基于智能电网创新示范区的能源互联网综合评估与优化配置方法

文档序号:9646863
基于智能电网创新示范区的能源互联网综合评估与优化配置方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于能源评估技术领域,特别涉及一种基于智能电网创新示范区的能源互 联网综合评估与优化配置方法。
【背景技术】
[0002] 近年来,化石能源的广泛应用虽然给发展中国家带来经济的急速增长,也导致了 气候变化、空气质量恶化等环境危机,随着可再生能源与互联网技术的快速发展,传统的依 赖化石能源的工业与经济发展模式已不能满足经济发展的要求。如今,以建立更加高效、安 全与可持续的能源利用模式为目标的能源变革已拉开帷幕。能源互联网概念的提出为解决 能源环境矛盾、促进经济社会持续发展提供了新的思路。
[0003] 电力行业作为化石能源消耗量最大的行业在能源变革中负有重要责任,也率先提 出了能源互联网的概念并依托科技项目展开相关研究。2008年,美国NSF项目首次提出了 能源互联网的概念,指出能源互联网是一种新型电网结构,以分布式可再生能源发电和储 能为基础,并认为是智能电网的发展方向。欧洲各国随后也纷纷展开研究并重点推动。我 国对能源互联网的研究起步较晚,目前还停留在理论阶段。2013年国家电网公司在科技日 报发文,提出未来的智能电网就是"能源互联网"。2014年开始关于能源互联网发展战略、 技术架构等方面的项目才相继展开,而智能电网创新示范区的建设为能源互联网的研究提 供了很好的依托和展示平台。
[0004]目前,有关建立基于智能电网创新示范区的能源互联网评估指标体系的研究尚未 开展;并且,建立能源互联网的评估指标体系后,由于各指标之间并非相互独立,因此,通过 传统方法难以确定各指标在能源互联网评价模型中所占权重,也无法根据准确的评估结果 对示范区智能电网进行优化配置。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种设计合理、计算过程简易实用、 评估结果准确且可靠性强的基于智能电网创新示范区的能源互联网综合评估与优化配置 方法。
[0006] 本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0007] -种基于智能电网创新示范区的能源互联网综合评估与优化配置方法,包括以下 步骤:
[0008] 步骤1、建立基于智能电网创新示范区能源互联网评价指标体系;
[0009] 步骤2、根据各指标间的相关性,采用解释结构模型对指标进行分层处理;
[0010] 步骤3、求解各指标对应的权重因子;
[0011] 步骤4、对各指标进行数据预处理:
[0012] 步骤5、对智能电网创新示范区进行综合评价;
[0013] 步骤6、依据评价结果对示范区智能电网进行优化配置。
[0014] 而且,所述步骤1是从如下角度建立智能电网创新示范区能源互联网评价指标体 系;
[0015] (1)经济:投资回收期、投入产出比、建设投资成本、运行维护成本、管理服务成 本、冷热电协调成本、备用成本和补贴收益; _6] ⑵能源:一次能源利用率、一次能源消耗量、清洁能源利用率、清洁能源比例、热 电交换率和废物综合利用率;
[0017] (3)环境:污染物排放量、污染物减排率、污染治理费用、排污处罚费用、整顿损失 费用和污染物危害性指标;
[0018] (4)社会:用户满意度、企业形象收益、企业宣传费用,相关行业影响指数、就业效 益和新能源汽车占有率;
[0019] (5)工程:技术可行性、工程安全性、项目可扩展性、广域共享性、工期和工程使用 年限。
[0020] 而且,所述步骤2的具体步骤包括:
[0021] (1)根据步骤1所述基于智能电网创新示范区能源互联网评价指标体系构建要素 集N;
[0022] N={Si| i =1,2,…,η}
[0023] 式中,Si为评价指标,η为指标数;
[0024] ⑵确定每个指标直接影响的其他指标,然后根据各指标之间的有向关系,建立意 识模型和邻接矩阵A;其中,
[0025]
[0026] 式中,\为邻接矩阵A中对应的元素;
[0027](3)按照推移律特性,若k彡n-1时,满足(A+I)辛…辛(A+I)k# (A+I)k+1,则按照 如下公式计算可达矩阵Μ:
[0028] M = (A+I)k
[0029] 式中,k为任一整数,η为指标数,I为单位矩阵;
[0030] (4)根据可达矩阵划分层次,形成用多级梯阶有向图表示的递阶结构模型;
[0031] (5)根据相关理论及经验对步骤2第(4)步所述的多级梯阶有向图进行解释并得 到解释结构模型;若该解释结构模型与现有的实践经验不相符合,则返回步骤2第(2)步对 有关要素及其二元关系和解释结构模型进行修正,若该解释结构模型与现有的实践经验相 符合则进入步骤3。
[0032] 而且,所述步骤3的具体步骤包括:
[0033] (1)专家根据重要性比较对每层指标进行打分并根据评分构造多个判断矩阵;
[0034] (2)计算每层指标的权重值,并根据每层权重值叠加获得最终权重值之后进行归 一化评分。
[0035] 而且,所述步骤4的具体步骤为将指标体系中的量化指标Xl、X]通过如下公式进行 规范化处理得到规范值y1:
[0037] 式中,xpXj为对应指标量化值,y$指标规范值,η为指标数;
[0038] 然后将成本等需最小化的指标取补,通过如下公式得到指标i的标准值c1;
[0039]
[0040] 而且,所述步骤5的具体步骤为:根据如下公式:
[0041 ]
[0042] 分别将各指标的标准值与所占权重相乘相加,得到能源互联网各角度评价得分 G,,判断是否达到项目最低要求,并做相应调整;
[0043] 式中,为角度j中指标i的权重值,ci为角度j中指标i的标准值,nj为角度j 的指标个数,6,为该角度的综合评分。
[0044] 而且,所述步骤6的具体步骤为:以各角度评分为依据,建立如下能源互联网经 济、环境、能源、社会各角度优化配置的目标函数,并对能源互联网进行建模,以工程角度可 定性进行配置指导:
[0045] Ci=Cin+aX(Vy-Vr)-eXR
[0046] 上述表达式中,(^为经济角度配置的目标函数;Cin为总投资固定成本;Vy为每年 的运行维护和燃料成本;t为每年节约的常规电源的燃料成本;R为分布式发电的残值;a 和β分别为年值和终值向现值转换的转换系数;
[0048] 上述表达式中,m为DG投资使用的年限;ρ为固定年利率;
[0049] C2=ξ(μ+νXPc/o+(1 + 1/σ2)γXPc2)
[0050] 上述表达式中,C2为能源环境角度配置的目标函数;Ρ。为传统化石能源发电/制冷 /供热总功率,μ,V,γ为废气排放系数,σ为供热当量性能系数,ξ为环境成本系数;
[0051] C3=ζ(τXε#Xε2)
[0052] 上述表达式中,(:3为社会角度配置的目标函数;ζ为社会成本系数,εuε2分别 为新能源发电比例和智能用电比例,τ,ρ分别为对应的影响系数;
[0053] C=GiXCi+ (G2+G3)XC2+G4XC3
[0054] 最后,按上述公式确定优化配置的最终目标函数C后利用模式搜索算法进行求 解。
[0055] 而且,所述步骤3第(2)步的具体步骤包括:
[0056] ①利用如下权重系数计算公式,计算出各个指标因素的权重:
[0058] 然后根据每个指标因素的权重,结合如下公式,对所得结果进行一致性检验;若C.K0. 10,则通过一致性检验;
[0059] BW=λW
[0061] 其中,W为权重矩阵,Wl为指标i的权重值,Β为η阶判断矩阵;b^为判断矩阵中 的对应元素;λ为判断矩阵的最大特征根;C.I为一致性检验参数。
[0062] ②对每一层评价指标分别计算其当次权重和叠加权重,最终给出各评价指标的权 重化和归一化评分。
[0063] 而且,步骤6中所述优化配置的
再多了解一些
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