微電網(wǎng)規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建與應(yīng)用

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1、第３６卷第９期Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．９２０１２年５月１０日Ｍａｙ１０，２０１２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．０９．００３微電網(wǎng)規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建與應(yīng)用楊琦，馬世英，唐曉駿，李曉珺（中國(guó)電力科學(xué)研究院，北京市１００１９２）摘要：為了更客觀地評(píng)價(jià)規(guī)劃階段中不同結(jié)構(gòu)微電網(wǎng)的優(yōu)劣，針對(duì)微電源組合方式多樣、運(yùn)行方式靈活等特點(diǎn)，將微電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)分為可靠性、經(jīng)濟(jì)性、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)和環(huán)保性４個(gè)方面，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行展開(kāi)說(shuō)明，并構(gòu)建了樹(shù)狀結(jié)構(gòu)。結(jié)合實(shí)際算例，先利用微分進(jìn)化算法對(duì)構(gòu)建的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解，得到多種微電網(wǎng)組合，再利

2、用層次分析法對(duì)得到的微電網(wǎng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)決策。介紹了采用該方法進(jìn)行微電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)決策的計(jì)算過(guò)程。實(shí)例表明，提出的方法合理地避免了微電網(wǎng)規(guī)劃階段因決策因素可能導(dǎo)致的不確定性和專(zhuān)家評(píng)判的主觀性，是一種較實(shí)用的微電網(wǎng)規(guī)劃綜合評(píng)價(jià)問(wèn)題的解決方法。關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；規(guī)劃；優(yōu)化求解；綜合評(píng)價(jià)０引言數(shù)學(xué)優(yōu)化算法所得到的結(jié)果缺乏說(shuō)服力，具有片面性，而僅憑主觀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷又缺少理論依據(jù)，存在隨著對(duì)微電網(wǎng)研究的深入，由于微電網(wǎng)中分布一定的偶然性因素。本文將在已有研究成果的基礎(chǔ)式電源特性各異、種類(lèi)繁多，不同組織結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)［７］上，將傳統(tǒng)數(shù)學(xué)優(yōu)化算法與多元決策理

3、論相結(jié)合，運(yùn)行時(shí)的安全性、穩(wěn)定性及可靠性均不相同。所以，提出一種科學(xué)、規(guī)范的微電網(wǎng)評(píng)價(jià)方法，對(duì)微電網(wǎng)項(xiàng)［１－６］分布式電源的接入需要考慮一些在傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)目進(jìn)行合理分類(lèi)和分級(jí)評(píng)估，為提高投資項(xiàng)目的決性評(píng)估中并未考慮的因素，如周邊的能源、交通運(yùn)策水平和管理水平提供科學(xué)依據(jù)。輸、環(huán)境等因素，還要考慮其布置，使線(xiàn)路損耗盡可能小，從而改善系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和靈活性。而１微電網(wǎng)規(guī)劃評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建含多種類(lèi)型分布式供電系統(tǒng)的混合供電系統(tǒng)，缺乏通過(guò)對(duì)微電網(wǎng)特性的分析，將微電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)根據(jù)各類(lèi)型能源分別建立的對(duì)應(yīng)模型，如何在配電分為４個(gè)一級(jí)指標(biāo)，１４個(gè)二

4、級(jí)指標(biāo)以及９個(gè)三級(jí)指網(wǎng)中確定合理的電源結(jié)構(gòu)，有效利用各種類(lèi)型電源，標(biāo)，如圖１所示。成為迫切需要解決的問(wèn)題。此外，國(guó)家能源政策、能源規(guī)劃也直接影響了分布式電源規(guī)劃決策過(guò)程。隨著分布式供電系統(tǒng)研究的深入與成熟，分布式供電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的不確定性必將成為阻礙其發(fā)展的重要因素。因此，對(duì)于含微電網(wǎng)的配電系統(tǒng)而言，建立完備的、含分布式電源的微電網(wǎng)評(píng)估體系十分必要。傳統(tǒng)的規(guī)劃模型在滿(mǎn)足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的前提下尋求最佳投資回報(bào)；而對(duì)于微電網(wǎng)的規(guī)劃問(wèn)題，除了要求滿(mǎn)足一定的供電可靠性之外，還要求綜合考慮投資回報(bào)、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能等多種因素。對(duì)于這樣一個(gè)含有大量不確

5、定性因素的決策問(wèn)題，依賴(lài)傳統(tǒng)的收稿日期：２０１１－０３－２９；修回日期：２０１１－１１－２１。國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（５０８７７０２６）；國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（８６３計(jì)劃）資助項(xiàng)目（２００８ＡＡ０５Ｚ２１６，２００７ＡＡ０５Ｚ２４９）；高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃（“１１１”計(jì)劃）圖１評(píng)價(jià)指標(biāo)體系資助項(xiàng)目（Ｂ０８０１３）。Ｆｉｇ．１Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍ—１３—２０１２，３６（９）１．１可靠性指標(biāo)屬性計(jì)算式中：ｊ為用戶(hù)類(lèi)型；ｍ為一定時(shí)間內(nèi)節(jié)點(diǎn)上第ｊ類(lèi)可靠性指標(biāo)是微電網(wǎng)規(guī)劃綜合評(píng)估指標(biāo)中最重用戶(hù)故障的次數(shù)；Ｌｊｋ為第ｋ

6、次停電的停電負(fù)荷量；ｔｋ要的環(huán)節(jié)。微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行工況多變，除了具為第ｋ次停電的停電持續(xù)時(shí)間；Ｃｊｋ為相應(yīng)的單位停有并網(wǎng)運(yùn)行和獨(dú)立運(yùn)行２種運(yùn)行工況外，在發(fā)生故電損失成本。障和電壓跌落、電壓不平衡等異常情況時(shí)，為了使微２）綜合用戶(hù)損失函數(shù)計(jì)算。不同地區(qū)的用戶(hù)情電網(wǎng)中的分布式供電系統(tǒng)在一定程度的電壓波動(dòng)或況不盡相同，計(jì)算時(shí)需要整個(gè)地區(qū)的綜合用戶(hù)停電電壓不平衡下保持較好的控制性能，需要考慮切機(jī)損失。綜合用戶(hù)停電損失將微電網(wǎng)各類(lèi)行業(yè)用電所或切負(fù)荷等措施。對(duì)于包含間歇性可再生能源分布占比重作為權(quán)系數(shù)，然后求各個(gè)行業(yè)用戶(hù)停電損失式供電系統(tǒng)的微電

7、網(wǎng)，風(fēng)、光系統(tǒng)的匹配不合適或者的加權(quán)平均值。節(jié)點(diǎn)ｉ的綜合用戶(hù)停電損失函數(shù)風(fēng)速、光照的變化常常都會(huì)造成負(fù)荷的不滿(mǎn)足。所ＳＣＣＤＦｉ描述如下：以，這里取系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)、系統(tǒng)停電持續(xù)時(shí)ＢＰｊ間指標(biāo)、系統(tǒng)最大停電時(shí)間指標(biāo)、系統(tǒng)電量不足指標(biāo)ＳＣＣＤＦｉ＝∑ＳＳＣＤＦｊ（ｔ）Ｂ（４）ｊ＝１作為可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)?！疲校辏辏剑保保步?jīng)濟(jì)性指標(biāo)屬性計(jì)算式中：Ｂ為某節(jié)點(diǎn)ｉ上的用戶(hù)分類(lèi)數(shù)；ＳＳＣＤＦｊ（ｔ）為第經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括：系統(tǒng)壽命周期總成本ＣＬＣＣ、ｊ類(lèi)用戶(hù)ｔ時(shí)的停電損失；Ｐｊ為第ｊ類(lèi)用戶(hù)的停電系統(tǒng)初始設(shè)備成本ＣＣａｐ、設(shè)備安裝調(diào)制費(fèi)用ＣＦｉｘ、設(shè)負(fù)

8、荷。備運(yùn)行維護(hù)成本ＣＯＭ、燃料成本ＣＦｕｅｌ、停電造成的損３）停電損失評(píng)價(jià)率計(jì)算。在綜合考慮缺電量、失成本ＣＣＳ、排污造成的賠償成本ＣＥｍｉｓｓｉｏｎ和設(shè)備殘缺電持續(xù)時(shí)間、缺電頻率及用戶(hù)綜合缺電損失影響余值