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 對微電網(wǎng)運行效果進行全面準確的評價,是促進微電網(wǎng)可持續(xù)、規(guī)模化健康發(fā)展的有效手段。運用魚骨圖法建立了基于源-網(wǎng)-荷3個維度的微電網(wǎng)運行效果評價指標體系,該評價指標體系充分考慮了微電網(wǎng)源-網(wǎng)-荷運行特性對微電網(wǎng)可靠性、協(xié)調(diào)性、經(jīng)濟性和優(yōu)質(zhì)性的影響。同時,提出使用環(huán)比評分秩和比評價方法對所提指標體系進行綜合評價,該方法不僅兼顧了主客觀因素,還可消除異常值對評價結(jié)果的干擾。后,將該評價指標體系和評價方法運用于微電網(wǎng)示范工程評價,并對評價結(jié)果進行分析。

0 引言

近幾年,我國非常重視微電網(wǎng)示范工程項目的開發(fā)和利用。2017年7月,為推進能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,促進并規(guī)范微電網(wǎng)健康發(fā)展,結(jié)合當前電力體制改革,國家發(fā)改委和國家能源局制定了《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》,還在全國范圍內(nèi)下發(fā)了《關(guān)于新能源微電網(wǎng)示范項目名單的通知》,有28個新能源微電網(wǎng)示范項目獲批,其中,24個示范項目為并網(wǎng)型微電網(wǎng),4個為獨立微電網(wǎng)型。隨著微電網(wǎng)技術(shù)的成熟,微電網(wǎng)示范工程的增多,微電網(wǎng)正逐步走向規(guī)模化發(fā)展。為推進微電網(wǎng)健康的發(fā)展和應(yīng)用,研究微電網(wǎng)運行效果評價指標體系和綜合評價方法已迫在眉睫。

微電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的重要組成部分,集分布式電源、配電網(wǎng)絡(luò)和電力用戶于一體,以安全可靠、智能互動、優(yōu)質(zhì)、綠色經(jīng)濟為運行目標,終實現(xiàn)微電網(wǎng)源-網(wǎng)-荷協(xié)調(diào)運行。從微電網(wǎng)運行目標的角度,提出微電網(wǎng)運行效果評價指標體系,可以實現(xiàn)對微電網(wǎng)運行結(jié)果的全面評價。

現(xiàn)有關(guān)于微電網(wǎng)評價的研究,多是針對微電網(wǎng)的規(guī)劃、獨立型微電網(wǎng)運行進行評價,并網(wǎng)型微電網(wǎng)運行效果評價的研究較少。文獻[8]綜合考慮微電網(wǎng)運行中各種不確定性因素并對其進行模擬,建立基于供電保障性、能源利用經(jīng)濟性、環(huán)保性指標的獨立微電網(wǎng)綜合性能評價模型。文獻[6]考慮孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)中的不同控制策略,采用層次分析法和德爾菲法對孤島微電網(wǎng)的綜合評價指標進行分析,對循環(huán)充電、風(fēng)光柴、風(fēng)光儲3種控制策略下的微電網(wǎng)系統(tǒng)進行了綜合評價。文獻[7]基于獨立微電網(wǎng)的自身特性,分析了影響?yīng)毩⑽㈦娋W(wǎng)安全性的主要因素和不確定性因素,并從微電網(wǎng)本身、微電源及負荷三方面入手,提出了評價獨立微電網(wǎng)安全性的指標體系。文獻[9]在研究微電網(wǎng)運行性能基礎(chǔ)上,從可靠性、優(yōu)質(zhì)性、經(jīng)濟性和環(huán)保性等方面構(gòu)建微電網(wǎng)運行性能評價體系,提出基于優(yōu)隸屬度的微電網(wǎng)運行性能模糊評價方法。文獻[10]分析了不同電價機制、能源價格、微電網(wǎng)運行方式、負荷供需差異等因素對微電網(wǎng)內(nèi)各利益主體的影響,從微電網(wǎng)控制、建設(shè)、運營及各利益主體等方面,對微電網(wǎng)進行了評估。

在微電網(wǎng)運行方面,IEEE制定了分布式電源、微電網(wǎng)與電力系統(tǒng)互聯(lián)的IEEE 1547系列標準;我國也頒布了《GB/T 33589—2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》和《GB/T 33593—2017分布式電源并網(wǎng)技術(shù)要求》。這些標準反映了微電網(wǎng)和分布式電源運行的基本要求,但微電網(wǎng)是源-網(wǎng)-荷結(jié)合的相對復(fù)雜的系統(tǒng),并網(wǎng)運行的微電網(wǎng)還與配電網(wǎng)存在互動性;同時,隨著微電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展,微電網(wǎng)運行水平多維度的綜合評價還有待深入研究。

本文結(jié)合微電網(wǎng)的運行特性,同時借鑒了微電網(wǎng)評價研究現(xiàn)狀和相關(guān)標準,從微電網(wǎng)運行目標和微電網(wǎng)各組成部分對運行影響的角度,開展了微電網(wǎng)運行效果綜合評價指標體系及評價方法的研究。

因為魚骨圖是一種發(fā)現(xiàn)問題“根本原因”或“影響因素”的分析方法,本文應(yīng)用魚骨圖法根據(jù)“源-網(wǎng)-荷”3個維度及其相關(guān)性,提出了一套包含可靠性、協(xié)調(diào)性、經(jīng)濟性、優(yōu)質(zhì)性4個一級指標和55個二級指標的微電網(wǎng)運行效果綜合評價指標體系,該指標體系同時表征了微電網(wǎng)的源-網(wǎng)-荷互動、多能互補等特性。此外,論文提出環(huán)比評分法(decision alternative ratia evaluation system,DARE)與秩和比法(rank-sum ration,RSR)組合的方法,即環(huán)比評分秩和比(DARE-RSR)綜合評價方法,實現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)運行的綜合評價。后,將該方法應(yīng)用于微電網(wǎng)的示范工程的綜合評價。

1 微電網(wǎng)運行效果評價體系

本文綜合考慮微電網(wǎng)各組成模塊,應(yīng)用層次分析法并根據(jù)微電網(wǎng)的建設(shè)和運行目標,建立能夠反映微電網(wǎng)運行效果的指標體系框架,如圖1所示。

鑒于微電網(wǎng)運行的終目標和核心特征是安全可靠、協(xié)調(diào)運行、優(yōu)質(zhì)、綠色經(jīng)濟和源-網(wǎng)-荷智能互動,因此確定微電網(wǎng)運行評價的一級指標是：可靠性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)質(zhì)性和經(jīng)濟性,這些一級指標反映了微電網(wǎng)運行的主要“結(jié)果”,它們分別是由微電網(wǎng)運行的多個因素決定的綜合指標。因為微電網(wǎng)運行效果是由源-網(wǎng)-荷及控制策略等多因素決定的,因此本文用魚骨圖法從微電網(wǎng)的源、網(wǎng)、荷3個維度分別分析影響各一級指標的主要因素,如微電網(wǎng)可靠性分別從電源可靠性、網(wǎng)絡(luò)可靠性和負荷可靠性3個維度及其影響因素建立評價指標魚骨分析圖。微電網(wǎng)的可靠性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)質(zhì)性及經(jīng)濟性的影響因素分別如圖2—5所示。

微電網(wǎng)的可靠性指標集由分布式電源與儲能的運行率、配電設(shè)備和監(jiān)控裝置的故障停運情況、用戶的供電可靠性組成;協(xié)調(diào)性指標集綜合考慮了電源的可控性、源-荷-儲能量互濟情況、微電網(wǎng)與配電網(wǎng)互動性三方面因素;優(yōu)質(zhì)性指標集主要反映發(fā)電和供電的電能質(zhì)量;經(jīng)濟性指標集主要包括分布式電源的能源效率和環(huán)境效益、需求側(cè)響應(yīng)效益等指標。