CN104680254B - 一种基于综合成本模型的电网规划方案优选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于综合成本模型的电网规划方案优选方法。该方法建立了以规划目标年限为边界，考虑逐年成本和规划年末方案现价值的综合成本模型。该模型的计算范围是方案中产生不等量成本的电网设备（变电站、输电线路），其中的旧设备还需进行经济寿命预测，以便确定在规划期内是否需要更新以及何时更新。同时，对规划期内的新旧设备故障率预测采用了最小二乘支持向量机算法进行训练和输出。此外，综合成本模型在应用于规划方案比较时，为减少经济变量误差的影响而采用了区间法。算例表明综合成本模型结合区间法能有效实现电网规划方案的经济优选，并适用于各种长度目标年限的规划。

Description

一种基于综合成本模型的电网规划方案优选方法
技术领域
本发明属于电力系统领域，具体地说是一种基于综合成本模型的电网规划方案优选方法。
背景技术
从规划角度看，电网是由点(变电站，电源作为特殊的变电站)和线(输电线路)组成。常见的不同规划方案，往往拟新建或扩建的变电站站址选择和线路接入存在差异。考虑到变电站站址用地和线路走廊均需要落实到规划用地的预留，因此规划激进会浪费土地资源，也会由于不饱满的输电容量而浪费电网投资，而规划过于保守则会因为电力供应不足而限制社会经济发展，而且过大的输电压力会降低电网运行的可靠性和经济性，因此电网规划要求有较高的科学性。
电网规划方案的优选通常从技术和经济两方面进行研究。目前技术方面的研究成果较多，评价指标和研究着眼点不断丰富和深入。例如，除潮流分布、稳定水平、短路水平等传统的技术评价外，提出了评价电网传输能力的充裕度指标、最大输电能力等反映电网可靠性方面的单一指标，以及风险度等综合性指标。经济性评价方面，由于一些不确定性因素以及成本归集分摊的复杂性等问题，研究成果相对较少。随着全寿命周期管理理论的发展和应用，电网规划方案的经济优选已从单纯的投资成本向全寿命周期成本比较发展。考虑全寿命周期成本要比仅考虑建设投资成本更为合理，这个观点已被广泛认可。然而全寿命周期成本模型在实际应用研究中还存在不少困难。比如，电网设备(变电站、输电线路，下同)的寿命难以准确估计，若用粗略的设计寿命来代替会带来较大误差。即使相同类型的设备个体，在不同使用条件下的寿命、故障概率等会有较大差异，因此即使仅对关键的电网设备进行全寿命周期成本比较，也会由于设备实际可使用寿命的差异以及运维成本粗略估计而造成全寿命周期成本较大的计算误差，影响方案的正确选择。此外，方案选择时往往只考虑本次规划时新增设备的全寿命周期成本，而忽视了原电网已有设备为实现与新设备共同完成电力传输任务而必须支出的更新成本。因此，要提高基于全寿命周期成本的电网规划方案优选的准确性，还有较多的难题需要解决。
鉴于此，本发明以电网规划的经济性为研究目标，在借鉴全寿命周期成本的构成基础上，以规划目标年限为边界，提出规划方案的综合成本计算模型，为电网规划方案的经济性比较提供一种新的方法。
发明内容
本发明提供一种基于综合成本模型的电网规划方案优选方法。在综合成本计算模型中，不仅包含了新设备在规划年限内的各项支出成本以及规划期末拥有的现值，还通过对原电网设备的经济寿命分析，提出了老设备在规划期内为配合新设备实现供电可靠性和经济性需要支出的各项费用和规划期末的现值。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种基于综合成本模型的电网规划方案经济优选方法，包括如下步骤：
首先，根据电网规划方案中的原电网拓扑图，对电网原有设备进行经济寿命评估，以便确定在规划期内旧设备是否需要更新以及何时更新。
然后，建立电网规划方案综合成本模型，给出各构成成本的计算依据、方法和过程，为计算各方案中由于设备在规划期间新建、拆除等差异产生的不等量成本奠定理论基础。
最后，将区间分析法引入到电网规划方案综合成本计算模型中，分别计算各方案的综合成本区间，并进行方案间的经济性比较和选择。
本发明提出的综合成本模型与全寿命周期成本模型相比，共同点是成本构成近似。区别是综合成本模型以年度为单位计算建设和运维成本，得到总的支出成本后再扣去规划期末方案的现值；而全寿命周期成本模型则是考虑一次性初始投资，寿命过程中的运维成本，以及寿命终结时的报废成本。因此，综合成本模型更符合电力发展实际，即设备是根据运行情况逐年更新，而不是一起更新。此外，综合成本模型可以灵活应用于各种长度目标年限的规划。
利用本发明计算出不同方案的综合成本，可以进行各种时间长度的规划方案经济优选，与区间法结合，可以更准确描述方案优选的可能性。
本发明采用以下具体步骤：
步骤1)，对规划方案中电网原有设备进行经济寿命评估，确定规划期内哪些设备需要更新，分别在哪年进行更新。
分析电网设备的寿命数据，建立影响故障率的因素集(运行环境、质量状况等)、指标集，以及评语集和对应的评分集。分别采用基于三角形隶属函数的模糊分布法和基于专家的模糊统计试验法，计算设备的定量和定性指标隶属度，从而得到因素集的模糊隶属矩阵；同时采用层次分析法中的“9分度法”确定指标权重，从而得到因素集各指标权重向量。把因素集的模糊隶属矩阵和各指标权重向量经过合成运算后，计算模糊综合评估向量；依照最大隶属度原则，把模糊评估向量转化为因素集评分。
运用最小二乘支持向量机，通过样本训练建立因素集评分与设备故障率间的映射关系，从而输入待预测电网设备的因素集评分，即可获得该设备在未来规划年内的故障率区间。根据故障率预测结果计算设备在未来不同运行年限退役时的全寿命周期成本和年平均费用。以年平均费用最低为依据，计算设备的经济寿命区间。
若计算得到电网原有设备的经济寿命区间在规划年限内，则在经济寿命区间内进行更新。
步骤2)，以目标规划年限为边界，计算规划年限内每个方案的综合成本。综合成本计算模型为：
其中，N为目标规划年限，如可以灵活选择20年或30年等；i为计算年变量，取值范围为1到N；r为考虑资金时间价值的折现率；ICi、OCi、MCi、FCi分别为第i年该方案的建设成本、运行成本、检修成本和故障成本；PC为规划期末，即第N年该方案经折旧后的现值收益，因此为负数。所有成本均为年初预算。
综合成本模型是以年度为单位计算建设和运维成本，得到总的支出成本后再扣去规划期末方案的现值，考虑了设备是根据运行情况逐年更新，而不是一起更新的实际情况。此外，综合成本模型可以灵活应用于各种长度目标年限的规划。
步骤3)，建设成本包括方案实施年投入的一次性建设成本和保证方案持续满足规划目标，在规划期内更新设备所需投入的建设成本。若在规划期内某些设备考虑经济性需要重建或新建，则把该部分投资成本计入建设成本，同时更新后的设备将在规划期末保持较高的现值。因此，建设成本考虑了规划期内不同役龄设备到达经济寿命时的更新成本。建设成本的模型为：
ICi＝CCi-ECi
其中，CCi为第i年总支出，主要为新建成本；ECi为第i年总收入，主要为报废收益；mi为第i年需新建的设备数量，ui为第i年需报废的设备数量；j、k为局部变量；cl和ct分别为单位长度线路和单位容量变电站的建设成本；dl和dt分别为报废单位长度线路和单位容量变电站可获得的收益；lj、lk分别为第j条新建、第k条拆除线路的长度；sj、sk分别为第j个新建、第k个拆除变电站的容量；对于第j或第k个设备，只能是变电站或输电线路两者中的一种，比如第j个设备为变电站，则lj＝0。
步骤4)，运行成本一般按照运行单位的经验成本数据，结合变电站的容量或输电线路的长度进行计算，计算公式为：
其中，kj为第i年新建的第j个设备在当年投运的时间系数，如3月份投运，则该系数为(12-3)/12＝0.75；co.l和co.t分别为单位长度线路和单位容量变电站的年度运行成本，由运行单位根据经验或统计信息给出；ni为在规划期内第i年之前建设的设备。
步骤5)，检修成本与故障成本的计算方法采用平均检修成本与平均故障成本经验数据，结合设备的故障率进行计算。对于新旧混合输电线路，将分别计算各自单位长度的故障率区间。因此，检修成本与故障成本的计算公式为：
其中，下标p＝1，2，3分别表示一般故障、较大故障和严重故障；λi.j.p为第j个设备在第i年的p类型故障的故障率，变电站故障率的单位为次/年，输电线路故障率的单位为次/年·百公里；cm.l.p和cf.l.p分别为线路p类型故障的平均维修成本和平均故障成本；cm.t.p和cf.t.p分别为变电站p类型故障的平均维修成本和平均故障成本。
步骤6)，现值计算的范围是建设成本中涉及到的所有设备。现值计算方法是考虑设备折旧后的价值。由于规划期内新建设备的年份不同，因此需要分别计算。折旧费用的计算需要考虑折旧法的选择和使用，常用的基于时间的折旧法有直线折旧和加速折旧。直线折旧是折现率固定，按固定资产的使用年限平均计提折旧的一种方法。加速折旧法是考虑到随着使用年限的增加，设备故障率会上升，尤其是在运行后期，设备的价值基本上等于残值，因此是一种先加速后缓速的折旧方法。本发明采用加速折旧思想，具体为：设备役龄超过一定数值X后，直接采用设备残值；否则，采用建设成本扣除残值后的直线折旧方法。因此设备的现值计算公式为：
其中，q为设备的残值百分比，则1-q为可折旧的百分比；X为役龄阀值，超过该阈值，设备的现值视为残值。
步骤7)，引入区间分析法，将综合成本模型中的各构成成本进行区间数转化和计算，得到各方案的综合成本区间。优选时采用两两比较法，如方案1和方案2的综合成本区间为：
其中，α、分别为方案1综合成本区间的上、下限值；β、分别为方案2综合成本区间的上、下限值。
两方案间的优劣比较采用基于度的排序方法，采用下式计算优先选用的可能度。
其中，为方案1综合成本大于方案2的可能度。当时，优先选择综合成本低的方案2。
进一步，步骤1)中，对规划期内的电网设备进行故障率预测。由于电网设备的故障率与役龄以及运行环境、质量状况等因素集的函数关系不明确，以及训练样本获得较为困难，因此选择适合复杂非线性函数关系拟合和适用于小样本训练的最小二乘支持向量机算法，采用径向对称的高斯函数作为核函数。
在梳理样本时，需要考虑变电站或输电线路的电压等级，并根据故障严重程度分为一般故障(变电站或输电线路缺陷、设备异常，需要消缺或小修，需另安排时间检修或无需停电检修)、较大故障(变电站或输电线路故障停运，需要更换设备或大修，但未酿成事故)、严重故障(变电站或输电线路故障停运，并造成电网事故，如切去部分负荷)三种类型，分别统计三类故障率。
利用役龄以及运行环境、质量状况等因素集评分相同的电网设备(变电站、输电线路)的历史数据，分别统计出三类故障率作为一个训练样本。当积累一定数量的训练样本后，就可以利用P组样本做训练，Q组样本做验算进行故障率预测，并进行误差分析，误差计算公式如下：
其中，和分别为用作验算的第j组样本故障率实际统计值和预测值，ε为误差平均值。
当输入待评估设备不同役龄和其他历史因素集评分时，可获得不同役龄时的三类故障率，为减少算法误差的影响，将故障率进行区间化：
其中，分别为第i年第j个设备p类型故障的故障率的下限和上限，λi.j.p为由最小二乘支持向量机算法输出的第i年第j个设备p类型故障的故障率预测值。
进一步，步骤2)中，综合成本模型中不考虑增供扩销带来的效益，即只考虑方案满足规划年内电网负荷的增长要求而需要发生的成本。此外，该模型的目的不是精确计算每个方案成本的绝对量，而是用来比较不同方案的成本优劣。综合成本模型中各部分成本的计算范围为建设成本中已涉及到的设备，即原电网中尚未或者不需新建或重建的设备可以作为“将等量发生的费用”而不必考虑。
进一步，步骤7)中，综合成本模型计算中用到了较多经验或统计成本数据，即这些数据本身带有一定的误差。同时考虑到故障率预测为了减少小样本带来的算法误差，引入了故障率区间，因此应用综合成本模型进行计算和规划方案的经济性比较时，可以采用区间分析法，利用区间数进行计算。
同时，本发明中采用区间数的变量有：r、cl、ct、dl、dt、co.l、co.t、cm.l.p、cf.l.p、cm.t.p、cf.t.p、q和λi.j.p。而X则可以根据设备类型分别设置。
本发明提出的基于综合成本模型的电网规划方案经济优选方法以目标规划年限为边界，逐年计算，容易把旧设备经济寿命结束时更新成本考虑进去，不仅符合电网发展实际，而且计算直观、准确。继承了全寿命周期模型中成本构成全面的优点，克服了全寿命周期模型在应用中的难点，如不受寿命周期长度估算准确度的影响，无需考虑寿命周期的起点和终点，以及同一设备由新、旧部分组成时成本的分解归属问题。由于“等额发生的成本”可以不计，因此不同方案的综合成本模型计算量并不大。与区间法相结合，能更细致反映方案优劣的可能性。
附图说明
图1为某地区小区域原网架及两种规划方案具体示意图。
具体实施方式
以下对本发明作进一步说明，本发明包括以下步骤：
步骤1)，对规划方案中电网原有设备进行经济寿命评估，确定规划期内哪些设备需要更新，分别在哪年进行更新。
分析电网设备的寿命数据，建立影响故障率的因素集(运行环境、质量状况等)、指标集，以及评语集和对应的评分集。分别采用基于三角形隶属函数的模糊分布法和基于专家的模糊统计试验法，计算设备的定量和定性指标隶属度，从而得到因素集的模糊隶属矩阵；同时采用层次分析法中的“9分度法”确定指标权重，从而得到因素集各指标权重向量。把因素集的模糊隶属矩阵和各指标权重向量经过合成运算后，计算模糊综合评估向量；依照最大隶属度原则，把模糊评估向量转化为因素集评分。
对规划期内的电网设备进行故障率预测。由于电网设备的故障率与役龄以及运行环境、质量状况等因素集的函数关系不明确，以及训练样本获得较为困难，因此选择适合复杂非线性函数关系拟合和适用于小样本训练的最小二乘支持向量机算法，采用径向对称的高斯函数作为核函数。
在梳理样本时，需要考虑变电站或输电线路的电压等级，并根据故障严重程度分为一般故障(变电站或输电线路缺陷、设备异常，需要消缺或小修，需另安排时间检修或无需停电检修)、较大故障(变电站或输电线路故障停运，需要更换设备或大修，但未酿成事故)、严重故障(变电站或输电线路故障停运，并造成电网事故，如切去部分负荷)三种类型，分别统计三类故障率。
利用役龄以及运行环境、质量状况等因素集评分相同的电网设备(变电站、输电线路)的历史数据，分别统计出三类故障率作为一个训练样本。当积累一定数量的训练样本后，就可以利用P组样本做训练，Q组样本做验算进行故障率预测，并进行误差分析，误差计算公式如下：
其中，和分别为用作验算的第j组样本故障率实际统计值和预测值，ε为误差平均值。
当输入待评估设备不同役龄和其他历史因素集评分时，可获得不同役龄时的三类故障率，为减少算法误差的影响，将故障率进行区间化：
其中，分别为第i年第j个设备p类型故障的故障率的下限和上限，λi.j.p为由最小二乘支持向量机算法输出的第i年第j个设备p类型故障的故障率预测值。
根据故障率预测结果计算设备在未来不同运行年限退役时的全寿命周期成本和年平均费用。以年平均费用最低为依据，计算设备的经济寿命区间。
若计算得到电网原有设备的经济寿命区间在规划年限内，则在经济寿命区间内进行更新。
步骤2)，以目标规划年限为边界，计算规划年限内每个方案的综合成本。综合成本计算模型为：
其中，N为目标规划年限，如可以灵活选择20年或30年等；i为计算年变量，取值范围为1到N；r为考虑资金时间价值的折现率；ICi、OCi、MCi、FCi分别为第i年该方案的建设成本、运行成本、检修成本和故障成本；PC为规划期末，即第N年该方案经折旧后的现值收益，因此为负数。所有成本均为年初预算。
综合成本模型中不考虑增供扩销带来的效益，即只考虑方案满足规划年内电网负荷的增长要求而需要发生的成本。此外，该模型的目的不是精确计算每个方案成本的绝对量，而是用来比较不同方案的成本优劣。综合成本模型中各部分成本的计算范围为建设成本中已涉及到的设备，即原电网中尚未或者不需新建或重建的设备可以作为“将等量发生的费用”而不必考虑。
综合成本模型是以年度为单位计算建设和运维成本，得到总的支出成本后再扣去规划期末方案的现值，考虑了设备是根据运行情况逐年更新，而不是一起更新的实际情况。此外，综合成本模型可以应用于各种长度目标年限的规划。
步骤3)，建设成本包括方案实施年投入的一次性建设成本和保证方案持续满足规划目标，在规划期内更新设备所需投入的建设成本。若在规划期内某些设备考虑经济性需要重建或新建，则把该部分投资成本计入建设成本，同时更新后的设备将在规划期末保持较高的现值。因此，建设成本考虑了规划期内不同役龄设备到达经济寿命时的更新成本。建设成本的模型为：
ICi＝CCi-ECi
其中，CCi为第i年总支出，主要为新建成本；ECi为第i年总收入，主要为报废收益；mi为第i年需新建的设备数量，ui为第i年需报废的设备数量；j、k为局部变量；cl和ct分别为单位长度线路和单位容量变电站的建设成本；dl和dt分别为报废单位长度线路和单位容量变电站可获得的收益；lj、lk分别为第j条新建、第k条拆除线路的长度；sj、sk分别为第j个新建、第k个拆除变电站的容量；对于第j或第k个设备，只能是变电站或输电线路两者中的一种，比如第j个设备为变电站，则lj＝0。
步骤4)，运行成本一般按照运行单位的经验成本数据，结合变电站的容量或输电线路的长度进行计算，计算公式为：
其中，kj为第i年新建的第j个设备在当年投运的时间系数，如3月份投运，则该系数为(12-3)/12＝0.75；co.l和co.t分别为单位长度线路和单位容量变电站的年度运行成本，由运行单位根据经验或统计信息给出；ni为在规划期内第i年之前建设的设备。
步骤5)，检修成本与故障成本的计算方法采用平均检修成本与平均故障成本经验数据，结合设备的故障率进行计算。对于新旧混合输电线路，将分别计算各自单位长度的故障率区间。因此，检修成本与故障成本的计算公式为：
其中，下标p＝1，2，3分别表示一般故障、较大故障和严重故障；λi.j.p为第j个设备在第i年的p类型故障的故障率，变电站故障率的单位为次/年，输电线路故障率的单位为次/年·百公里；cm.l.p和cf.l.p分别为线路p类型故障的平均维修成本和平均故障成本；cm.t.p和cf.t.p分别为变电站p类型故障的平均维修成本和平均故障成本。
步骤6)，现值计算的范围是建设成本中涉及到的所有设备。现值计算方法是考虑设备折旧后的价值。由于规划期内新建设备的年份不同，因此需要分别计算。折旧费用的计算需要考虑折旧法的选择和使用，常用的基于时间的折旧法有直线折旧和加速折旧。直线折旧是折现率固定，按固定资产的使用年限平均计提折旧的一种方法。加速折旧法是考虑到随着使用年限的增加，设备故障率会上升，尤其是在运行后期，设备的价值基本上等于残值，因此是一种先加速后缓速的折旧方法。本发明采用加速折旧思想，具体为：设备役龄超过一定数值X后，直接采用设备残值；否则，采用建设成本扣除残值后的直线折旧方法。因此设备的现值计算公式为：
其中，q为设备的残值百分比，则1-q为可折旧的百分比；X为役龄阀值，超过该阈值，设备的现值视为残值。
步骤7)，综合成本模型计算中用到了较多经验或统计成本数据，即这些数据本身带有一定的误差。同时考虑到故障率预测为了减少小样本带来的算法误差，引入了故障率区间，因此应用综合成本模型进行计算和规划方案的经济性比较时，可以采用区间分析法，利用区间数进行计算。本发明中采用区间数的变量有：r、cl、ct、dl、dt、co.l、co.t、cm.l.p、cf.l.p、cm.t.p、cf.t.p、q和λi.j.p。而X则可以根据设备类型分别设置。
将综合成本模型中的各构成成本进行区间数转化和计算，得到各方案的综合成本区间。优选时采用两两比较法，如方案1和方案2的综合成本区间为：
其中，α、分别为方案1综合成本区间的上、下限值；β、分别为方案2综合成本区间的上、下限值。
两方案间的优劣比较采用基于度的排序方法，采用下式计算优先选用的可能度。
其中，为方案1综合成本大于方案2的可能度。当时，优先选择综合成本低的方案2。
应用例
图1所示是某地区110kV电压等级的部分电网。根据该地区负荷增长的要求，需要新建变电站D。经技术、环保、社会等角度分析，提出两种可行的变电站选址和接入电网方案，即方案1和方案2。方案1为新增变电站D靠近线路1，拟从线路1小开口方式接入，EF的距离可以忽略不计，即对原线路1的长度不发生明显影响；方案2为新建变电站D虽与线路2较近，但依然有不少距离，考虑到城市规划中的相关建设用地，需要用大开口方式接入，即需要对线路2截去部分长度。若按照投资成本最少进行选择，方案1会由于新增线路短，投资成本少而胜出。若按照基于综合成本模型的电网规划方案经济优选方法，则流程如下：
线路1投运于2003年6月，全长20.2km，线路2投运于1991年2月，全长36.1km。新建变电站D在两方案中的容量相同，建设、运维成本相近，因此作为“同等发生费用”不需进行比较。原变电站A、B、C和线路1基本不变也可以不必进行比较。因此，需要比较的设备有方案1、2中的新建线路DE、DF和方案1中的未拆除线路E’F’。
方案1预计第一个规划年的4月份投运。方案2预计第一个规划年的10月份投运。表1为相关经济参数的区间范围。线路役龄阀值X设为20年，规划目标年限设为25年。
表1 相关经济参数区间
成本及相关经济参数区间 数值
输电线路单位长度造价cl(万元/公里) [60,65]
输电线路报废单位长度收益dl(万元/公里) [5,7.5]
输电线路单位长度运行费用co.l(万元/公里·年) [0.8,1]
一般故障平均维修和故障成本和cm.l.1+cf.l.1(万元/次) [10,12]
较大故障平均维修和故障成本和cm.l.2+cf.l.2(万元/次) [120,130]
严重故障平均维修和故障成本和cm.l.3+cf.l.3(万元/次) [400,430]
社会贴现率r [4.5％,5％]
残值百分比q [10％,15％]
对原输电线路1、2进行经济寿命区间预测，得到线路1的剩余经济寿命区间为[15,17]年，线路2的剩余经济寿命区间为[7,9]年，因此这两条输电线路在新方案中的旧线部分将分别在第16年和第8年重建。
对方案1和方案2中新建和未拆除线路的故障率区间进行预测，部分预测结果(已考虑线路长度的前5年)如表2和表3所示。
表2 方案1前5年线路故障率区间
表3 方案2前5年线路故障率区间
根据步骤2-步骤8，可计算得到规划目标年限期末综合成本的各构成成本结果，为了解综合成本的变化过程，还列出了5年末、10年末的综合成本，分别如表4～表6所示：
表4 5年末各成本区间(万元)
总建设成本 总运行成本 总维修故障成本 折旧后现值收益
方案1 [598，664] [82,104] [295,361] [-621,-523]
方案2 [953,1098] [64,81] [121,148] [-914,-811]
表5 10年末各成本区间(万元)
总建设成本 总运行成本 总维修故障成本 折旧后现值收益
方案1 [1319,1509] [185,238] [600,746] [-1142,-1006]
方案2 [1188,1401] [144,185] [278,345] [-852,-718]
表6 规划目标年限末年(25年)各成本区间(万元)
总建设成本 总运行成本 总维修故障成本 折旧后现值收益
方案1 [2552,3136] [671,902] [1906,2489] [-678,-442]
方案2 [2299,2912] [522,701] [1212,1570] [-462,-252]
由表4和表5可得，5年末时，方案1的综合成本区间为[354,606]万元，方案2的综合成本区间为[224,516]万元，根据区间数运算法则，方案2优于方案1的可能度为0.8217；10年末时，方案1的综合成本区间为[962,1487]万元，方案2的综合成本区间为[758,1213]万元，方案2优于方案1的可能度为0.8681。10年末方案2的优势较5年末略有上升，原因是方案1在第8年需增加重建E’F’的建设成本。由表6可得，25年末时，方案1的综合成本区间为[4451,6085]万元，方案2的综合成本区间为[3571,4931]万元，方案2优于方案1的可能度为0.9482，方案2的优势又有提升。综上，随着运行时间的增长，方案2较方案1的优势将会越来越明显。因此，根据综合成本模型计算结果，优先选择方案2。
由此可见，本发明不仅可以实现规划目标年限期末方案的经济性优选，还可以了解过程年中综合成本的变化过程，为决策者提供更多细节。此外，与区间法结合，可以更准确描述方案优选的可能性。

Claims (2)

1.一种基于综合成本模型的电网规划方案优选方法，其特征在于，
首先，根据电网规划方案中的原电网拓扑图，对电网原有设备进行经济寿命评估，以便确定在规划期内旧设备是否需要更新以及何时更新，所述的原有设备包括变电站和输电线路；
然后，建立电网规划方案综合成本模型，给出各构成成本的计算方式；
最后，将区间分析法引入到电网规划方案综合成本模型中，分别计算各方案的综合成本区间，并进行方案间的比较和选择；
该方法的具体步骤是：
步骤1)，对规划方案中电网原有设备进行经济寿命评估，确定规划期内哪些设备需要更新，分别在哪年进行更新；
分析电网设备的寿命数据，建立影响故障率的因素集、指标集，以及评语集和对应的评分集；分别采用基于三角形隶属函数的模糊分布法和基于专家的模糊统计试验法，计算设备的定量和定性指标隶属度，从而得到因素集的模糊隶属矩阵；同时采用层次分析法中的“9分度法”确定指标权重，从而得到因素集各指标权重向量；把因素集的模糊隶属矩阵和各指标权重向量经过合成运算后，计算模糊综合评估向量；依照最大隶属度原则，把模糊评估向量转化为因素集评分；
运用最小二乘支持向量机，通过样本训练建立因素集评分与设备故障率间的映射关系，从而输入待预测电网设备的因素集评分，即可获得该设备在未来规划年内的故障率区间；根据故障率预测结果计算设备在未来不同运行年限退役时的全寿命周期成本和年平均费用；以年平均费用最低为依据，计算设备的经济寿命区间；
若计算得到电网原有设备的经济寿命区间在规划年限内，则在经济寿命区间内进行更新；
步骤2)，以目标规划年限为边界，计算规划年限内每个方案的综合成本；综合成本模型为：
<mrow> <mi>Z</mi> <mi>C</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>IC</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>OC</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>MC</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>FC</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>r</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>i</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <mo>+</mo> <mi>P</mi> <mi>C</mi> </mrow>
其中，N为目标规划年限；i为计算年变量，取值范围为1到N；r为考虑资金时间价值的折现率；ICi、OCi、MCi、FCi分别为第i年该方案的建设成本、运行成本、检修成本和故障成本；PC为规划期末，即第N年该方案经折旧后的现值收益；
步骤3)，建设成本包括方案实施年投入的一次性建设成本和保证方案持续满足规划目标，在规划期内更新设备所需投入的建设成本；若在规划期内某些设备考虑经济性需要重建或新建，则把该部分投资成本计入建设成本，同时更新后的设备将在规划期末保持较高的现值；因此，建设成本考虑了规划期内不同役龄设备到达经济寿命时的更新成本；建设成本的模型为：
ICi＝CCi-ECi
<mrow> <msub> <mi>CC</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>m</mi> <mi>i</mi> </msub> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>c</mi> <mi>l</mi> </msub> <msub> <mi>l</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mi>t</mi> </msub> <msub> <mi>s</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
<mrow> <msub> <mi>EC</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>d</mi> <mi>l</mi> </msub> <msub> <mi>l</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </msub> <msub> <mi>s</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，CCi为第i年总支出，主要为新建成本；ECi为第i年总收入，主要为报废收益；mi为第i年需新建的设备数量，ui为第i年需报废的设备数量；j、k为局部变量；cl和ct分别为单位长度线路和单位容量变电站的建设成本；dl和dt分别为报废单位长度线路和单位容量变电站可获得的收益；lj、lk分别为第j条新建、第k条拆除线路的长度；sj、sk分别为第j个新建、第k个拆除变电站的容量；对于第j或第k个设备，只能是变电站或输电线路两者中的一种；
步骤4)，运行成本按照运行单位的经验成本数据，结合变电站的容量或输电线路的长度进行计算，计算公式为：
<mrow> <msub> <mi>OC</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>m</mi> <mi>i</mi> </msub> </munderover> <msub> <mi>k</mi> <mi>j</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mo>.</mo> <mi>l</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>l</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mo>.</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>s</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>i</mi> </msub> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mo>.</mo> <mi>l</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>l</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mo>.</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>s</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
<mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mi>i</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msub> <mi>m</mi> <mi>k</mi> </msub> </mrow>
其中，kj为第i年新建的第j个设备在当年投运的时间系数；co.l和co.t分别为单位长度线路和单位容量变电站的年度运行成本，由运行单位根据经验或统计信息给出；ni为在规划期内第i年之前建设的设备；
步骤5)，检修成本与故障成本的计算方法采用平均检修成本与平均故障成本经验数据，结合设备的故障率进行计算；对于新旧混合输电线路，将分别计算各自单位长度的故障率区间；因此，检修成本与故障成本的计算公式为：
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>MC</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>m</mi> <mi>i</mi> </msub> </munderover> <msub> <mi>k</mi> <mi>j</mi> </msub> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>p</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mn>3</mn> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>.</mo> <mi>l</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>.</mo> <mi>j</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>l</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>.</mo> <mi>t</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>.</mo> <mi>j</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>+</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>i</mi> </msub> </munderover> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>p</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mn>3</mn> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>.</mo> <mi>l</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>.</mo> <mi>j</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>l</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>.</mo> <mi>t</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>.</mo> <mi>j</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>FC</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>m</mi> <mi>i</mi> </msub> </munderover> <msub> <mi>k</mi> <mi>j</mi> </msub> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>p</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mn>3</mn> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mo>.</mo> <mi>l</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>.</mo> <mi>j</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>l</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mo>.</mo> <mi>t</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>.</mo> <mi>j</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>+</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>i</mi> </msub> </munderover> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>p</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mn>3</mn> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mo>.</mo> <mi>l</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>.</mo> <mi>j</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>l</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mo>.</mo> <mi>t</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>.</mo> <mi>j</mi> <mo>.</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
其中，下标p＝1，2，3分别表示一般故障、较大故障和严重故障；λi.j.p为第j个设备在第i年的p类型故障的故障率，变电站故障率的单位为次/年，输电线路故障率的单位为次/年·百公里；cm.l.p和cf.l.p分别为线路p类型故障的平均维修成本和平均故障成本；cm.t.p和cf.t.p分别为变电站p类型故障的平均维修成本和平均故障成本；
步骤6)，现值计算的范围是建设成本中涉及到的所有设备；现值计算方法是考虑设备折旧后的价值；由于规划期内新建设备的年份不同，因此需要分别计算；具体为：设备役龄超过一定数值X后，直接采用设备残值；否则，采用建设成本扣除残值后的直线折旧方法；因此设备的现值计算公式为：
<mrow> <mi>P</mi> <mi>C</mi> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>CC</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>r</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>i</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <mo>&amp;times;</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>q</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mfrac> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>i</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>X</mi> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>,</mo> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>i</mi> <mo>&lt;</mo> <mi>X</mi> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mi>q</mi> <mo>&amp;times;</mo> <msub> <mi>CC</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>r</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>i</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <mo>,</mo> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>i</mi> <mo>&amp;GreaterEqual;</mo> <mi>X</mi> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
其中，q为设备的残值百分比，则1-q为可折旧的百分比；X为役龄阀值，超过该阈值，设备的现值视为残值；
步骤7)，引入区间分析法，将综合成本模型中的各构成成本进行区间数转化和计算，得到各方案的综合成本区间；优选时采用两两比较法，如方案1和方案2的综合成本区间为：
<mrow> <msub> <mover> <mrow> <mi>Z</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mo>~</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> <mo>,</mo> <mover> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow>
<mrow> <msub> <mover> <mrow> <mi>Z</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mo>~</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <munder> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> <mo>,</mo> <mover> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow>
其中，α、分别为方案1综合成本区间的上、下限值；β、分别为方案2综合成本区间的上、下限值；
两方案间的优劣比较采用基于度的排序方法，采用下式计算优先选用的可能度；
<mrow> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <msub> <mover> <mrow> <mi>Z</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mo>~</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> <mo>&gt;</mo> <msub> <mover> <mrow> <mi>Z</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mo>~</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> <mo>&amp;GreaterEqual;</mo> <mover> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mfrac> <mrow> <mover> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <mover> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> </mrow> <mrow> <mover> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </mfrac> <mfrac> <mrow> <mover> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <munder> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> </mrow> <mrow> <mover> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> <mo>&lt;</mo> <munder> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> <mo>&lt;</mo> <mover> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>&amp;le;</mo> <mover> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mfrac> <mrow> <mover> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <mover> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> </mrow> <mrow> <mover> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <mover> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> </mrow> <mrow> <mover> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> </mrow> </mfrac> <mfrac> <mrow> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> <mo>-</mo> <munder> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> </mrow> <mrow> <mover> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <munder> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </mfrac> <mfrac> <mrow> <mover> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> </mrow> <mrow> <mover> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> </mrow> </mfrac> <mfrac> <mrow> <mover> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> </mrow> <mrow> <mover> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>-</mo> <munder> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <munder> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> <mo>&lt;</mo> <munder> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </munder> <mo>&lt;</mo> <mover> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>&amp;le;</mo> <mover> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
其中，为方案1综合成本大于方案2的可能度；当时，优先选择综合成本低的方案2。
2.根据权利要求1所述的电网规划方案优选方法，其特征在于，步骤1)电网设备故障率预测具体是：由于电网设备的故障率与役龄以及运行环境、质量状况等因素集的函数关系不明确，以及训练样本获得较为困难，因此选择适合复杂非线性函数关系拟合和适用于小样本训练的最小二乘支持向量机算法，采用径向对称的高斯函数作为核函数；
在梳理样本时，需要考虑变电站或输电线路的电压等级，并根据故障严重程度分为一般故障、较大故障、严重故障三种类型，分别统计三类故障率；
所述的一般故障是指变电站或输电线路缺陷、设备异常，需要消缺或小修，需另安排时间检修或无需停电检修；
所述的较大故障是指变电站或输电线路故障停运，需要更换设备或大修，但未酿成事故；
所述的严重故障是指变电站或输电线路故障停运，并造成电网事故；
利用役龄以及运行环境、质量状况的因素集评分相同的电网设备的历史数据，分别统计出三类故障率作为一个训练样本；当积累一定数量的训练样本后，利用P组样本做训练，Q组样本做验算进行故障率预测，并进行误差分析，误差计算公式如下：
<mrow> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>Q</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>Q</mi> </munderover> <mfrac> <mrow> <mo>|</mo> <msubsup> <mi>y</mi> <mi>j</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> </mrow> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>y</mi> <mi>j</mi> <mrow> <mi>p</mi> <mi>r</mi> <mi>e</mi> </mrow> </msubsup> <mo>|</mo> </mrow> <msubsup> <mi>y</mi> <mi>j</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> </mrow> </msubsup> </mfrac> </mrow>
其中，和分别为用作验算的第j组样本故障率实际统计值和预测值，ε为误差平均值；
当输入待评估设备不同役龄和其他历史因素集评分时，可获得不同役龄时的三类故障率，为减少算法误差的影响，将故障率进行区间化：
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其中，分别为第i年第j个设备p类型故障的故障率的下限和上限，λi.j.p为由最小二乘支持向量机算法输出的第i年第j个设备p类型故障的故障率预测值。
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