电站的规划方案N_k，方法如下：

a)选取t+1阶段变电站的建设方案为t阶段的变电站初始建设状态，利用加权Voronoi 图方法划分各变电站的供电范围；

b)根据变电站的实际负载率与变电站额定负载率比值大小进行排序，判断该比值最低的变电站是否已经完成扩容，若该变电站已经完成扩容则对该变电站进行减容操作，否则对该变电站进行去站处理，更新各变电站的建设状态；

c)重新计算变电站的供电范围，判断是否满足变电站容量约束和变电站供电半径约束，若是，则重复步骤b)，否则放弃该操作进入下一步；

d)放弃对该变电站的操作，更新变电站的建设状态并将该方案作为本阶段的最终建设方案，令t＝t-1并返回步骤a)直至完成各阶段的计算，得到中间年变电站规划方案N_k；

(6)分别计算中间年变电站规划方案M_k、N_k的经济性，并以两者中经济性最优的方案同目标年变电站规划方案I_k共同构成多阶段变电站扩展规划方案F_k；

(7)计算多阶段变电站扩展规划方案F_k的整体经济性；

(8)令k＝k+1,返回步骤(3)，直至完成全部N个目标年变电站容量组合方案的求解；

(9)将多阶段变电站规划方案F₁到F_N中整体经济性最优的方案做为规划区域多阶段变电站规划结果。

步骤(7)具体如下：

a)结合变电站负载率约束，设定饱和期负荷年增长速率为0.4％，求解目标年变电站建设方案I_k在规划期后仍能满足负荷需求的最长年限T_f；

b)以现状年到饱和期后T_f年内各阶段变电站的投资费用做为多阶段变电站规划方案的经济成本，可表示为：

式中：M_station为中间阶段变电站投资费用年值，包括变电站建设费用和维护费用；M_line为中间年线路投资费用年值，包括线路建设费用、维护费用和网损费用，T_m为负荷进入饱和期的时间；r为贴现率；C_Station、C_Feeder为目标年变电站及线路投资费用年值，C_CQ为目标年线路网损费用年值。

附图说明

图1是模型求解框架；

图2是经济计算模型；

图3是区域负荷现状分布情况；

图4是区域负荷目标年分布情况；

图5是多阶段变电站分步规划结果图；

图6是半径变化因数示意图；

图7是采用本文提出的多阶段变电站双层规划优化模型，对开发区目标年及中间年进行联合规划，得到的该地区各阶段的变电站建设情况。

具体实施方式

本发明涉及一种考虑整体经济性的多阶段变电站扩展规划方法，该方法的步骤如下：

(1)建立多阶段变电站的双层优化框架

多阶段变电站规划问题包含了目标年变电站规划和中间年变电站规划两个问题。其中，中间年变电站规划是基于目标年变电站规划结果进行的，其规划结果将受到目标年规划方案的限制，因此在目标年变电站规划中需要考虑中间年变电站规划方案的经济性。为了协调目标年和中间年变电站规划方案间的相互作用，本发明提出双层优化模型，上层以目标年和中间年整体经济性最优为目标，求解目标年变电站规划方案，并将规划方案传递给下层模型；下层模型是根据目标年变电站规划结果，以满足N-1准则下的变电站容载比最小为目标，求解中间年各阶段变电站的建设顺序，并将中间年变电站规划方案传递给上层，作为整体经济性评估的一部分，用以选择最优的多阶段变电站规划方案。

通过该双层规划优化模型，在目标年的变电站规划方案的选择中兼顾中间年变电站建设方案的经济性，能够有效地协调目标年和中间年变电站规划问题间的交互关系，从而实现多阶段变电站的整体优化。

(2)提出多阶段变电站整体经济性计算方法

多阶段变电站扩展规划优化了从现状年到目标年之间变电站动态扩建过程。在这一过程中，每个阶段都可能投建新的变电站或对已有变电站进行扩容，直至到目标年完成全部变电站建设。考虑变电站寿命周期和规划期的关系，仅有少数变电站到目标年时能够恰好达到使用年限，其余变电站到目标年时可能还具有一定的使用寿命(如图2的变压器3)或者未到目标年便已经达到使用年限(如图2的变压器1)，因此需要考虑变电站的剩余价值及重新建设等问题。此外，在长期多阶段变电站规划问题中，常以负荷增长饱和期做为规划的目标年。而当负荷进入饱和阶段后，增长较为缓慢，目标年变电站规划方案在未来相当长的时期内仍能满足负荷需求。在这一时期内，变电站达到使用年限后将循环投入建设，因此在多阶段变电站整体经济性计算中还应包含这一时期内变电站循环投建费用，以便将目标年与中间年规划方案进行整体度量。由于各变电站投资时间尺度不同，还涉及重复建设问题，各项费用不能直接进行累加，必须转换到统一的时间基点上进行结算。为此，需要确定在目标年后变电站循环投建的时间范畴。

通过对美国、英国和日本等发达国家的经济发展状况和负荷发展状况进行研究发现，一个地区的电力负荷进入饱和阶段后将呈现持续低速平稳增长。在这阶段中，负荷增长趋势较慢，在连续10年内的平均增长率不超过4％。本发明以规划区域负荷进入饱和期的时间为规划的目标年，假定在此后负荷仍以0.4％的年增长水平进行增长，在变电站的容载比约束下，目标年的变电站规划方案在目标年后的T_f年内均能满足该地区的负荷需求，此后则需要对该地区的变电站进行重新规划。因此，本发明将以现状年到目标年后的T_f年间各项费用作为多阶段变电站规划方案的经济成本，具体如图2所示。

(3)建立多阶段变电站双层优化模型

(3.1)目标年变电站规划模型

1)目标函数

为了对多阶段变电站规划方案进行整体寻优，在目标年变电站规划模型中采用多阶段变电站整体经济性最优为目标函数，如式(1)所示。

C_MID＝M_station+M_line (2)

其中，C_MID为中间阶段后投资费用年值，M_station为中间阶段变电站投资费用年值，包括变电站建设费用和维护费用，如式(3)所示。M_line为中间年线路投资费用年值，包括线路建设费用、维护费用和网损费用，具体计算如式(4)所示。C_Station、C_Feeder为目标年变电站及线路投资费用年值，C_CQ为目标年线路网损费用年值，具体计算与中间年变电站和线路费用计算相同。N为变电站总数；T_m为负荷进入饱和期的时间；为变电站i的投建成本；为0/1变量，表示在t阶段时变电站i是否完成投建；为变电站i的扩容成本；为 0/1变量，表示t阶段时变电站i是否完成扩容；r为贴现率；m_i表示变电站i的寿命；u_i， zi为变电站i的维护费用比例和残值费用比例；J_i,t为t阶段变电站i所带的负荷集合，j为负荷节点；H为线路类型集合，h为线路类型；为h型线路的单位建设成本；l_i,j为变电站i 与负荷点j的连线距离；λ_fi,t,j,h为0/1变量，表示t阶段变电站i与负荷点j间是否已建设h 型线路；e_h为h型线路的寿命；v_h为h型线路的维护费用比例；y_h为h型线路的残值费用比例；为h型线路的损耗折算系数，为当前电价，为线路年损耗小时数，为h 型线路的每公里电阻，U_i为变电站i线电压，为功率因数。

考虑DG接入配电网后，部分负荷由DG进行供电，线路传输容量下降，线路运行损耗系数k(M_i,t)将随DG渗透率M_i,t的增大而减小，其中M_i,t的计算如下：

式中，P_DG为DG的置信容量，P_L为负荷最大值。

2)约束条件

在变电站规划中，各变电站所带的负载率必须满足N-1原则，因此变电站的建设容量和负荷水平必须满足一定的不等式要求。同时，DG的接入降低了规划区域的网供负荷，变电站在DG方向上的供电范围将增大，在变电站的供电半径约束中必须考虑DG的影响。最终建立约束条件如下：

①变电站容量约束：

式中：S_i表示目标年变电站i的建设容量；γ_i为变电站i的额定负载率；T_i ^PV为变电站i 供电范围内光伏电源的置信容量；T_i ^WTG为变电站i供电范围内风机电源的置信容量。

②变电站供电半径约束

l_i,j≤R_i×ψ_i,j (8)

式中，R_i为传统配电网中变电站i的供电半径约束；半径变化因数ψ_i,j反映了DG电源在负荷点j方向上的影响，影响负荷点j的DG置信容量越大，ψ_i,j取值越大，具体计算如下：

式中：G_i为向变电站i供电的DG集合，g为DG节点；S_i,g与R_i,g分别为向变电站i供电的DG节点g的装机容量与等效供电半径；l_i,g为变电站i与DG节点g的距离；ρ_i为变电站i供电范围内的负荷密度。

③变电站供电范围不交叉：

式中：η_i,j为0/1变量，用于判断负荷点j是否由变电站i供电；δ_i,g也为0/1变量，用于判断DG点g是否向变电站i供电。

(3.2)中间年变电站规划模型

中间年变电站规划模型基于目标年变电站规划结果，以满足N-1准则的变电站容载比最低为目标函数，决策中间年变电站的建设方案。中间年变电站规划层目标函数如下：

minF＝∑S_i,t/P_t (12)

其中，S_i,t表示第t个阶段变电站i的额定容量，P_t,max表示第t个阶段负荷最大值。

在中间年变电站规划中，同样需要满足变电站的容量约束、供电半径约束和供电范围约束。此外，由于变电站的高额拆除费用，因此不考虑变电站拆除重建情况，变电站建设方案将受到前序阶段规划方案的约束。最终建立约束条件如下：

①变电站容量约束：

②变电站供电半径约束

l_i,j,t≤R_i,t×ψ_i,j,t (14)

③变电站供电范围不交叉：

④变电站建设顺序约束：

⑤变电站站址约束：

L_i,t＝L_i,T (17)

式中，L_i,t表示第t阶段变电站i的站址，L_i,T表示目标年变电站i的站址。

(4)提出多阶段变电站一体化规划方法

(4.1)目标年变电站规划模型求解

目标年变电站规划是基于目标年规划区的负荷水平进行的单阶段变电站规划，决策变量为新建变电站的站址和容量。首先在不考虑DG情况下，根据规划区的负荷水平、已有变电站容量进行变电站规划，根据规划结果评估DG置信容量。结合DG置信容量和变电站待选容量预估新建变电站数量范围，由于在确定的新建变电站个数约束下，满足变电站容载比要求的容量组合方案数量较少，可以直接采用枚举法求解变电站的容量组合方案，最后结合加权Voronoi图算法进行变电站选址、定容。具体求解流程如下：

①根据目标年规划地区负荷水平，在不考虑DG接入场景下进行变电站规划，根据规划方案评估DG置信容量。

②根据目标年规划地区负荷水平、已有变电站容量、DG置信容量以及给定的变电站候选容量集，确定N个满足容量约束的变电站容量组合方案。

③不考虑DG接入，针对每个变电站容量组合方案，采用加权Voronoi图算法对规划区域进行传统变电站规划，得到初始变电站站址及变电站的供电范围。

④根据变电站规划结果得到各变电站供电范围内DG的分布情况，评估各变电站供电范围内DG的置信容量。

⑤基于得到的DG置信容量基础上，利用加权Voronoi图算法划分各变电站的供电范围，以各变电站供电范围内的负荷矩最小为原则确定新的变电站站址，不断重复该过程直至变电站站址移动达到一定精度。

⑥由于变电站站址移动，变电站供电范围和DG置信容量发生相应变化，重复③-④直到变电站站址移动和分布式电源的置信容量达到一定的精度后停止迭代，得到这一方案的最终结果。

(4.2)中间年变电站规划模型求解

中间年变电站规划涉及到多个时间节点，各节点规划方案间存在较大的关联性，求解难度较大。针对该问题，本文提出基于目标年规划方案，逐阶段向现状年过渡的快速回推策略。首先从目标年变电站建设情况出发，作为前一阶段变电站的预设建设状态，根据变电站所带负荷容量不断减少变电站投建容量，逐阶段向现状年进行回推。在回推过程中，主要有优先减少某座变电站的投建容量和优先减少投建变电站的座数两种思路。本发明在变电站中间年规划方案求解中分别以优先减容和优先去站为原则求解目标年变电站规划方案下的中间年建设方案，最后选取二者中费用较小的方案作为该目标年规划方案的中间年建设方案。

其中，优先去站原则下的快速回推策略流程如下:

①选取t+1阶段变电站的建设方案为t阶段的变电站初始状态，利用加权Voronoi图方法划分各变电站的供电范围；

②对所带负荷容量最低的变电站进行去站处理，更新各变电站的建设状态；

③采用加权Voronoi图方法划分各变电站的供电范围，判断是否满足变电站容量约束和供电半径约束，若是，则重复步骤②，否则放弃该去站操作。若该变电站已完成扩容，对该变电站进行减容，并重新进行供电范围划分，判断是否满足约束，若是则重复步骤②，否则进入下一步；

④放弃对该变电站的操作，更新变电站的建设状态并将该方案作为本阶段的最终建设方案，令t＝t-1并重复步骤①-④直至完成各阶段的计算；

⑤根据目标年和中间各阶段变电站的建设方案计算整个规划期内的综合投资费用。

优先减容原则与优先去站原则的具体操作流程大致相同，主要区别在于步骤②-③，以下列出了优先减容策略步骤②-③的操作方法：

②根据变电站的实际负载率与变电站额定负载率比值大小进行排序，判断该比值最低的变电站是否已经完成扩容，若该变电站已经完成扩容则对该变电站进行减容操作，否则对该变电站进行去站处理，更新各变电站的建设状态；

③重新计算变电站的供电范围，判断是否满足变电站容量约束和变电站供电半径约束，若是，则重复步骤②，否则放弃该操作进入下一步。

本算例选用某占地面积为97.56km²的开发区，根据用地规划将其分为308个小区。根据不同类型规划用地的负荷密度和各小区的占地面积对开发区进行负荷预测，至目标年总负荷为1676.5MW，功率因数为0.9。预测目标年该地区光伏额定容量为301.5MW，风机额定容量为225MW。待建变电站的可选容量共有2×40MVA、2×50MVA、3×40MVA和3×50MVA 四种，建设费用分别为2200万元、2500万元、3200万元、3600万元。其中，两变压器变电站可扩建为三变压器变电站，2×40MVA和2×50MVA变电站扩建费用分别为1000万元和 1200万元。变电站使用年限为30年。根据“N-1”原则，含两主变的变电站负载率限定为65％，含三主变的变电站负载率限定为85％。

该规划区包含三个3×50MVA的已有站，站址、站容及供电范围如图3所示。图3同时给出了该开发区的已有负荷，其他新兴负荷根据目标年负荷量大小分为第1年开始发展的负荷和第5年开始发展的负荷，各类负荷均按照“S”形曲线增长趋势增长，至规划期第20年开发区内各点负荷开始进入饱和期。各类负荷的增长趋势如图5所示，根据负荷的增长情况将规划期划分为4个阶段。

首先采用已有的多阶段变电站规划思路，以目标年规划方案的年投资费用最优为目标求解目标年变电站站址站容。以此得到目标年变电站规划方案如图6(d)所示。根据该目标年变电站规划方案，采用(3.2)提出的快速回推策略求解中间年变电站规划结果如图6所示。该方案下开发区目标年共有15座变电站，包含2座3×40MW容量变电站和12座3×50MW，总变电站投建容量为2190MW，其中变电站1、变电站2和变电站3为该地区已有变电站。该方案下目标年变电站的容载比为1.377，目标年的年投资费用为15417万元/年。

采用本文提出的多阶段变电站双层规划优化模型，对开发区目标年及中间年进行联合规划，得到该地区各阶段的变电站建设情况如图7所示。从图中可以看出，到目标年该地区共投建16座变电站，包括1座2×40MW容量的变电站、4座3×40MW容量的变电站及11座3×50MW容量的变电站，总装机容量达2210WM。该方案与分步规划方法得到的目标年及中间各阶段的变电站建设容量和投资费用等数据如表1、表2所示。

表1两种方案下目标年变电站建设结果对比

表2两种方案中间年规划结果对比

从表1中的数据可以看出，与传统多阶段变电站分步规划方法相比，联合规划方法得到的方案在目标年需共投建16座变电站，变电站建设容量增加了20MVA，目标年的年投资成本提高了132万元/年。但从整个规划期来看，本发明提出的多阶段变电站联合规划方法得到的方案综合投资费用降低了4.2％。这说明在多阶段变电站规划中分步最优的规划方法可能在目标年变电站规划阶段中就排除了全局最优解，使最终规划结果陷入局部最优解。从表 2中的数据可以看出，通过分步规划得到的方案虽然在第四阶段投资费用略低，但在第一阶段和第三阶段的投资费用都要高于联合规划方法求解得到的方案。同时，在这两个方案中，中间阶段(及第一、第二和第三阶段)的投资成本均占总规划期投资成本的40％以上，是规划期总投资成本中不容忽略的重要部分。

通过两种方案的目标年和中间年经济性对比结果可以得出以下结论，在多阶段变电站规划中，中间年变电站的投资费用在整个规划期内总投资费用中所占的比例是不容忽视的，以目标年的投资费用作为评判多阶段变电站规划方案的经济性指标是不精确的。同时，由于变电站的建设顺序必须满足一定的约束，因此目标年变电站规划方案的选择将限制中间年变电站规划方案的选择范围。传统多阶段变电站分步规划方法在对目标年建设方案的选择中，仅考虑了目标年的投资费用忽视了中间年投资费用对整体规划方案的影响，是一种分步寻优策略，得到的结果往往会陷入到局部最优中，并不能保证得到全局最优解。

Claims (1)

1.一种考虑整体经济性的多阶段变电站扩展规划方法，包括下列步骤：

(1)以负荷饱和期做为规划期的目标年，根据目标年规划地区负荷水平，在不考虑分布式电源接入场景下进行变电站选址定容规划，根据规划方案评估分布式电源置信容量；

(2)根据目标年规划地区负荷水平、已有变电站容量、分布式电源置信容量以及给定的变电站候选容量集，确定N个满足容量约束的变电站容量组合方案；

(3)针对第k个容量组合方案进行目标年变电站规划，方法如下：

a)不考虑分布式电源接入，针对变电站容量组合方案，采用加权Voronoi图算法对规划区域进行变电站规划，得到初始变电站站址及变电站的供电范围；

b)根据得到的各变电站供电范围内分布式电源分布情况，评估各变电站供电范围内分布式电源置信容量；

c)基于得到的分布式电源置信容量基础上，利用加权Voronoi图算法划分各变电站的供电范围，以各变电站供电范围内的负荷矩最小为原则确定新的变电站站址；

d)重复步骤b)-c)，直到变电站站址移动和分布式电源置信容量达到一定的精度后停止迭代，得到目标年变电站规划方案I_k；

(4)根据目标年变电站规划方案I_k，结合中间年各阶段规划地区的负荷水平，以优先减容为原则从目标年逐阶段向现状年进行回推，得到中间年变电站的规划方案M_k，方法如下：

a)选取t+1阶段变电站的建设方案为t阶段的变电站初始建设状态，利用加权Voronoi图方法划分各变电站的供电范围；

b)对所带负荷容量最低的变电站进行去站处理，更新各变电站的建设状态；

c)采用加权Voronoi图方法再次划分各变电站的供电范围，判断是否满足变电站容量约束和供电半径约束，若是，则重复步骤b)，否则放弃该去站操作；判断若该变电站是否完成扩容，若是，对该变电站进行减容，并重新进行供电范围划分，如满足变电站容量约束和供电半径约束则重复步骤b)，否则进入下一步；

d)放弃对该变电站的操作，更新变电站的建设状态并将该方案作为本阶段的最终建设方案，令t＝t-1并返回步骤a)直至完成各阶段的计算，得到中间年变电站规划方案M_k；

(5)根据目标年变电站规划方案I_k，以优先去站为原则从目标年逐阶段向现状年进行回推，得到中间年变电站的规划方案N_k，方法如下：

a)选取t+1阶段变电站的建设方案为t阶段的变电站初始建设状态，利用加权Voronoi图方法划分各变电站的供电范围；

b)根据变电站的实际负载率与变电站额定负载率比值大小进行排序，判断该比值最低的变电站是否已经完成扩容，若该变电站已经完成扩容则对该变电站进行减容操作，否则对该变电站进行去站处理，更新各变电站的建设状态；

c)重新计算变电站的供电范围，判断是否满足变电站容量约束和变电站供电半径约束，若是，则重复步骤b)，否则放弃该操作进入下一步；

d)放弃对该变电站的操作，更新变电站的建设状态并将该方案作为本阶段的最终建设方案，令t＝t-1并返回步骤a)直至完成各阶段的计算，得到中间年变电站规划方案N_k；

(6)分别计算中间年变电站规划方案M_k、N_k的经济性，并以两者中经济性最优的方案同目标年变电站规划方案I_k共同构成多阶段变电站扩展规划方案F_k；

(7)计算多阶段变电站扩展规划方案F_k的整体经济性，方法如下：

a)结合变电站负载率约束，设定饱和期负荷年增长速率为0.4％，求解目标年变电站建设方案I_k在规划期后仍能满足负荷需求的最长年限T_f；

b)以现状年到饱和期后T_f年内各阶段变电站的投资费用做为多阶段变电站规划方案的经济成本，可表示为：

式中：M_station为中间阶段变电站投资费用年值，包括变电站建设费用和维护费用；M_line为中间年线路投资费用年值，包括线路建设费用、维护费用和网损费用，T_m为负荷进入饱和期的时间；r为贴现率；C_Station、C_Feeder为目标年变电站及线路投资费用年值，C_CQ为目标年线路网损费用年值；

(8)令k＝k+1,返回步骤(3)，直至完成全部N个目标年变电站容量组合方案的求解；

(9)将多阶段变电站规划方案F₁到F_N中整体经济性最优的方案做为规划区域多阶段变电站规划结果。

Images