隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，工業、商業和居民使用者對電力的需求量越來越大。為滿足電能的需求，電力工業只有不斷的擴大建設電力系統的規模。電力系統規模的擴大伴隨著電網規模的擴大，大電網互聯是我國電力發展的趨勢。
電網起到傳輸電能的作用，在電力系統中占有舉足輕重的地位。正確、合理的電網規劃可以實現經濟可靠的輸送電能，電網規劃方案的優劣直接影響電力系統執行的經濟性和安全性，甚至影響人民日常生活和國家經濟發展。歷史上由於電網結構不合理而誘發電力系統安全穩定性破壞導致長時間、大面積停電事故很多。
例如2023年美國的「8.14」大停電，造成了巨大的經濟損失和社會影響，原因是輸電網路是美國電力工業中最薄弱的環節。
長期以來，我國重視發電廠輕視電網，電網投資不足等因數造成了電網也是薄弱環節，同時能源產地越來越遠離負荷中心，可再生能源等間隙電源與分布式電源的發展，加之資訊化與工業化的融合，都要求在「十二五」規劃中要繼續加大電網的投入。「西電東送」的發展戰略，對於加快西部經濟發展，電力開發以及促進全國聯網建設都起到積極地促進作用，取得了巨大的經濟，社會、環境效益。在「十二五」規劃中，要進一步在「西電東送」戰略基礎上增加「北電南送」的戰略內容，這樣對於我國電力與電網發展都有重要意義，電網規劃承載著極其重要的使命。
電網規劃的基本原則是在保證電能安全可靠的輸送到負荷中心的前提下，使電網的建設和執行費用最小[2]。這裡可靠性包括：系統正常執行要求和系統安全執行要求。
系統正常執行要求是在電力系統裝置完好的情況下，使線路輸送功率、發電機出力、系統電壓水平等在給定的允許範圍之內。系統安全執行要求是負荷波動或某些線路故障的情況下，仍能滿足安全可靠的供電。
電網規劃根據網路電壓等級的不同，分為輸電網規劃和配電網規劃。輸電網是主網，它連線著電源側和配電側，起到承上啟下的作用。輸電網規劃結果的優劣直接影響到配電網的工作以及負荷使用者的利益，甚至影響到整個電網的供電可靠性和供電質量。
因此，深入研究輸電網規劃對社會穩定和國民經濟都具有重要意義[3]。1.2.
1 輸電網規劃模型研究現狀
輸電網規劃模型的建立是開展輸電網規劃的決策依據和指導思想，不同型別的輸電網規劃模型可得到不同要求的輸電網規劃方案。一般將輸電網規劃模型轉化為運籌學中的數學模型來處理，這樣的數學模型主要包括變數、目標函式和約束條件三個要素，描述如下：
(1)變數。變數有狀態變數和決策變數兩類。狀態變數表示電力系統的執行狀態，如節點電壓、線路潮流、發電機出力、負荷大小等，它一般是實數型變數；決策變數表示待架線路是否選中加入網路，決定了網路擴建的拓撲結構，它一般是整數型變數。
(2)目標函式。目標函式是狀態變數和決策變數的函式，它用數字的大小表達規劃方案的優劣，一般包括輸電網線路建設費用和執行費用。
(3)約束條件。約束條件是對狀態變數和決策變數的約束，使它們各自滿足上下界或制約關係等。不同的約束條件影響著最優規劃方案的形成，在大多數輸電網規劃模型中只考慮線路的過負荷和潮流約束條件，沒有考慮節點電壓、系統穩定、可靠性指標等約束。
輸電網規劃模型大致可以分為以下幾類：
(1)單目標規劃模型與多目標規劃模型
根據規劃模型目標函式個數的不同，輸電網規劃模型可以分為單目標規劃
模型和多目標規劃模型。只有乙個目標函式的為單目標規劃模型，兩個以上的目標函式為多目標規劃模型。長期以來，單目標規劃模型一直以經濟性為主，經濟性方面一般包括輸電線路的建設費用和執行費用。
隨著電力市場的發展和人們對電網輸電可靠性要求越來越高，輸電網規劃不僅僅要考慮經濟性，還要考慮電網輸電的可靠性水平，使使用者和電力工業都得到最大利益。單目標規劃模型適用於規劃單一性的目標函式，比如只考慮輸電網建設的經濟性或可靠性。而多目標規劃模型可以很好的兼顧經濟性和可靠性，它將相關的目標函式單項列出，作為子目標函式考慮，這樣既單獨又統一的分析了經濟性和可靠性，目的是使規劃方案在經濟性和可靠性方面尋求最優的平衡點。
文獻[4]是以輸電線路的建設費用為目標的單目標規劃模型，此模型簡化了輸電網規劃的複雜性，簡單清晰地得出規劃方案。由於在輸電網的擴建中，線路的建設費用比其它的費用大得多，所以省略了其它費用。文獻[5]是以發電機出力和負荷量為目標的單目標規劃模型，。
目標函式是總發電量和總負荷之和，發電量和負荷最大化給發電公司和配電公司都帶來很好的經濟效益。文獻[6]採用了最小運輸費用的單目標規劃模型，經濟合理的傳輸電能。文獻[7]是以阻塞管理和剩餘容量為目標的單目標規劃模型，此模型不僅消除了輸電網傳輸電能的阻塞問題，還提高了線路利用率，增加網路在負荷變化時的靈活性。
文獻[8]同時考慮經濟性和可靠性的多目標規劃模型，此模型的第乙個目標函式是線路建設費用和切負荷的罰函式，第二個目標函式是系統的切負荷量，兩個目標函式的決策變數相互制約，相互影響，使規劃方案在高可靠性方面經濟性最優。文獻[9]同時考慮線路建設費用、負載率水平和切負荷量的多目標規劃模型，此模型目的在最少輸電線投資下，優化網路負載率分布，減少電力系統的負荷損失，提高電網對發電機出力和負荷變化的適應性能力。
(2)靜態規劃模型和動態規劃模型
輸電網規劃不僅要解決在何處投建何種型別的輸電線路，還要考慮何時投入。根據是否考慮時段因素，輸電網規劃模型分為靜態規劃模型和動態規劃模型。靜態規劃模型也是單階段規劃模型，只是規劃最終水平年的最佳網路結構方案，而動態規劃模型也是多階段規劃模型還要考慮各階段之間的過渡情況，前一階段的規劃結果對後一階段的規劃有影響，每一階段的擴充套件方案既要考慮本階段的要求還要考慮整個規劃期的要求。
動態規劃根據規劃期的長短可以劃分為短期規劃(一般為1~5年)、中長期規劃(一般為5~15年)、遠景規劃(一般為15~30年)。動態規劃一般比靜態規劃的時期長，它詳細的規劃出每個階段在何處投建何種型別的輸電線路。文獻[10]的目標函式是在整個規劃期內的輸電網建設投資費用和執行費用的貼現值之和最小。
文獻[11]採用系統阻塞指標構造雙邊交易模式下多階段輸電網規劃的框架，以整個規劃期內的輸電網建設投資費用和執行指標的貼現值之和最小為目標函式，系統阻塞指標通過輸電線路擴建而降低，不同的規劃階段，系統阻塞指標隨著網路結構和引數的變化而波動，整體最優的規劃方案就是協調各個階段保證網路經濟可靠的執行。文獻[12]構造了適用於電力市場環境下基於機會約束規劃的多階段輸電網規劃，仍以整個規劃期的輸電網建設投資費用和執行費用的貼現值之和最小為目標函式。該模型通過對約束條件的適當放寬，允許規劃方案在某些小概率的特殊情況下過負荷，描述了電力市場環境下不確定因素帶來的風險，包括投資風險和安全風險。
文獻[13]採用輸電網建設費用為目標函式的靜態規劃和動態規劃兩種模型，在國外的多階段輸電網規劃模型中大部分只以建設費用為目標，這樣計算簡單，規劃清晰。
(3)確定型規劃模型和不確定型規劃模型
隨著電力市場的改革和發展，輸電網規劃面臨越來越多不確定因素的影響，主要包括電源規劃、負荷**、國家政策變化、社會經濟發展等。根據是否考慮不確定性因素，輸電網規劃模型分為不確定型規劃模型和確定型規劃模型。對於不確定性因素的處理方法一般分為兩類：
一類是基於多場景技術的輸電網規劃，主要是將不確定性因素根據實際情況和執行的經驗多種情況**，並組成各種未來場景，也就是將不確定性因素轉化為確定性因素，然後進行傳統規劃得出方案；另一類是基於不確定性理論的輸電網規劃，運用數學上的不確定性理論建模並計算[14]。文獻[15]是考慮多場景技術的輸電網規劃，它綜合考慮了未來可能出現得各種場景，力求找到一種規劃方案可以滿足未來各個場景中的電源和負荷需求，並且要求每個場景下的期望悔值之和最小。這樣的規劃方案是以經濟性為代價來提高對未來的適應性和魯棒性，如果未來場景數量過多，導致投資費用增加，從而不滿足規劃方案的經濟性。
文獻[16]採用聯絡數模型的聯絡數規劃，聯絡數表示節點的負荷和發電機出力以及各種關係，構造一種包含確定性和不確定性因素的模型，這種模型具有很好的經濟性、可靠性和靈活性，但運算複雜。文獻[17]採用集對分析理論的規劃模型，將集對分析理論應用到輸電網規劃中，通過聯絡度把系統中的確定性資訊和不確定性資訊統一描述。此模型綜合考慮了輸電網建設的經濟性和可靠性，使規劃方案整體效益最優。
對於輸電網規劃中不確定性因素，直接將數學領域中的不確定理論直接建模的方法具有理論嚴密，描述精確。
1.2.2 輸電網規劃方法研究現狀
輸電網規劃是乙個變數數很多、約束條件複雜的優化問題，其求解方法隨著計算機的應用及發展，系統工程、運籌學領域的成果和智慧型技術的發展而發展，輸電網規劃方法的發展大致分為三個階段描述：
(1) 啟發式方法階段
啟發式方法是以直觀分析為依據，常採用基於電力系統某一效能指針對可行路徑上一些線路引數的靈敏度，根據一定原則，逐步迭代直到滿足要求為止。
在啟發式方法階段，靈敏度分析法是在電力系統規劃決策及執行控制中常用的方法，它主要是通過分析某項執行指標與決策和控制變數的關係來確定該變數對系統的影響，從而進一步提出改善該項執行指標的措施。基於靈敏度分析法的思想，出現了逐步擴充套件法和逐步倒推法。文獻[2]採用了逐步倒推法求解18節點系統，該方法的策略為首先根據水平年的原始資料構成乙個虛擬網路，該網路一般連通、冗餘度高但不經濟，然後進行潮流分析，逐步去掉有效性低的線路，直到網路沒有冗餘線路為止。
它簡單方便的處理孤立節點問題，對現有網路模擬比較精確，計算簡單，但沒有真實反映線路的投資關係，影響規劃方案的質量。
啟發式方法的優點是直觀、靈活、計算簡便，便於人工參與決策；缺點是難以正確反映輸電網規劃問題中的效能指標，無法在理論上保證規劃方案的最優性。
(2) 數學優化方法階段
數學優化方法就是將輸電網規劃的要求約束歸納為運籌學中的數學模型，然後運用規劃演算法對其求解，得出最優規劃方案。目前數學規劃方法包括：線性規劃方法、非線性規劃方法、整數規劃方法、混合整數規劃方法、分支定界方法、動態規劃方法、模糊規劃方法等。
輸電網規劃由於目標函式和約束條件為非線性，其實質是非線性規劃，運用非線性規劃方法提高了規劃結果的精度，避免了線性規劃方法簡化系統大量的非線性而造成的誤差，非線性規劃方法不僅可以求得全域性最優解，還可以求得區域性最優解。文獻[18]採用了非線性規劃方法求解輸電網規劃問題，並取得了很好的結果。分支定界方法只需要檢查滿足約束條件的整數組合的一部分就能得出最優的整數組合。
在求解較大型的整數規劃時，還可以與啟發式方法配合，以經驗捨去一些可能組合，提高計算速度。文獻[4]採用了分支定界方法求解輸電網規劃問題，也取得了很好的結果。
數學規劃方法運用了運籌學中的知識，考慮了各個變數之間的關係和影響，在理論上比較嚴密，但適用於小型的輸電網規劃，原因是電力系統規模越來越大，輸電網規劃變數和約束條件成倍增加，出現了「維數災，組合**」的問題，面對此種情況，用數學規劃方法求解存在很大的困難。智慧型優化演算法的出現解決了大型輸電網規劃的難題。
(3) 智慧型優化方法階段
傳統的數學規劃方法只適應於解決小規模的輸電網規劃問題，無法解決節點多的複雜輸電網規劃問題。近些年，隨著人工智慧學的快速發展，國內外學者提出了一些新的方法：將專家知識和規劃人員經驗相結合並進行知識推理的專家系統，通過模擬金屬退火過程溫度變化的模擬退火演算法，根據模糊數學規則進行優化求解的模糊演算法，模擬自然界「物競天擇，適者生存」規律的遺傳進化演算法，模擬自然界植物生長的模擬植物生長演算法，模仿螞蟻尋求最優捕食路徑的蟻群演算法，通過記憶與反饋來進行最優搜尋的粒子群演算法，此外還有人工魚群演算法，混沌優化演算法等。
這些智慧型演算法各有優缺點，常採用智慧型演算法之間的結合或智慧型演算法與數學優化方法的配合來彌補演算法的缺點。
遺傳演算法(ga)的優化機制源於自然遺傳學，實質是將優勝劣汰，適者生存的原理抽象出來，通過計算機編碼技術將實際的優化問題編碼為符號串(染色體)，符號通常選為0和1，然後通過染色體的生殖、交叉、變異等遺傳操作直到出現最優染色體即實際問題的最優解。它所求解的問題可以是非線性和不連續的，並且在可行域中尋找最優解，避免了區域性最優解的問題。文獻[19]首次將遺傳演算法應用於輸電網規劃中，通過算例的驗證不僅可行而且還有很好的效果，給出最優規劃方案的同時還列出了幾個次優方案供規劃人員參考，最後還提出了對遺傳演算法的一些改進，加快演算法的收斂性。
文獻[20]採用遺傳演算法與禁忌搜尋演算法混合，提高遺傳演算法的效能。遺傳演算法的優點是將輸電網規劃中複雜的優化變數轉化為計算機的0-1變數，不需要模型連續、可導、線性的要求，簡單清晰地做出規劃方案；缺點是初始引數選取不適當時，優化搜尋可能陷入區域性極值，並且計算速度有待提高。
2019版高壓輸電網路規劃設計
畢業設計 高壓輸電網路規劃設計 原始資料 一 設計題目 高壓輸電網路規劃設計 二 設計的主要原始資料 隨著經濟的發展，邯鄲市擬在新興開發區建設乙 丙 丁三座變電所，同時建設水電廠w，如圖1所示。1 已有系統 發電廠總容量1000mw，平均功率因數 0.84，平均廠用電率3 最大機組容量100mw。負...
關於頒發《輸電網安全性評價》 試行
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附件 江西電網 第三輪輸電網安全性評價工作方案 為建設堅強的江西電網，消除網架結構中的安全隱患，依據國家電網公司安全性評價工作管理要求和輸電網安全性評價標準，按照華中電網 的統一部署，結合江西電網實際，公司決定開展江西電網第三輪輸電網安全性評價工作，特制訂工作方案如下，請各相關單位和部門認真組織實施...