CN106127377A - 一种智能电网多能源综合协调水平评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能电网多能源综合协调水平评价方法，其特征在于包括以下步骤：1)根据目前智能电网发展的实际情况，选择以电力为核心的能源生态系统为研究主体，研究智能电网各利益相关方之间的相互协调，建立智能电网多能源综合协调水平评价体系；2)确定智能电网多能源综合协调水平评价体系的参考依据，专家对评价体系中的指标评分按照百分制进行打分，将评价体系中指标分为高、较高、中、较低和低五个等级；3)结合专家打分结果，对智能电网多能源综合协调水平采用三角模糊层次分析法进行多层次模糊综合评价。本发明可以广泛应用于智能电网评价过程中。

Description

一种智能电网多能源综合协调水平评价方法

技术领域

本发明涉及一种智能电网多能源综合协调水平评价方法，属于智能电网技术领域。

背景技术

智能电网是一个庞大的系统工程，是我国实现多种能源优化配置和高效绿色应用的重要平台，目前其技术和商业应用尚处于起步阶段，因而对其开展评价十分必要。从承载和推动全社会能源革命角度，在能源供给、消费、技术、市场机制方面建立评价体系，兼顾智能电网创新示范区先进性、高端化、可复制、易推广，指导公司智能电网综合示范工程建设，服务我国193个试点智慧城市，推动我国城镇化进程。已有技术全面系统地评价了建设坚强智能电网在提高电力系统效率、优化配置资源和发展低碳经济等方面的经济与社会效益，详细介绍并分析了IBM、美国能源部、美国电科院和欧盟所建立的智能电网评价指标体系，提出了适合我国国情的智能电网综合评价的思路、原则和应注意的问题。已有文献从智能电网发展水平和效果角度初步建立了智能电网综合评估指标体系，并给出了基于模糊层次分析法的评估流程；也有从电源、电网和用电三方面构建了智能电网绿色高效的评价指标，采用反熵权法进行评价，并通过对比说明反熵权法较熵权法更为有效合理；针对基于智能电网建设过程中指标值难以精确化的问题，利用基于区间数的多指标灰靶模型对智能电网各建设方案进行综合评价。

现有技术从低碳发展、自愈能力、发展格局、投资风险、智能规划、社会效益、综合效益、技术成熟度、增值服务等角度构建了智能电网评价指标，并直接运用或改进与组合层次分析法、熵权法、模糊综合法、主成分分析法等评价方法对智能电网进行了评价。国内外对智慧城市和智能电网评价指标体系的研究较多，但是作为相互关联的有机整体，现有对智能电网的评价体系大多是以技术指标实现和评价为主，在指标设定上也是侧重于某几个关注点，没有体现智能电网对智慧城市的支撑作用，缺乏相应的评价指标。例如，多种形式电源间的协调控制与综合利用评价鲜有研究，智能电网对智慧城市支撑的指标体系也尚未建立。因而，研究建立服务智慧城市的智能电网评价体系对于完善智能电网评价体系具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够服务智慧城市的智能电网多能源综合协调水平评价方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种智能电网多能源综合协调水平评价方法，其特征在于包括以下步骤：1)根据目前智能电网发展的实际情况，选择以电力为核心的能源生态系统为研究主体，研究智能电网各利益相关方之间的相互协调，建立智能电网多能源综合协调水平评价体系；2)确定智能电网多能源综合协调水平评价体系的参考依据，专家对评价体系中的指标评分按照百分制进行打分，将评价体系中指标分为高、较高、中、较低和低五个等级；3)结合专家打分结果，对智能电网多能源综合协调水平采用三角模糊层次分析法进行多层次模糊综合评价。

进一步地，上述步骤3)结合专家打分结果，对智能电网多能源综合协调水平采用三角模糊层次分析法进行多层次模糊综合评价，具体过程为：3.1)确定评价因素集合U；3.2)确定评价结果集合V；3.3)确定隶属度函数矩阵R_i；3.4)确定权重向量W；3.5)得到最终的评价结果B，权重向量W与判断矩阵R的合成为评价对象的最终评价结果，即：

B＝WοR；

3.6)根据最大隶属度原则判定评价事物等级。

进一步地，智能电网多能源综合协调水平评价体系将智能电网多能源综合协调分为四方面：电源与电网协调、电力与其他能源协调、电力系统与用户协调和电力与社会协调，其中，电源与电网协调所对应的评价指标包括配网运行状态辨识与态势感知能力、多级能源协调调度控制能力、负荷增长量与增长点预测能力以及配网容纳双向潮流能力电源与电网协调；电力与其他能源协调的评价指标包括可再生能源发电的协调发展、气电冷热等多种能源融合运转、电气化水平和电动汽车及充电设施的协调发展；电力系统与用户协调评价指标为互动性、经济性、可靠性和电能质量；电力与社会协调的评价指标为智能电网覆盖区域内社会整体能效、大气污染物排放和促进产业升级。

进一步地，当评价指标得分90～100，评价对象的等级为高，当评价指标得分80～90，评价对象的等级为较高，当评价指标得分70～80，评价对象的等级为中，当评价指标得分60～70，评价对象的等级为较低，当评价指标得分在60分以下，评价对象的等级为低。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：由于智能电网本质上是多种能源协调互动的载体，根据我国目前智能电网发展的实际情况，本发明选择以电力为核 心的能源生态系统(电源、其他能源、电网、用户、社会)为研究主体，研究智能电网各利益相关方之间的相互协调，从多能源综合协调的角度建立智能电网评价指标体系，借助三角模糊层次分析法，并结合专家打分，准确完成智能电网多能源综合协调评价，有效服务于智慧城市。本发明可以广泛应用于智能电网评价过程中。

附图说明

图1是本发明智能电网多能源综合协调评价体系结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

本发明基于三角模糊层次分析法进行智能电网多能源综合协调水平评价，具体原理为：

1.1构建多层次评价指标体系

针对待评价的问题建立层次分析结构，记因素集U＝{U₁,U₂,…,U_n}，其中，U_i为因素集U中的第i个因素，U_i应满足

1.2确定各指标权重值

本发明采用三角模糊层次分析法确定各项指标的权重。本发明在构造判断矩阵时考虑到了专家判断的模糊性，使得判断矩阵对专家意见的表征更加合理，避免了一致性检验。

1.2.1构造模糊判断矩阵

判断矩阵的元素a_ij表示隶属于同一上层元素的下层第i个元素与第j个元素之间的相对重要性，a_ij的取值(标度)范围为1～9的自然数及它们的倒数，a_ij＝1/a_ji，数值越大表示第i个元素相对于第j个元素越重要；如表1所示，本发明采用专家打分法给出对相对重要性的判断信息，进而形成判断矩阵。

表1判断矩阵标度及其含义

评价过程应用三角形函数，即在判断矩阵中使用由三个数字确定的一个三角形函数，代替一般层次分析法中所采用单一数值，以体现专家在两两比较判断中意见的模 糊性。三角模糊数M定义的隶属度函数如下：

l≤m≤u

式中，l和u表示该三角模糊数的下界和上界，m表示隶属度为1的中值。一般三角模糊数M可表示为(l,m,u)。

1.2.2计算模糊权重

两个三个模糊数M₁＝(l₁,m₁,u₁)，M₂＝(l₂,m₂,u₂)的运算方法如下：

M₁+M₂＝(l₁+l₂,m₁+m₂,u₁+u₂) (2)

$M_1\⊗M_2;(l_1{l}_2,m_1{m}_2,u_1{u}_2)---\left(3\right)$

$\frac{1}{M};(\frac{1}{u},\frac{1}{m},\frac{1}{l})---\left(4\right)$

对同一组重要性比较，多位专家作出不同的评判，应用上述三角模糊数的运算公式，取其算数平均，将多个模糊数整合为一个，从而形成一个综合的模糊判断矩阵。

对第k层元素i的模糊权重D_i，计算公式如下

$D_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}\÷\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij},i=1,2,...n---\left(5\right)$

式中，a_ij为模糊判断矩阵中第i行第j列的三角模糊数，表示第i个元素相对于第j个元素的重要性。

1.2.3去模糊化

对两个三个模糊数M₁＝(l₁,m₁,u₁)，M₂＝(l₂,m₂,u₂)，M₁≥M₂的可能度定义为

一个模糊数M_j大于本层其他n-1个模糊数的可能度也即该模糊数多对应指标的权重为：

w_cj′＝ν(M≥M₁,M₂,…,M_n)＝minν(M≥M_i)，i＝1,2,…,n (7)

经过归一化处理，可得到该指标在本层的最终权重为：

从而表征本层各指标权重分配的权重向量即为

W_i＝[w₁,w₂,…,w_n]^T (9)

1.3建立评价集

将评价结果分为λ个等级，λ取奇数，以反映评价者对评价对象可能做出的评价。记评价集为V＝[V₁,V₂,…,V_λ]^T。

1.4多层次模糊综合评价

对最底层因素集U_i(i＝1,2,…,n)中的各因素进行单因素模糊评价。根据专家打分，得到因素U_ij(j＝1,2,…,m)对各等级评语的隶属度，从而可得到因素集U_i的单因素模糊判断矩阵为

利用三角模糊层次分析法，可得到因素集U_i的权重向量W_i＝[w_i1,w_i2,…,w_in]^T，作一级模糊综合评判，得因素U_i对各等级评语的隶属度为：

C_i＝W_iοR_i＝(c_ij)_1×λ (11)

式中，ο为模糊合成算子。同上，对其他各层因素集进行单因素评判，最终可得到被评判对象对各等级评语的隶属度，从而可得评价结果。

如图1所示，基于上述三角模糊层次分析法，本发明提供一种智能电网多能源综合协调水平评价方法，包括以下内容：

1、根据我国目前智能电网发展的实际情况，本发明选择以电力为核心的能源生态系统(电源、其他能源、电网、用户、社会)为研究主体，研究智能电网各利益相关方之间的相互协调，建立智能电网多能源综合协调水平评价体系，本发明的智能电网多能源综合协调水平评价体系将智能电网多能源综合协调分为四方面：电源与电网协调、电力与其他能源协调、电力系统与用户协调和电力与社会协调。

1)电源与电网协调

电源与电网协调始终是电力运行和发展的核心问题。为实现对各类分散发电资源和负荷资源的优化管理，充分实现微电网与自动需求响应系统的协调交互，提高系统运行经济性和供电可靠性并充分消纳分布式发电，电源与电网协调所对应的评价指标 包括具有良好的配网运行状态辨识与态势感知能力、多级能源协调调度控制能力、负荷增长量与增长点预测能力以及配网容纳双向潮流能力。配网运行状态辨识与态势感知能力是实现智能电网其他运行控制的基础，多级能源协调控制调度控制为多能源综合协调的重要手段，负荷增长量与增长点预测和配网容纳双向潮流能力为优化管理各类分散负荷和发电资源提供了可能，这四个指标共同反映了电源与电网的协调水平。

2)电力与其他能源协调

电力与其他能源协调反映了智能电网向能源互联网发展的趋势，亦是智能电网多能源综合协调的根本之意，其评价指标包括可再生能源发电的协调发展、气电冷热等多种能源融合运转、电气化水平和电动汽车及充电设施的协调发展。其中，风能、太阳能等可再生能源出力具有随机性，而电力系统和用户要求电源具有稳定可控的输出，协调二者之间的矛盾，促进高渗透率下可再生能源发电的充分消纳，是智能电网建设的重要使命。智能电网为用户提供充足可靠的电动汽车充换电软硬件基础设施，提高电动汽车利用的经济性和便利性，调动电动汽车的储能调峰能力，将能够有效应对汽车业变革对电网发展的机遇与挑战。智能电网下冷热电三联供、地源热泵、冰蓄冷等多种能源优化配置，气电冷热融合运转，能够提升电网经济运行水平，大幅提升能源利用效率。而以电代煤、以电代油，用清洁的电能替代传统化石能源，提高电气化水平，集中反映了智能电网下电力与其他能源是否协调。

3)电力系统与用户协调

电力系统持续发展，各类新技术层出不穷，但究其本质都是为了更好的为用户服务，也即实现电力系统与用户的协调，其评价指标主要体现在互动性、经济性、可靠性和电能质量。相比传统电网，智能电网应具有更高的供电可靠性与电能质量，以有效服务于工业化4.0时代的智能制造。经济性始终都是用户关注的重点，智能电网应能够优化调度与配置电源侧和用户侧的各类资源，大幅提高电力系统的运行效率，降低用户的用电成本。积极互动是互联网时代各类商品和服务供应商提高用户体验的一项重要途径，智能电网的发展也应顺应这一趋势，以提高用户参与需求侧管理的热情，提升用户对电力服务的认同。

4)电力与社会协调

智能电网下多级能源综合协调能力的发展，在社会层面上，应与国家节能减排政策相呼应，应积极促进相关产业的转型升级。因而，电力与社会协调的评价指标可从智能电网覆盖区域内社会整体能效、大气污染物排放和促进产业升级三方面来考虑。

2、确定评价体系的各评价指标的参考依据，本发明的评价体系指标评分按照百分制，采用专家打分法，将评价对象分为高、较高、中、较低、低五个等级。当评价指 标得分90～100，评价对象的等级为高，当评价指标得分80～90，评价对象的等级为较高，当评价指标得分70～80，评价对象的等级为中，当评价指标得分60～70，评价对象的等级为较低，当评价指标得分在60分以下，评价对象的等级为低。专家评分分为高、较高、中、较低、低五个等级，专家给各指标评分的主要参考依据如下：

(1)配网运行状态辨识与态势感知

配网中存在的某些脆弱环节对电网大规模停电和系统失稳有重要影响。电网运行状态辨识和态势感知有助于发现电网中的脆弱环节，指导电网运行方式的制订，调节各类电源和需求侧资源的出力，保障电网的安全稳定运行。配网运行状态辨识与态势感知的评价标准：本指标主要考察网络拓扑分析，网络重构，负荷转供，配电网可靠性分析等功能的实现与否。根据多形式下的网络结构和设备运行状态动态分析，当评价对象实现电气岛分析、多态拓扑分析等功能，得20％的标准分，根据潮流计算、用电负荷特点以及一次网架变化等情况，当评价对象实现网络优化和分析功能，得20％的标准分，当评价对象实现负荷信息统计、转供策略分析、模拟以及执行功能，得20％的标准分，实现可靠性分析评估以及可靠性薄弱环节分析等功能，得20％标准分，当评价对象实现其它配电网分析应用功能，得20％标准分。

(2)多级能源协调控制

多级能源综合协调控制是通过充分利用配电网中的各种分布式电源、微网、储能装置以及各种可调度的负荷、电动汽车、能效电厂等需求侧资源，最终实现配网高效运行。根据电网的不同运行状态及运行发展趋势，在空间尺度实现以上传的调度容量和下传的优化目标曲线作为基础的台区-馈线-配网级的协调优化，在时间尺度上通过短期、超短期和准实时三种时间尺度的协调优化控制，实现配电网整体安全高效运行。

多级能源协调的评价标准：本指标主要可通过配网可协调控制的用户占比这一考核指标来反映。实现协调控制用户占比＝实现协调控制的用户数量/用户总数×100％，最终指标得分＝实现协调控制用户占比乘以标准分。

(3)负荷增长量与增长点预测

负荷增长预测是配网规划建设运行的基础，直接关系到配网的安全稳定和运行效率。负荷增长量与增长点预测的评价标准：本指标主要考察负荷预测精度。负荷预测精度＝预测负荷与实际负荷差值的绝对值/预测负荷值，参照电网调度准则，当负荷预测精度在0～0.5％之间，得满分，当负荷预测精度在0.5％～1％之间，得90％标准分，当负荷预测精度在1％-1.5％之间，得80％标准分，当负荷预测精度在1.5％-2％之间，得70％标准分，当负荷预测精度在2％-3％之间，得60％标准分，当负荷预测精度在3％以上，不得分。

(4)配网容纳双向潮流能力

多能源的接入导致传统上单向流动的配网潮流变为双向流动，为配网的计量、保护和调度控制带来了相当挑战。配网容纳双向潮流能力的评价标准：本指标主要考察评价对象是否具有双向电能计量装置与双向继电保护装置。当评价对象具有双向电能计量装置与双向继电保护装置并且已经投入使用，该指标得满分，当评价对象具有双向电能计量装置与双向继电保护装置但并没有投入使用，得50％标准分，当评价对象没有双向电能计量装置与双向继电保护装置，该项不得分。

(5)可再生能源发电的协调发展

智能电网的核心功能之一就是最大程度的利用可再生能源。可再生能源发电的协调发展评价标准；本指标主要考察可再生能源装机占比。可再生能源装机占比＝可再生能源装机容量/总装机容量。该指标得分＝可再生能源装机占比乘以标准分。

(6)气电冷热等多种能源协调运行

各类能源具有不同的形式和特质，具有一定程度上的互补性，智能电网多能源协调通过协调利用气电冷热等多种能源，实现各类能源的充分利用，最大程度的提升社会整体能效。气电冷热等多种能源协调评价标准：本指标主要考察评价对象能源利用的种类与系统峰谷差变化率，两项各占50％标准分。当评价对象涉及的能源种类达到4种给予30％标准分，4种以上给予50％标准分。系统峰谷差变化率＝(协调运行前峰谷差-协调运行后峰谷差)/协调运行前峰谷差。当系统峰谷差变化率在0～10％之间，得20％标准分，当系统峰谷差变化率在10％～130％之间，得30％标准分，当系统峰谷差变化率在20％以上，得50％标准分。

(7)电气化水平

智能电网多能源综合协调的核心是以各类能源的协调互补来推动城市清洁电能的高效利用。本指标主要以用来发电的能源需求，以占一次能源总需求的百分比来表征。电气化水平评价标准：本指标主要用电能在一次能源的总需求的百分比来表征。电气化水平指标得分＝电能在一次能源的总需求的百分比乘以标准分。

(8)电动汽车及充电设施的协调发展

交通是能源利用的重要形式，也是城市大气污染的主要来源。智能电网通过推动电动汽车的广泛应用，可以促进能源利用的清洁化，调节电网的峰谷差。电动汽车及充电设施的协调发展的评价标准：本指标主要考察电动汽车占比和充电设施管理规范程度，两个子项各占50％标准分。电动汽车占比＝电动汽车总量/汽车总量，当电动汽车占比0～10％时，得10％标准分，当电动汽车占比10％～20％时，得20％标准分，当电动汽车占比20％～30％时，得30％标准分，当电动汽车占比30％～40％时，得40％标准分， 当电动汽车占比50％以上时，得50％标准分；充电设施管理规范程度，当评价对象建立了完整的运行、管理规章制度得50％标准分，当评价对象建立了运行、管理规章制度，但不够完整，扣10％～40％标准分，当评价对象未建立运行、管理规章制度不得分。

(9)互动性

多能源协调利用离不开需求侧资源的充分调动，而需求侧资源的调动需要响应的软硬件设施和政策。互动性的评价标准：本指标主要考察电力光纤到户率和智能电表安装率，两个子项各占50％标准分。电力光纤到户率＝使用电力光纤用户数/电力用户总数，当电力光纤到户率为90％以下时，得20％标准分，当电力光纤到户率为90％～95％时，得30％标准分，当电力光纤到户率为95％～100％时，得40％标准分，当电力光纤到户率为100％时，得50％标准分；智能电表覆盖率＝安装智能电表的用户数/入住用户数×100％，该子项得分＝智能电表覆盖率乘以50％标准分。

(10)经济性

智能电网可以通过协调利用多种能源来达到削峰填谷，降低网损，延缓电网投资，提高设备利用率等目的，进而大大提高电网运行的经济性。本发明的经济性评价标准：本指标主要考察降低网损率和全寿命周期投入产出比，两个子项各占50％标准分。降低网损率＝多能源综合协调前电网网损率平均水平－能源综合协调后电网网损率。当降低网损率在0％～0.1％时,得20％标准分，当降低网损率在0.1％～0.2％时,得40％标准分，在0.2％以上,得50％标准分；投入产出比＝多能源协调总产出/多能源协调总投入，当投入产出比≥1.2,得50％标准分；当投入产出比在1～1.2时,得40％标准分；当投入产出比在0.8～1时,得25％标准分；当投入产出比在0.5～0.8时,得10％标准分；当投入产出比在0～0.5时,不得分。

(11)可靠性

智能电网下供电可靠性除受到雷击、设备老化等各种传统因素的影响外，还面临着分布式电源随机出力的挑战。同时，智能电网又通过协调控制多种需求侧资源，实时在线辨识系统运行状态，并通过配电自动化装置快速回复非故障原件的供电，大大提高系统的供电可靠性。可靠性的评价标准：本指标主要考察减少停电时间比率和N-1通过提升率，两个子项各占50％标准分。减少停电时间比率＝(多能源综合协调前平均停电时间－多能源综合协调后平均停电时间)/多能源综合协调前平均停电时间×100％，当减少停电时间比率低于2％，得5％标准分，当减少停电时间比率在2％-5％,得10％标准分，当减少停电时间比率在5％-8％,得20％标准分，当减少停电时间比率在8％-10％,得30％标准分；当减少停电时间比率在10％-15％,得40％标准分，当减少停电时间比率高于15％,得50％标准分；N-1通过率提升率＝多能源综合协调前10 千伏线路N-1通过率－多能源综合协调后10千伏线路N-1通过率平均水平，当N-1通过率提升率在0-5％，得5％标准分，当N-1通过率提升率在5％-10％,得10％标准分，当N-1通过率提升率在10％-15％,得20％标准分，当N-1通过率提升率在15％-20％,得30％标准分；当N-1通过率提升率在20％-25％,得40％标准分；当N-1通过率提升率高于25％,得50％标准分。

(12)电能质量

智能电网下电力系统受到的扰动变多，同时协调利用多种能源平抑波动的能力也更强。电能质量评价标准：本指标主要考察提高电压合格率，提高电压合格率＝多能源综合协调后电网电压合格率－多能源综合协调前平均电压合格率。当提高电压合格率在0～0.05％,得40％标准分，当提高电压合格率在0.05％～0.1％，得80％标准分，当提高电压合格率在0.1％以上得满分。

(13)整体能效

整体能效衡量了该地区高效利用以电力为主的多种能源获得经济收益的能力。整体能效评价标准：本指标主要考察一次能源消耗变化率，一次能源消耗变化率＝(多能源综合协调前消耗的一次能源总量－多能源综合协调后消耗的一次能源总量)/多能源综合协调前消耗的一次能源总量。当一次能源消耗变化率在0～20％,得40％标准分，当一次能源消耗变化率在20％～40％,得80％标准分，当提高电压合格率在40％以上,得满分。

(14)大气污染排放

智能电网的核心要义之一就是最大限度的利用各类清洁能源，减少大气污染物排放。大气污染物排放指标主要考察生产单位电能所产生的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、细颗粒物排放。

大气污染排放评价标准：本指标主要考察生产单位电能所产生污染物减少率，生产单位电能所产生污染物减少率＝(多能源综合协调前生产单位电能所产生污染物量-多能源综合协调后生产单位电能所产生污染物量)/多能源综合协调前生产单位电能所产生污染物量×100％，当生产单位电能所产生污染物减少率在0～10％，得20％标准分，当生产单位电能所产生污染物减少率在10～20％，得40％标准分，当生产单位电能所产生污染物减少率在20～30％，得60％标准分，当生产单位电能所产生污染物减少率在30～40％，得80％标准分，当生产单位电能所产生污染物减少率在50％以上，得满分。

(15)促进产业升级

智能电网产业是一个资金和技术密集型产业，相关软硬件设施的生产可以极大地拉动国内相关产业的发展升级，提升我国经济发展的质量。评价标准：本指标主要考 察多能源综合协调设备国产化率，设备国产化率＝国产设备总数/设备总数量×100％，当设备国产化率在50～60％，得40％标准分，当设备国产化率在60～70％，得60％标准分，当设备国产化率在70％～80％，得80％标准分，当设备国产化率在80％以上，得满分，当设备国产化率在50％以下，不得分。

2、结合专家打分结果，对智能电网多能源综合协调水平采用三角模糊层次分析法进行多层次模糊综合评价，具体过程为：

1)权重确定，具体步骤如下：

(1)构造模糊判断矩阵

构造三角模糊判断矩阵A＝(a_ij)_n×n，其中元素a_ij(l_ij,m_ij,u_ij)表示模糊判断矩阵中第i个评价指标相对第j个评价指标的重要程度值；m_ij就是层次分析中两两比较时所采用的标度数，这里采用的标度如表1所示。另外，其中，t＝1,2,…,T；a_ij ^t为第t个专家给出的三角模糊函数。

(2)计算综合重要程度值

第k层每一个元素同其他所有元素相比较的综合重要程度值，而

(3)层次单排序

a.计算V(M_i≥M_j)；i,j＝1,2,…,n；i≠j

比较模糊数的规则一：M₁＝(l₁,m₁,u₁)，M₂＝(l₂,m₂,u₂)，M₁≥M₂的可能度定义见公式(6)；

比较模糊数的规则二：一个模糊数M_j大于本层其他n-1个模糊数的可能度定义为：

V(M≥M₁,M₂,…,M_n)＝min_{i＝1,2,…,n}V(M≥M_i)；

b.计算d(A_i)＝minV[M_i≥M_j](j＝1,2,…,n,j≠i)，A_i表示第i个指标，那么权重向量为：

W＝(d(A₁),d(A₂),…,d(A_n))^T

c.经归一化后，最终的权重向量为：

W＝(d(A₁)/D,d(A₂)/D,…,d(A_n)/D)^T

式中，

d.合成总排序权重向量，以表B₄-C为例，进一步详细说明确定权重的步骤：

由表B₄-C可得：综合评价指标之和＝(7.86,10.99,14.17)，所以计算可得：

M₁＝(3.34/14.17,5/10.99,6/7.86)＝(0.236,0.455,0.763),

M₂＝(2.83/14.17,4.16/10.99,5.67/7.86)＝(0.2,0.379,0.721)

M₃＝(1.69/14.17,1.83/10.99,2.5/7.86)＝(0.119,0.167,0.318)，

按照上述公式计算可得：权重向量W＝(1,0.87.0.22)，标准化权重向量为W＝(0.48,0.41，0.11)

根据构建的智能电网多能源综合协调评价指标体系，从供电公司、高校和电力科研单位各请一位专家，对第一层4个指标按重要性进行两两比较，得到层次A-B的模糊判断矩阵如下表2：

表2 三位专家给出的模糊判断矩阵

对三位专家给出的模糊判断矩阵的三角模糊数取算数平均，得到层次A-B的模糊判断矩阵。

表3A-B 模糊判断矩阵

同理，可以得到取算数平均后的B-C模糊判断矩阵：

表4 B₁-C模糊判断矩阵

表5B₂-C模糊判断矩阵

表6 B₃-C模糊判断矩阵

表7 B₄-C模糊判断矩阵

对各模糊评判矩阵，利用公式(6)～(10)计算可得，各判断矩阵的权向量如下表：

表8 判断矩阵的权向量

假设模糊综合评判向量为B＝(b₁,b₂,…,b_n)，B＝WοR，若b_r＝maxB，则被评价对象总体来讲就隶属于第r等级，这就是最大隶属度原则。例如，若模糊综合评价向量B＝(0.563,0.362,0.070,0.003,0.002)，因为向量中第1个元素最大，为0.563，于是按照最大隶属度原则，则可以判定评价对象隶属于第1等级。

模糊综合评价步骤为：

3.1)确定评价因素集合U＝[u₁,u₂,…,u_m]；

3.2)确定评价结果集合V＝[v₁,v₂,…,v_n]；

其中，v₁,v₂,…,v_n是评价结果，n是元素个数，即等级数或评语档次数，例如V＝[高，较高，中，较低，低]；

3.3)确定隶属度函数矩阵R_i＝(r_ij)

其中，i＝1,2,…n,j＝1,2,…m，r_ij表示因素u_i具有v_j的程度，一般用专家打分法确定；

3.4)确定权重向量W＝(w₁,w₂,…,w_n)

3.5)得到最终的评价结果B，权重向量W与判断矩阵R的合成就是该事物的最终评价结果，即：

B＝WοR＝(b₁,b₂,…,b_m)

其中，

3.6)根据最大隶属度原则判定评价事物等级。

下面以北方某智能电网示范工程为具体实施例，根据三角模糊层次分析法进行评价，具体过程为：

记多能源综合协调水平集V＝[V₁,V₂,V₃,V₄,V₅]^T＝[高，较高，中，较低，低]^T。选择10位行业专家(电力公司4位，高校3位、科研机构3位)构成评价小组，为专家提供该智能电网示范工程相关详细资料，请专家打分以确定各单因素评价矩阵。专家打分结果如表9：

表9 专家打分表

根据专家打分表得到各单因素评价矩阵，由模糊评判模型公式(12)可计算得到总的模糊评价矩阵为：

作二级模糊综合评判得B＝WοC＝(0.31,0.38,0.24,0.09,0.00)^T,W为根据最大隶属度原则，该智能电网示范工程的智能电网多能源综合协调水平较高，这与该示范工程围绕电源、电网和用户建设了众多高效实用的软硬件设施有着的现状基本符合，具体即在电源侧具有典型区域多微电网示范基地，规模化接入的光伏、风电、三联供机组等分布式电源，冷热电多能源协调管理系统管理下广泛应用的地源热泵、水蓄冷、冰蓄冷等冷热电分散供能设备；在电网侧建设了智能变电站，搭建了具备“三遥”功能的配电自动化，配电网故障抢修指挥平台，配备了配网运行状态辨识、配网态势感知、多级能源协调优化控制、优化策略评估与展示等各项功能的多能源综合协调控制系统，兆瓦级区域多微电网控制系统和自动需求响应系统，设备综合在线监测系统，电能质量监测系统；在用户侧实现了智能电表全覆盖，构建了“四网融合”的高速信息网络，实现了用户用电双向互动、四表抄收及适用于多种补贴机制的双向计量计费系统，组建了电动汽车10分钟充电圈，配备了电动汽车公共服务平台和用电信息采集系统等智能电网软硬件基础设施的现状基本符合，因而也证实了评价模型的正确性。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中方法的各实施步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (4)

1.一种智能电网多能源综合协调水平评价方法，其特征在于包括以下步骤：

1)根据目前智能电网发展的实际情况，选择以电力为核心的能源生态系统为研究主体，研究智能电网各利益相关方之间的相互协调，建立智能电网多能源综合协调水平评价体系；

2)确定智能电网多能源综合协调水平评价体系的参考依据，专家对评价体系中的指标评分按照百分制进行打分，将评价体系中指标分为高、较高、中、较低和低五个等级；

3)结合专家打分结果，对智能电网多能源综合协调水平采用三角模糊层次分析法进行多层次模糊综合评价。

2.如权利要求1所述的一种智能电网多能源综合协调水平评价方法，其特征在于，上述步骤3)结合专家打分结果，对智能电网多能源综合协调水平采用三角模糊层次分析法进行多层次模糊综合评价，具体过程为：

3.1)确定评价因素集合U；

3.2)确定评价结果集合V；

3.3)确定隶属度函数矩阵R_i；

3.4)确定权重向量W；

3.5)得到最终的评价结果B，权重向量W与判断矩阵R的合成为评价对象的最终评价结果，即：

B＝WοR；

3.6)根据最大隶属度原则判定评价事物等级。

3.如权利要求1或2所述的一种智能电网多能源综合协调水平评价方法，其特征在于，智能电网多能源综合协调水平评价体系将智能电网多能源综合协调分为四方面：电源与电网协调、电力与其他能源协调、电力系统与用户协调和电力与社会协调，其中，电源与电网协调所对应的评价指标包括配网运行状态辨识与态势感知能力、多级能源协调调度控制能力、负荷增长量与增长点预测能力以及配网容纳双向潮流能力电源与电网协调；电力与其他能源协调的评价指标包括可再生能源发电的协调发展、气电冷热等多种能源融合运转、电气化水平和电动汽车及充电设施的协调发展；电力系统与用户协调评价指标为互动性、经济性、可靠性和电能质量；电力与社会协调的评价指标为智能电网覆盖区域内社会整体能效、大气污染物排放和促进产业升级。

4.如权利要求1或2所述的一种智能电网多能源综合协调水平评价方法，其特征在于，当评价指标得分90～100，评价对象的等级为高，当评价指标得分80～90，评价对象的等级为较高，当评价指标得分70～80，评价对象的等级为中，当评价指标得分60～70，评价对象的等级为较低，当评价指标得分在60分以下，评价对象的等级为低。