新能源配电网低碳高效运行的可拓层次评估方法

doi:10.11985/2018.02.003

摘要/Abstract

摘要：

本文在传统配电网评估模型的基础上,建立了新能源配电网的综合评估指标体系,该指标体系从设备运行状态、供电可靠性、电能质量、经济性以及环保性五个方面较为全面地对新能源配电网进行综合评估,突出了新能源配电网区别于传统配电网的特性,同时提出了基于可拓层次分析法的综合评估方法,该方法在传统层次分析法的基础上考虑了人为判断的模糊性,并且较容易满足判断矩阵的一致性要求。最后通过算例分析验证了指标体系的全面性和评估方法的适应性。

关键词: 新能源配电网, 低碳高效运行, 可拓层次评估方法

Abstract:

In the paper, the comprehensive evaluation index system of distribution grid is established with renewable energy on the basis of comprehensive evaluation on traditional distribution grid. This index system can make evaluation on distribution grid more comprehensively from equipment operational condition, power distribution reliability, power quality, economical efficiency and environmental protection property, highlighting the characteristics of distribution grid with renewable energy different from the traditional distribution network. The comprehensive evaluation method based on extensional analytic hierarchy process is also put forward. Considering vagueness in human judgment based on traditional analytic hierarchy process, this method is easier to meet the requirement for consistency in judgment matrix. At last, the comprehensiveness of index system and adaptability of evaluation method are verified through analysis of examples.

Key words: Distribution grid with renewable energy, low-carbon and high-efficiency operation, extension hierarchy analytical method

中图分类号:

TM315

晏浩然,吴杰康,晏寒婷,刘向东. 新能源配电网低碳高效运行的可拓层次评估方法[J]. 电气工程学报, 2018, 13(2): 12-23.

Haoran Yan,Jiekang Wu,Hanting Yan,Xiangdong Liu. Extension Hierarchy Analytical Method for Low-Carbon and High-Efficiency Operation of Distribution Grids With Renewable Energy[J]. Journal of Electrical Engineering, 2018, 13(2): 12-23.

图/表 6

图1

图2

表1

表2

表3

表4

参考文献 12

[1]	方欢欢, 程浩忠, 辛洁晴 , 等. 配电网规划评估指标体系[J]. 电力系统及其自动化学报, 2013,25:106-111.
	Fang Huanhuan, Cheng Haozhong, Xin Jieqing , et al. Indices system of distribution network planning evaluation[J]. Proceedings of CSU-EPSA, 2013,25:106-111.
[2]	李晓辉, 徐晶, 李达 , 等. 基于层次分析的配电网可靠性评估指标体系[J]. 电力系统及其自动化学报, 2009,21(3):69-74.
	Li Xiaohui, Xu Jing, Li Da , et al. Index system of reliability evaluation for distribution network based on analytic hierarchy process[J]. Proceedings of CSU-EPSA, 2009,21(3):69-74.
[3]	刘若溪, 张建华, 吴迪 . 基于风险理论的配电网静态安全性评估指标研究[J]. 电力系统保护与控制, 2011,39(15):89-95.
	Liu Ruoxi, Zhang Jianhua, Wu Di , et al. Research on static security index of distribution network based on risk theory[J]. Power System Protection and Control 2011,39(15):89-95.
[4]	王晓晶, 陈星莺, 陈楷 , 等. 智能配电网清洁性评估指标研究[J]. 中国电机工程学报, 2013,33(31):43-50,5.
	Wang Xiaojing, Chen Xingying, Chen Kai , et al. Research on cleaning evaluation indices of smart distribution grid[J]. Proceedings of the CSEE, 2013,33(31):43-50, 5.
[5]	芦晶晶, 赵渊, 赵勇帅 , 等. 含分布式电源配电网可靠性评估的点估计法[J]. 电网技术, 2013,37(8):2250-2257.
	Lu Jingjing, Zhao Yuan, Zhao Yongshuai , et al. A point estimation method for reliability evaluation of distribution network with distributed generation[J]. Power System Technology, 2013,37(8):2250-2257.
[6]	陈炽野, 文亚凤, 刘自发 , 等. 含有多种分布式电源的配电网综合评估方法[J].电力建设, 2015(1):128-135.
	Chen Chiye, Wen Yafeng, Liu Zifa , et al. Comprehensive evaluation method of distribution network including various types of distributed generation[J]. Electric Power Construction, 2015(1):128-135.
[7]	曹阳, 孟晗辉, 赵力 , 等. 基于层次分析法的新农村低压配电网综合评估方法[J]. 电网技术, 2007,31(8):68-72.
	Cao Yang, Meng Hanhui, Zhao Li , et al. A comprehensive evaluation method of new rural low-voltage distribution networks based on analytic hierarchy process[J]. Power System Technology, 2007,31(8):68-72.
[8]	杨小彬, 李和明, 尹忠东 , 等. 基于层次分析法的配电网能效指标体系[J]. 电力系统自动化, 2013,37(21):146-150,195.
	Yang Xiaobin, Li Heming, Yin Zhongdong , et al. Energy efficiency index system for distribution network based on analytic hierarchy process[J]. Automation of Electric Power Systems, 2013,37(21):146-150, 195.
[9]	王桂萍, 贾亚洲, 周广文 . 基于模糊可拓层次分析法的数控机床绿色度评价方法及应用[J]. 机械工程学报, 2010,46(3):141-147.
	Wang Guiping, Jia Yazhou, Zhou Guangwen , et al. Evaluation method and application of CNC machine tool’s green degree[J]. Jouranal of Mechanical Engineering, 2010,46(3):141-147.
[10]	张心洁, 葛少云, 刘洪 , 等. 智能配电网综合评估体系与方法[J]. 电网技术, 2014,38(1):4-7.
	Zhang Xinjie, Ge Shaoyun, Liu Hong , et al. Comprehensive assessment system and method of smart distribution grid[J]. Power System Technology, 2014,38(1):4-7.
[11]	王彬, 何光宇, 梅生伟 , 等. 智能电网评估指标体系的构建方法[J]. 电力系统自动化, 2011,35(23):146-150,195.
	Wang Bin, He Guangyu, Mei Shengwei , et al. Construction method of smart grid’s assessment index system[J]. Automation of Electric Power Systems, 2011,35(23):146-150, 195.
[12]	高炜, 张庆普, 敦晓彪 , 等. 基于改进的可拓层次分析法和动态加权的航天高技术综合评价研究[J]. 系统工程与电子技术, 2016,38(1):102-109.
	Gao Wei, Zhang Qingpu, Dun Xiaobiao , et al. Comprehensive assessment of advanced military aerospace technologies based on improved EAHP and dynamic weighting[J]. Systems Engineering and Electronics, 2016,38(1):102-109.

准则层	指标名	A片区	B片区	C片区	D片区	E片区
设备运行状态	设备运行年限	66.4	71.3	56.8	80.4	78.5
	设备维护水平	79.6	69.8	70.8	70.2	65.5
	设备无故障率	60.2	80.6	58.9	89.5	85.6
	设备过载率	86.8	76.8	88.3	72.5	77.1
供电可靠性	供电可靠率	87.7	85.5	88.6	90.8	86.4
	用户平均停电时间	86.7	91.4	84.5	85.7	89.1
	用户平均停电次数	88.5	84.9	82.7	90.7	88.2
	负荷转移能力	75.6	73.8	69.1	80.6	63.4
	线路非满载率	90.5	87.6	89.5	85.3	84.7
电能质量	电压偏差	88.5	82.3	90.6	78.9	85.7
	频率偏差	89.4	94.5	96.7	86.1	79.8
	电网谐波	85.6	90.5	94.5	89.7	86.9
	三相不平衡度	90.4	91.6	95.7	94.1	89.4
	电压波动与闪变	86.7	89.5	94.3	95.7	87.8
经济性	线损率	86.9	91.6	87.4	89.7	90.6
	单位资产供电量	86.4	89.3	87.5	84.1	89.4
	投入产出比	88.4	88.6	90.6	75.9	91.6
环保性	分布式发电并网率	80.9	0	86.7	87.6	85.7
	分布式发电占比	86.4	0	87.3	85.1	89.2
	CO₂减排量	80.8	0	86.1	89.2	87.1
	SO₂减排量	90.3	0	85.6	88.5	84.9
	氮化物减排量	88.7	0	90.4	90.7	90.4

目标层		A₁	A₂	A₃	A₄	A₅
专家组1	A₁	（1,1）	（0.25,0.5）	（0.5,1）	（0.5,0.8）	（0.4,1）
	A₂	（2,4）	（1,1）	（2,3）	（3,4）	（2,3）
	A₃	（1,2）	（2,3）	（1,1）	（1,2）	（0.5,1）
	A₄	（0.5,1）	（0.33,0.25）	（0.5,1）	（1,1）	（0.5,1）
	A₅	（1,2.5）	（0.33,0.5）	（1,2）	（1,2）	（1,1）
专家组2	A₁	（1,1）	（0.25,0.8）	（0.25,0.5）	（0.4,0.7）	（0.7,0.9）
	A₂	（1.25,4）	（1,1）	（1.5,2.5）	（2,3）	（1.5,3.5）
	A₃	（2,4）	（0.4,0.67）	（1,1）	（1,1.5）	（0.8,1）
	A₄	（1.43,2.5）	（0.33,0.5）	（0.67,1）	（1,1）	（0.6,0.8）
	A₅	（1.1,1.4）	（0.29,0.67）	（1,1.25）	（1.25,1.7）	（1,1）

准则层	指标名	单排序	综合权重
设备运行状态（0.104 5）	设备运行年限	0.271 5	0.028 4
	设备维护水平	0.108 8	0.011 4
	设备故障率	0.450 9	0.047
	设备过载率	0.168 8	0.017 6
供电可靠性（0.355 3）	供电可靠率	0.336 8	0.119 7
	用户平均停电时间	0.223 3	0.079 3
	用户平均停电次数	0.198 4	0.070 5
	负荷转移能力	0.122 1	0.043 4
	线路满载率	0.119 5	0.042 5
电能质量（0.237 2）	电压偏差	0.280 5	0.066 5
	频率偏差	0.251 0	0.059 5
	电网谐波	0.169 0	0.040 1
	三相不平衡度	0.197 5	0.046 8
	电压波动与闪变	0.102 0	0.024 2
经济性（0.127 4）	线损率	0.432 2	0.055 1
	单位资产供电量	0.296 7	0.037 8
	投入产出比	0.271 2	0.034 6
环保性（0.175 6）	分布式发电并网率	0.095 2	0.016 7
	分布式发电占比	0.135 7	0.023 8
	CO₂减排量	0.363 6	0.063 8
	SO₂减排量	0.208 4	0.036 6
	氮化物减排量	0.196 2	0.034 5

供电片区	A片区	B片区	C片区	D片区	E片区
设备运行状态	7.150 3	7.960 5	6.74	8.56	8.356
供电可靠性	30.739 5	30.393 7	29.93	31.18	29.97
电能质量	20.966 0	21.177 5	22.32	20.68	20.24
经济性	10.815 8	11.488 3	11.25	10.74	11.54
环保性	14.907 7	0	15.27	15.54	15.33
综合评估值	84.896 1	71.2	85.53	86.73	85.45