風(fēng)險(xiǎn)約束下智能電網(wǎng)主動(dòng)自愈策略構(gòu)建的基礎(chǔ)性研究

自愈是未來智能電網(wǎng)的核心特征。本項(xiàng)目系統(tǒng)化地研究了電網(wǎng)自愈的基礎(chǔ)理論，提出基于風(fēng)險(xiǎn)約束的電網(wǎng)主動(dòng)自愈方法論。研究成果覆蓋主動(dòng)自愈的全過程，包括：適于自愈的信息獲取和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，脆弱性的主動(dòng)消除策略、故障的被動(dòng)的故障恢復(fù)策略以及實(shí)現(xiàn)主動(dòng)自愈策略的核心算法。取得了以下的研究成果： 提出了適用于自愈電網(wǎng)的系統(tǒng)的信息獲取和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法。首先，建立了互聯(lián)輸電系統(tǒng)在擾動(dòng)后動(dòng)態(tài)狀態(tài)識(shí)別和估計(jì)的方法；第二，提出了輸電系統(tǒng)在持續(xù)序貫擾動(dòng)下的靈活域刻畫和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的定量評(píng)估策略；第三，提出基于自組織臨界理論的輸電系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)測(cè)度和脆弱環(huán)節(jié)識(shí)別策略；第四，建立了基于系統(tǒng)最大安全運(yùn)行時(shí)間的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估測(cè)度方法。 提出了系統(tǒng)脆弱性的消除策略，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)自愈。首先，提出了考慮極端運(yùn)行環(huán)境條件的輸電網(wǎng)檢修策略，消除潛在的脆弱性；第二，提出考慮極端天氣條件下的輸電網(wǎng)主動(dòng)序貫調(diào)整策略，減小潛在損失；第三，提出了考慮信息系統(tǒng)脆弱性的主動(dòng)防御策略；第四，提出微電網(wǎng)脆弱性主動(dòng)消除策略，減小潛在損失。 提出了系統(tǒng)化的恢復(fù)策略，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的被動(dòng)自愈。首先，提出了考慮冷負(fù)荷、負(fù)荷分塊特性、系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性和發(fā)電機(jī)爬坡特性的輸電系統(tǒng)恢復(fù)策略；第二，提出了基于開關(guān)模型和原件的可用性的輸電網(wǎng)恢復(fù)策略構(gòu)建；第三，提出了配電系統(tǒng)中聯(lián)合移動(dòng)發(fā)電設(shè)備的故障后恢復(fù)策略。 構(gòu)建自愈策略的高效計(jì)算技術(shù)。首先提出了基于矢量化技術(shù)的含序貫約束的自愈策略高效求解方法；第二，提出了基于潮流方程幾何特征的高效自愈策略求解方法；第三，建立了基于CPU-GPU混合的自愈策略驗(yàn)證平臺(tái)。 基于理論研究成果，開發(fā)了電力系統(tǒng)自愈決策支持系統(tǒng)-System Restoration Navigator，由美國(guó)電力科學(xué)研究院在北美大規(guī)模推廣應(yīng)用。依托本項(xiàng)目培養(yǎng)博士生4名，博士后兩名，發(fā)表論文27篇，其中SCI檢索12篇。出版英文專著一本。 本項(xiàng)目的成果為自愈電網(wǎng)的構(gòu)建提供理論基礎(chǔ)、分析方法和實(shí)現(xiàn)手段，并最終可望使自愈電網(wǎng)的夢(mèng)想逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

自愈是未來智能電網(wǎng)的核心特征。本項(xiàng)目將系統(tǒng)化地研究電網(wǎng)自愈的基礎(chǔ)理論，提出基于風(fēng)險(xiǎn)約束的電網(wǎng)主動(dòng)自愈方法論，主要目標(biāo)包括：提出一致性的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)測(cè)度和信息獲取機(jī)制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和脆弱性評(píng)估，為啟動(dòng)主動(dòng)自愈并監(jiān)控自愈過程提供依據(jù)；提出基于風(fēng)險(xiǎn)約束的主動(dòng)自愈策略構(gòu)建的一般性理論，以自愈過程總體風(fēng)險(xiǎn)為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)顯性故障的自愈和潛在脆弱性的消除；提出和改進(jìn)一系列高效的隨機(jī)分析方法，實(shí)現(xiàn)包含可再生能源和負(fù)荷響應(yīng)等未來智能電網(wǎng)本質(zhì)特征的系統(tǒng)自愈策略構(gòu)建，核心技術(shù)包括隨機(jī)場(chǎng)景消減，馬爾科夫模擬，隨機(jī)點(diǎn)估計(jì)等；構(gòu)造CPU和GPU結(jié)合的高效計(jì)算平臺(tái)，將自愈策略構(gòu)建的計(jì)算需求合理的分配到CPU和GPU中，實(shí)現(xiàn)軟硬件結(jié)合的高性能計(jì)算；在標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際系統(tǒng)中完成提出理論和技術(shù)的測(cè)試。.本課題基于申請(qǐng)人以往大量的國(guó)際、國(guó)內(nèi)相關(guān)研究經(jīng)驗(yàn)，其成果將為自愈電網(wǎng)的構(gòu)建提供理論基礎(chǔ)、分析方法和實(shí)現(xiàn)手段。

按照研究計(jì)劃內(nèi)容，建立了能綜合考慮需求風(fēng)險(xiǎn)，價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)及違約風(fēng)險(xiǎn)的采購管理框架。用風(fēng)險(xiǎn)工具CVaR來度量多重不確定性因素下的采購風(fēng)險(xiǎn)，并建立能同時(shí)最大化期望利潤(rùn)與控制多重采購風(fēng)險(xiǎn)的單周期及多周期庫存模型與風(fēng)險(xiǎn)控制模型。分析供應(yīng)商的議價(jià)能力（生產(chǎn)能力，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)等）如何影響組合采購模型的選擇及應(yīng)用，組合采購策略下的供應(yīng)商的應(yīng)對(duì)策略與優(yōu)化決策研究，以及組合采購策略下的供應(yīng)商與制造商的協(xié)調(diào)問題。具體地，對(duì)產(chǎn)能限制條件下與無產(chǎn)能限制條件下的供應(yīng)商的決策問題及供應(yīng)商，制造商之間的協(xié)調(diào)決策問題進(jìn)行了建模與分析。 項(xiàng)目相關(guān)研究成果具體包括以下幾個(gè)方面：首先研究了基于風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避與約束的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)與優(yōu)化決策問題。首先分析了風(fēng)險(xiǎn)中性的供應(yīng)商與風(fēng)險(xiǎn)厭惡的制造商組成動(dòng)態(tài)Stackelberg博弈的采購決策問題，能夠得到制造商通過長(zhǎng)期契約，期權(quán)契約與現(xiàn)貨市場(chǎng)訂購的最優(yōu)訂貨決策與供應(yīng)商的最優(yōu)生產(chǎn)決策。最優(yōu)解的存在證明了組合采購方法的合理性及實(shí)用性范圍。研究成果與均衡解可以幫助市場(chǎng)環(huán)境不確定下的決策者在考慮下溢風(fēng)險(xiǎn)的情況下，如何優(yōu)化定價(jià)，訂貨與生產(chǎn)決策。在此基礎(chǔ)上，考慮到混合渠道在實(shí)踐中的普遍性與渠道風(fēng)險(xiǎn)，本項(xiàng)目組成員亦研究了制造商主導(dǎo)下帶有風(fēng)險(xiǎn)約束的混合渠道供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題, 在需求不確定性情況下，基于方差風(fēng)險(xiǎn)度量準(zhǔn)則將風(fēng)險(xiǎn)約束引入混合渠道供應(yīng)鏈的優(yōu)化決策模型中，解決了當(dāng)企業(yè)決策者均為風(fēng)險(xiǎn)厭惡型的情況下的優(yōu)化決策問題。基于該Stackelberg博弈模型及其求解證明了收益共享契約可以有效協(xié)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)約束下的混合渠道供應(yīng)鏈。 其次，在契約協(xié)調(diào)優(yōu)化領(lǐng)域，本研究項(xiàng)目首先設(shè)計(jì)了基于期權(quán)契約, 長(zhǎng)期契約，及現(xiàn)貨市場(chǎng)的組合契約形式來協(xié)調(diào)針對(duì)制造企業(yè)面臨的需求，價(jià)格等不確定性市場(chǎng)情況下的供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)及優(yōu)化問題，通過各種價(jià)格，數(shù)量契約及其組合形式達(dá)到與上下游決策者間的協(xié)調(diào)。最后，考慮到本項(xiàng)目提出的供應(yīng)商與制造商協(xié)調(diào)管理與風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避框架模型具有通用性與可擴(kuò)展性，不同的企業(yè)在采購過程中可以根據(jù)自身采購策略設(shè)計(jì)不同的組合合同或采購方法。與此相關(guān)的契約設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)優(yōu)化方面的研究成果亦擴(kuò)展應(yīng)用到旅游服務(wù)供應(yīng)鏈及養(yǎng)老服務(wù)供應(yīng)鏈中以解決旅游及養(yǎng)老服務(wù)需求與供給的協(xié)調(diào)優(yōu)化及決策問題。 2100433B

本項(xiàng)目研究考慮行為因素的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略的決策問題，具有重要的理論意義和實(shí)際意義。通過三年來的本項(xiàng)目研究工作，取得了較為豐碩的研究成果，其主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：開展了項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略選擇的基礎(chǔ)性決策方法研究、提出了考慮多因素的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略的擇優(yōu)方法、提出了考慮決策者行為的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略決策方法、提出了基于多風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)性分析的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略決策方法。通過本項(xiàng)目的研究，較好地完成了預(yù)期制定的研究計(jì)劃，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。在本項(xiàng)目研究中，發(fā)表（含錄用）學(xué)術(shù)論文共28篇，其中在IJPM、COR、IS等國(guó)際重要學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文10篇（SSCI/SCI 檢索）。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人分別入選教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”和遼寧省百千萬人才工程“百人層次”，獲得遼寧省自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。本項(xiàng)目研究工作的完成，對(duì)進(jìn)一步發(fā)展和完善項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略決策理論與方法做出了一定貢獻(xiàn)。 2100433B

考慮行為因素的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略的決策模型研究是根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理研究發(fā)展動(dòng)態(tài)和管理科學(xué)實(shí)踐提煉出來的、具有前沿性和探索性的新課題，因?yàn)樗粌H具有大量的實(shí)際背景，而且對(duì)于實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略的最優(yōu)選擇具有理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容是：研究項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略決策分析的理論模型，提出考慮決策者行為的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略的決策模型構(gòu)建方法與模型求解算法以及仿真分析方法；進(jìn)一步地，研究具有復(fù)雜情形的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略的決策模型，并進(jìn)行若干方面的應(yīng)用研究。本項(xiàng)目的研究目的在于：將決策者行為因素引入項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略的決策分析中，建立一套考慮行為因素的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略擇優(yōu)的決策理論與方法，彌補(bǔ)目前針對(duì)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略的已有決策分析方法的局限和已有決策方法直接應(yīng)用于解決項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略擇優(yōu)問題的困難與不足。