本章归纳了三种常用的以负荷裕度表征的电压安全裕度指标以及结合这些指标的多目标最优潮流通用模型，对计及理想负荷裕度指标的优化问题模型进行了改进，通过将系统实际负荷裕度相对于理想负荷裕度的偏移量以二次罚函数形式引入目标函数，大大减少了问题模型的权重系数选取的困难，从而简化了问题的求解，使得相对于目标的偏离值越大，对电压安全裕度指标分量的惩罚度越重。在此基础上，提出了一种确定电力系统最优安全运行点的新方法。该方法跟踪系统负荷的增长过程，通过各种负荷条件下系统优化运行结果的纵向比较，确定系统的理想负荷运行点，从而能够为系统运行人员和市场参与者提供重要的安全、经济信息。通过仿真计算和分析，得到以下结论：
1）对于实际的电力系统优化运行分析，运行人员可根据系统网络结构分析、电压稳定分析以及以往运行经验，根据区域负荷的不同特点，确定一种比较合理的负荷增长方式，并基于此确定系统的理想负荷裕度指标。随着系统扩容、联网或负荷结构发生变化，对于同一系统，可以针对新的变化或研究的不同侧重点适当地修改已有的负荷增长方式和系统理想负荷裕度指标，使得优化运行结果提供的信息量具有现实意义。
2）系统发电成本分量与电压安全裕度指标分量的权重系数的选取是一个值得探讨的问题。由于两者的不同量纲，系统优化结果在很大程度上依赖于权重系数的选取，该权重系数决定了维持系统电压安全需要额外付出的经济代价的大小。电力市场环境下，该经济代价的评估与分摊将涉及各市场主体的经济利益。因此，权重系数取值的合理性与否将会影响市场运营的公平与公正，以及各市场主体参与维持系统电压安全的积极性。
3）该优化问题模型可用于估计系统的电压安全成本，从而为把系统最优运行的电压安全成本研究作为电力市场环境下一种新的最优潮流应用领域、而对其展开充分的研究和探讨奠定了基础。
4）本章确定系统最优安全运行点（也即系统理想负荷运行点）所遵循的思路，并不适合传统垂直一体化垄断经营的优化运行模式，即并非仅仅是为了在给定负荷条件及系统运行约束的前提下，确定当前运行时刻的最优安全运行解，而是针对某一具体的系统，致力于通过该理想负荷运行点的确定方法得到的优化结果，为电力市场运营机制下的各市场主体提供重要的安全、经济信息，从而引导电力市场的安全、有序、可持续竞争，并为系统现有设施的有效利用与系统投资扩容的合理计划安排提供参考依据。
计及理想负荷裕度指标的优化方法采用加权求和法处理多目标优化问题，通过权重系数把两个不同量纲、相互冲突的目标函数折衷成单目标函数。该方法的主要困难在于如何选取合适的权重系数。另外，在实际运行中，控制量的物理限制不允许越限，如变压器分接头的上、下限等；而运行限制如节点电压约束和线路潮流约束，一般其限值都保留了一定的裕度，因此，为了获得可行解，必要时可以允许其稍微越限。据此，可将优化问题的不等式约束分为“硬约束”和“软约束”（本书又称为可松弛约束）。由于考虑电压安全裕度的多目标最优潮流同时可以提供系统电压安全裕度的信息量，因此可允许适当松弛节点电压约束的系统优化运行。
为了解决以上两个问题，本书提出了理想负荷裕度范围的概念，并基于此建立了计及理想负荷裕度范围的多目标最优潮流模糊模型，通过仿真分析验证了该算法的合理性，并对仿真得到的对应于不同负荷条件下的系统电压安全成本进行了详细分析。然后根据系统运行的实际情况及理想负荷裕度下限在优化过程中所起的决定性作用，从实用化角度，提出了一种更为现实的计及最小电压安全裕度指标的最优潮流模糊模型，从而提供了一种更符合实际运行理念的电压安全成本估计方法。通过系统仿真与优化结果分析，得到以下结论：(www.xing528.com)
1）对于某一具体的系统，针对不同的负荷条件，理想负荷裕度范围相对于理想负荷裕度而言更容易确定，而且比较符合电力系统实际优化运行理念。因为系统负荷是随机变化的，如果针对每一种负荷情况都确定相应的理想负荷裕度，势必为系统运行人员造成很大负担。
2）模糊建模方法对多个优化目标及可松弛约束的模糊化处理，为系统建模带来了新的思路，既能实现不同量纲、互相冲突的多个目标函数之间的协调优化，同时还可以避免得到“保守”解和“冒险”解这两种极端优化运行结果。本书将该方法应用于建立突出考虑系统电压安全裕度的最优潮流模型，有效地解决了系统电压安全裕度指标与系统总发电成本两个不同量纲的目标函数的综合优化问题，对节点电压约束的模糊化处理为各种负荷条件下的系统优化运行提供了更多的可能。
3）预测-校正原对偶内点法相比纯粹的原对偶内点法，虽然每次迭代需要执行一个预测步和一个校正步，增加了每次迭代的计算量，但由于提供了更为成功的搜索方向使总的迭代次数大大减少，从而降低了总的计算时间。本书采用该方法求解提出的模糊优化问题，并对算法过程进行了详细的公式推导，仿真结果显示出该方法对求解本文提出的模糊优化模型非常有效。
4）计及最小电压安全裕度指标的优化问题已经有相关研究，但是将计及该指标的优化问题进行模糊建模并应用于估计系统的电压安全成本仍较少。在优化问题模型中，通常的处理方法是将最小电压安全裕度指标作为系统优化运行必须满足的约束条件，因此，对该指标的门槛值提出了比较高的要求，既不能太大使得系统的优化运行过于保守，又不能太小导致系统的近稳定极限运行，这使得确定适当的最小电压安全裕度成为一个比较困难的问题。而通过将该约束进行模糊化处理，可以将最小电压安全裕度确定为一个稍微偏高的数值，通过最小电压安全裕度模糊参数，实现对该指标的适当松弛处理。
5）电压安全成本作为维持系统电压安全需要额外付出的经济代价，在电力市场环境下需要进行详细的研究与探讨，本书提出的几种估计系统电压安全成本的方法为该研究奠定了基础。
6）两种模糊优化方法优化得到的系统电压安全成本，与最小电压安全裕度或理想负荷裕度下限、最小电压安全裕度模糊参数或对应于理想负荷裕度下限的模糊参数以及优化得到的系统实际负荷裕度有着密切的联系。相比较而言，计及最小电压安全裕度指标的最优潮流模糊模型优化得到的系统电压安全成本与系统最优发电成本更为经济，同时能提供重要的安全、经济信息。
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