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_2

文档序号:9646863阅读:来源:国知局
最终目标函数的配置约束条件包括:电量平衡约 束、热量平衡约束和设备负荷约束。
[0064] 本发明的优点和积极效果是:
[0065] 1、本发明以智能电网创新示范区为依托,从能源互联网的概念、特征、利益相关者 等方面对能源互联网进行介绍和分析,从经济、能源、环境、社会和工程五个角度建立智能 电网创新示范区能源互联网评价指标体系,并借鉴解释结构模型和层次分析法的思路给出 能源互联网综合评估方法,最后以评估结果为依据对示范区能源互联网进行优化配置,以 期对能源互联网的规划和建设提供评估方案和指导策略。
[0066] 2、本发明以中新天津生态城为例,从经济、能源、环境、社会和工程五个角度建立 智能电网创新示范区能源互联网的评价指标体系,由于各指标之间并非相互独立,通过传 统方法难以确定其在能源互联网评价模型中所占权重,因此采用解释结构模型化方法对指 标体系进行解释分析,得出不同指标之间的影响关系,进而借鉴层次分析法的思维得出不 同指标所占权重,最后通过归一化处理对不同能源互联网进行综合评价和优化配置。本发 明一方面对已建成的示范区能源互联网进行评价,依据评价结果对能源互联网进行相应的 优化配置;另一方面为规划中的示范区能源互联网提供借鉴,指导其能源配置模式、建设规 划方式和运营管控模式的设计。
【附图说明】
[0067] 图1是本发明的具体实施流程图;
[0068] 图2是本发明的评价指标体系图;
[0069] 图3是本发明的层次分析多级递阶有向图。
【具体实施方式】
[0070] 以下结合附图对本发明实施例做进一步详述:
[0071] -种基于智能电网创新示范区的多元能源生产模式预测方法,如图1所示,包括 以下步骤:
[0072] 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;
[0073] 所述步骤1是从经济、能源、环境、社会、工程五个角度建立智能电网创新示范区 能源互联网评价指标体系;
[0074] (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、补贴收益;
[0075] 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、废物综合利用率;
[0076] (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、污染物危害性指标;
[0077] (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、新能源汽车占有率;
[0078] (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、工程使用 年限。
[0079] 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;
[0080] 所述步骤2的具体步骤为:
[0081] (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如图 2所示的要素集N;
[0082]N= {S; |i= 1, 2, ···,η} (1)
[0083] 式中,Si为评价指标,η为指标数;
[0084] 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,
[0085]
[0086] 式中,\为邻接矩阵A中对应的元素;
[0087] (3)按照推移律特性,若k<n-Ι时,满足如下公式(3),则按照如下公式(4)计算 可达矩阵Μ:
[0088] (Α+Ι)乒…乒(A+I)k# (A+I) k+1 (3)
[0089]Μ= (A+I)k (4)
[0090] 式中,k为任一整数,n为指标数,I为单位矩阵;
[0091] (4)以上述可达矩阵Μ为基础,运用规范方法或实用方法划分确定指标层次,形成 递阶结构模型,用多级递阶有向图表示,如图3所示;
[0092] (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。
[0093] 步骤3、求解各指标对应的权重因子;
[0094] 所述步骤3的具体步骤包括:
[0095] (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;
[0096] (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。
[0097] 所述步骤3第(1)步的具体步骤为:
[0098] 专家根据每一层级各个指标之间的相对重要性按照1~9标度进行打分,相对于 同一要素,1表示其下层的两个因素具有相同的重要性,随着标度值的增大,前者比后者的 重要度也增大,9表示两个因素相比,前者比后者极为重要,根据评分构造多个判断矩阵。
[0099] 所述步骤3第(2)步的具体步骤为:
[0100] ①利用权重系数计算公式(5),计算出各个指标因素的权重,并根据每个指标因素 的权重,结合公式(6)和公式(7),对所得结果进行一致性检验;若C.K0. 10,则通过一致性 检验;
[0104] 其中,W为权重矩阵,Wl为指标i的权重值,B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。
[0105] ②对每一层评价指标分别计算其当次权重和叠加权重,最终给出表1所示的各评 价指标的权重^和归一化评分。
[0106] (表1):各指标权重、评分及标准值
[0107]
[0108] 步骤4、对各指标进行数据预处理;
[0109] 所述步骤4的具体步骤为:
[0110] 将指标体系中的量化指标Xl、x#过如下公式⑶进行规范化处理得到规范值yi, 并将成本等需最小化的指标取补,通过如下公式(9)得到如表1所示的指标i的标准值c1;
[0111]
[0112] 式中,XpXj为对应指标量化值,y$指标规范值,η为指标数;
[0113]
[0114] 步骤5、对智能电网创新示范区进行综合评价;
[0115] 所述步骤5的具体步骤为:
[0116] 根据公式(10)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;
[0117]
[0118] 式中,Wi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。
[0119] 由表1所得数据进行计算,将各指标权重与指标标准值相乘相加,得该能源互 联网综合评分为0. 6311,从经济、能源、环境、社会和工程角度分别进行评分,得0. 5937、 0.3800、0. 8472、0. 6428、0. 7396。
[0120] 步骤6、依据评价结果对示范区智能电网进行优化配置;
[0121] 所述步骤6的具体步骤包括:
[0122] (1)以各角度评分为依据建立如式(11)-(13)所示的能源互联网经济、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,按公式(14)确定优化配置的最终目标函数。
[0123] (2)利用模式搜索算法进行求解。
[0124] 所述步骤6第⑴步的具体步骤包括:
[0125] ①确定优化配置的最终目标函数:
[0126] Ci=Cin+aX(Vy-Vr)-βXR (11)
[0127] 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;
[0129] 上述表达式中,m为DG投资使用的年限;ρ为固定年
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