基于層次分析法的增量配電網(wǎng)綜合評(píng)估

張倫 王磊 林永君

摘 要：本文提出了一種基于層次分析法（AHP）的分布式供電充電樁接入的增量配電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)方法，使用基于變權(quán)理論的層次分析法來計(jì)算指數(shù)權(quán)重，最后以增量配電網(wǎng)試點(diǎn)的一條IEEE39配電線路為例，對(duì)分布式電源和充電樁接入后的增量配電網(wǎng)進(jìn)行承載能力綜合評(píng)估。

關(guān)鍵詞：分布式電源；充電樁；增量配電網(wǎng)；層次分析法；綜合評(píng)估

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.160

1 引言

目前，有關(guān)分布式電源和充電樁的接入對(duì)增量配電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的影響已有一定的研究。文獻(xiàn)[1-4]從經(jīng)濟(jì)性、安全性以及可靠性方面考慮了分布式電源對(duì)增量配電網(wǎng)的影響，建立了含分布式電源的增量配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。文獻(xiàn)[5]在分析增量配電網(wǎng)電壓變化情況的基礎(chǔ)下，還分析了光伏和風(fēng)電的接入對(duì)網(wǎng)絡(luò)損耗的影響，并利用Matlab搭建了重慶市中低壓配電網(wǎng)的典型線路模型進(jìn)行了仿真計(jì)算。

2 分布式電源和充電樁接入對(duì)增量配電網(wǎng)的影響

分布式電源在改善能源結(jié)構(gòu)和發(fā)電形式的同時(shí)，增加了增量配電網(wǎng)中的非線性負(fù)荷，引起電流、電壓發(fā)生畸變，影響電能質(zhì)量，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：電壓波動(dòng)；電壓閃變；諧波污染和直流注入；當(dāng)分布式電源與繼電保護(hù)系統(tǒng)不相適應(yīng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)誤操作，降低系統(tǒng)的可靠性；隨著分布式電源滲透率的增加，其出力的不確定性會(huì)使潮流的流向和大小發(fā)生根本性變化，隨機(jī)性和不可測(cè)性大大增加。

3 基于變權(quán)理論的層次分析法

采用層次分析法對(duì)分布式電源和充電樁接入的增量配電網(wǎng)進(jìn)行綜合評(píng)估，第一步將對(duì)增量配電網(wǎng)有影響的評(píng)估指標(biāo)分解為三個(gè)層次結(jié)構(gòu)，分別是指標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層。

第二步是構(gòu)造判斷矩陣。具體步驟如下：（1）構(gòu)建不同層次的備選方案集合：用M={ }表示，n是方案?jìng)€(gè)數(shù)；（2）確定各層指標(biāo)集：指標(biāo)層需要計(jì)算，準(zhǔn)則層和方案層指標(biāo)參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

第三步是分層單排序及其一致性檢驗(yàn)。

第四步是層次總排序及其一致性檢驗(yàn)，計(jì)算最低至最高總階的權(quán)重向量，最后利用各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)效用值和評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，求得綜合評(píng)分。計(jì)算公式如下：

是方案i的第j個(gè)指標(biāo)的評(píng)分值也是效用值，分別是指標(biāo)j的滿意值和不允許值，C取值為60，D為40。

根據(jù)所建立的三個(gè)層次，對(duì)每?jī)蓚€(gè)層次的每個(gè)因素進(jìn)行相對(duì)比較，采用下表獲得具體數(shù)值，對(duì)于有n個(gè)因素的情況，求得如下比較矩陣N。

式中，是層次i的因素相對(duì)于層次j的因素的重要程度，每個(gè)層次的指標(biāo)權(quán)重采用根法計(jì)算如下：

4 算例分析

為了驗(yàn)證上述評(píng)估方法的可行性，采用IEEE39總線標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)作為配電網(wǎng)仿真模型。參考容量為3.2 MVA，參考電壓為65.9 kV，將節(jié)點(diǎn)1設(shè)置為平衡節(jié)點(diǎn)，電壓標(biāo)幺值為1.55p.u.，其他設(shè)置參考IEEE39節(jié)點(diǎn)系給出?？紤]分布式電源及充電樁的接入，建立增量配電網(wǎng)三種建設(shè)方案：系統(tǒng)中無分布式電源和充電樁接入；系統(tǒng)中接入所有分布式電源；所有分布式電源和充電樁都連接到該系統(tǒng)。通過并網(wǎng)后的評(píng)價(jià)指標(biāo)，來驗(yàn)證綜合評(píng)估方法可靠性。

經(jīng)過仿真，得到三個(gè)方案中壓線路“N-1”通過率、短路容量、SAIFI、SAIDI、ASAI、電壓合格率、電壓波動(dòng)、諧波畸變率、線損率和負(fù)荷轉(zhuǎn)供比率等評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果將這十個(gè)指標(biāo)通過效用函數(shù)進(jìn)行變換處理，得到指標(biāo)評(píng)價(jià)有效值，并通過計(jì)算指標(biāo)層判斷矩陣得到最大特征值，然后進(jìn)行一致性校驗(yàn)，計(jì)算出指標(biāo)層的權(quán)重系數(shù)，同理處理準(zhǔn)則層和方案層的數(shù)據(jù)，最后得到三種方案的綜合評(píng)估得分。

通過結(jié)果可知，適當(dāng)滲透率的分布式電源接入增量配電網(wǎng)，對(duì)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量和電力系統(tǒng)靈活性的各項(xiàng)指標(biāo)有明顯的改善，但是在增加充電樁后，增量配電網(wǎng)的電力系統(tǒng)可靠性和靈活性都會(huì)受到影響，需要做好應(yīng)對(duì)措施。

5 總結(jié)

本文首先分別闡述分布式電源和充電樁的接入對(duì)增量配電網(wǎng)電能質(zhì)量、電力系統(tǒng)可靠性和靈活性的影響，然后運(yùn)用層次分析法（AHP）構(gòu)建了分布式供電系統(tǒng)和充電樁接入增量配電網(wǎng)的綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)，依據(jù)十個(gè)評(píng)估指標(biāo)，建立清晰的層次結(jié)構(gòu)，并得到三種不同方案的綜合評(píng)分值。通過分析各個(gè)評(píng)分結(jié)果，對(duì)分布式電源和充電樁接入的增量配電網(wǎng)進(jìn)行有效的綜合評(píng)估。

參考文獻(xiàn)：

[1]張熙.淺析大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的影響[J].科技風(fēng)，2018（26）：202.

[2]王博.分布式電源并網(wǎng)對(duì)電壓影響的研究[D].沈陽工業(yè)大學(xué)，

2018.

[3]丁永剛.分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的影響[J].通信電源技術(shù)，2018

，35（03）：261-262+264.

[4]譚瑾，劉國峰，郝麗麗，馬洲俊，徐同慶，李乃雙.分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響研究[J].電氣應(yīng)用，2018，37（06）：12-17+24.

[5]衣慶圓，閆征，朱良濤.分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損影響的仿真研究[J].通信電源技術(shù)，2017，34（03）：56-57.

[6]梁偉斌.考慮分布式電源并網(wǎng)的配電網(wǎng)網(wǎng)損分?jǐn)偡椒捌溥m用性研究[D].華南理工大學(xué)，2018.

[7]李文立.含分布式電源配電網(wǎng)的故障特性分析與保護(hù)方案研究[D].北京交通大學(xué)，2018.

[8]婁展豪.含分布式電源的配電網(wǎng)無功優(yōu)化研究[D].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

作者簡(jiǎn)介：張倫（1991-），男，河北衡水人，碩士研究生，主要從事配電網(wǎng)規(guī)劃及逆變器諧波抑制工作。