CN110909925A - 智能电网综合效益评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电网综合效益评价方法，包括建立智能电网的评价指标体系；获取待评价的智能电网的实际运行数据；采用模糊算法对实际运行数据进行归一化处理并得到最终的智能电网综合效益评价结果。本发明充分考虑了智能电网不同维度的效益，从而得出不同区域智能电网示范区效益排序，因此本发明方法是针对智能电网的特点所设计的，能够科学合理的得到各个智能电网的综合效益评价结果，而且适用性好。

Description

智能电网综合效益评价方法

技术领域

本发明属于智能电网领域，具体涉及一种智能电网综合效益评价方法。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。而随着智能技术的发展，智能电网也已经开始逐步进入了人们的生产和生活。

由于智能电网与传统电网的不同，传统的对于电网综合效益评价的方法并无法直接用于智能电网的效益评价，同时目前也没有任何一种专门针对智能电网设计的评价方法，这使得目前的智能电网综合效益评价完全处于空白的状态，不利于智能电网的推广和普及。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对智能电网的特点所设计的、科学合理且适用性好的智能电网综合效益评价方法。

本发明提供的这种智能电网综合效益评价方法，包括如下步骤：

S1.建立智能电网的评价指标体系；

S2.根据步骤S1建立的评价指标体系，获取待评价的智能电网的实际运行数据；

S3.采用模糊算法对步骤S2获取的实际运行数据进行归一化处理，从而得到最终的智能电网综合效益评价结果。

步骤S1所述的建立智能电网的评价指标体系，具体包括经济效益指标体系、技术效益指标体系、环境效益指标体系和社会效益指标体系。

所述的经济效益指标体系，具体为采用如下步骤计算最终的智能电网的经济总效益：

(1)计算光伏发电年均收益E_pv：

E_pv＝G_tc_r+B_sub＝Gc_r+B_sub-C_pv-C_opt

式中E_pv为第t年光伏发电收益；G_t为第t年的光伏发电量；c_r为上网电价；B_sub为光伏发电政府年均补贴，且B_sub＝P_pvH_pvβ_sub，P_pv为光伏发电系统的装机容量，H_pv为光伏发电系统的年利用小时数，β_sub为补贴系数；C_pv为光伏发电系统的全寿命期发电成本，且

k_pv为单位投资成本，C_pv1为光伏发电年均投资成本，η为利率，L为设备寿命；C_opt为第t年的运行维护成本，且C_opt＝c_opt×G_t，c_opt为单位运维成本，G_t为第t年的光伏发电量；

(2)计算风电发电年均收益E_w：

E_w＝E_tc_wr+C_sub-C_w-C_wt

式中E_w为第t年风力发电收益；E_t为第t年的风力发电量；c_wr为上网电价；C_sub为风力发电政府年均补贴，且C_sub＝E₀T_tα_sub，E₀为风力装机容量，T_t为风力发电系统的年利用小时数，α_sub为补贴系数；C_w为风力发电系统的全寿命期发电成本，且

k_w为单位投资成本，C_w1为风力发电年均投资成本，η为利率，L为设备寿命；C_wt为第t年的运行维护成本，且C_wt＝c_wt×E_t，c_wt为单位运维成本，E_t为第t年的风力发电量；

(3)计算电网公司售电年均收益E_power：

式中c_pr为售电电价；P_load为每小时平均售电量；c_pe为购电电价；P_fd为每小时平均购电量；

(4)计算线路投资运维年均成本C_l：

式中C_l.y为第y年线路的维护成本；C_line.y为第y年线路的投资成本；λ^line为线路单位投资成本；d^l为第l条线路的长度；μ^l为线路单位维护成本；Ω_L.y为投资线路集合；

(5)计算配电设备维护年均成本C_trans：

式中μ^trans为变压器单位维护成本，S_c为第c台变压器的安装容量；Ω_trans为投资变压器集合；

(6)计算员工工资费用C_s：

式中Ω_dep为不同部门的集合；S_cdep为不同员工工资支出；

(7)计算需求侧响应年均收益E_D：

E_D＝C_sale,t-C_buy,t-C_OM,t

式中C_sale,t为供能收益；C_buy,t为购能成本；C_OM,t为运行维护成本；

(8)计算停电事故年均损失C_out：

式中N为一年中的停电次数；ΔP_loss为被切除的负荷；c_pr为停电事故损失；

(9)根据(1)～(8)计算的结果，采用如下算式计算得到智能电网的经济总效益：E_b＝E_pv+E_D+E_w+E_power-C_trans-C_s-C_l-C_out。

所述的技术效益指标体系，具体为采用如下步骤计算最终的智能电网的技术总效益：

1)计算线路平均负载率σ₁：

式中λ₁为一定时间内线路平均输送负荷；λ₀为线路极限输送负荷；

2)计算线路最大负载率σ₂：

式中λ₂为一定时间内线路最大输送负荷；λ₀为线路极限输送负荷；

3)计算主变平均负载率σ₃：

式中μ₁为一定时间内平均输出的视在功率；μ₀为一定时间内变压器额定容量；

4)计算主变最大负载率σ₄：

式中μ₂为一定时间内最大输出的视在功率；μ₀为一定时间内变压器额定容量；

5)计算设备年均正常运行率σ₅：

式中N为一年内正常运行设备数；N₀为设备总数；

6)计算供电可靠率σ₆：

式中T为统计期内用户平均停电时间；T₀为统计时间；

7)计算电压合格率σ₇：

式中T₁为电压偏差在限制范围内累计运行时间；T₀为运行统计时间；

8)计算可再生能源消纳率σ₈：

式中P₁为统计期内可再生能源发电被消耗量；P₀为统计期内可再生能源发电总量；

9)计算微电网电能自给率σ₉：

式中

为第i时刻微电网与配电网的交互电量；

为第i时刻负荷用电量；t为统计时长；

10)计算电量预测准确率σ₁₀：

式中E₁为区域内某一时间段电量预测值；E₀为区域某一时间段电量实际值；

11)计算负荷预测准确率σ₁₁：

式中P₁为区域内某一时间段负荷预测值；P₀为区域某一时间段负荷实际值；

12)计算配电网自愈成功率σ₁₂：

式中ρ₁为区域某一时间段配电网故障后自愈次数；ρ₀为区域内某一时间段配电网故障次数；

13)计算用电信息采集成功率σ₁₃：

式中ν₁为区域内某一时间段用电信息采集次数；ν₀为区域某一时间段用电信息采集成功次数；

14)计算用电行为分析准确率σ₁₄：

式中ε₁为区域内某一时间段用电行为分析次数；ε₀为区域某一时间段用电行为分析准确次数；

15)计算电动汽车充放电引导率σ₁₅：

式中β₁为区域内某一时间段电动汽车充放电次数；β₀为区域某一时间段电动汽车充放电引导次数；

16)根据步骤1)～步骤15)的计算结果，采用如下算式计算智能电网的技术总效益

所述的环境效益指标体系，具体为采用如下步骤计算最终的智能电网的环境总效益：

A.计算煤炭消耗年减少效益Δ_coal：

Δ_coal＝(c_t-c_i)W_TPGP_coal

式中c_t为传统电网单位发电耗煤量；c_i为智能电网单位发电耗煤量；W_TPG为年火力发电量；P_coal为单位煤炭价格；

B.计算二氧化碳年均减排效益ΔCO₂：

式中λ′为可再生能源年总发电量；λ为可再生能源和传统能源年总发电量；

为该区域电网二氧化碳年均排放总量；P_CO2为单位二氧化碳排放价格；

C.计算二氧化硫年均减排效益ΔSO₂：

式中λ′为可再生能源年总发电量；λ为可再生能源和传统能源年总发电量；

为该区域电网二氧化硫年均排放总量；P_SO2为单位二氧化硫排放价格；

D.计算氮氧化物年均减排效益ΔNO_X：

式中λ′为可再生能源年总发电量；λ为可再生能源和传统能源年总发电量；

为该区域电网氮氧化物年均排放总量；

为单位氮氧化物排放价格；

E.根据步骤A～步骤D的计算结果，采用如下算式计算智能电网的环境总效益ΔEB＝Δ_coal+ΔCO₂+ΔSO₂+ΔNO_X。

所述的社会效益指标体系，具体为采用如下步骤计算最终的智能电网的社会总效益：

a.计算电力产业经济发展E_GDP：

E_GDP＝ξ_E*G_GDP

式中ξ_E为电力产业占比；G_GDP为社会总产业的国内生产总值；

b.计算大范围停电次数成本C_PF：

C_PF＝N_pf*c_pf

式中N_pf为大范围停电次数；c_pf为每次大范围停电的估计成本；

c.计算一般持续停电成本C_CPF：

C_CPF＝N_pl*(N_ou*c_oup+N_au*c_aup)T_CPF

式中N_pl为受影响的馈电线或线路；N_ou为受影响的馈电线或线路服务的普通客户数；c_oup为普通用户停电成本；N_au为受影响的馈电线或线路服务的高级客户数；c_aup为高级用户停电成本；T_CPF为停电期间未服务的供电量；

d.计算电压骤降和骤升成本C_VC：

C_VC＝N_VC*c_VC

式中N_VC为电压波动次数；c_VC为每次电压波动成本；

e.根据步骤a～步骤d的计算结果，采用如下算式计算智能电网的社会总效益E_SB＝E_GDP-C_PF-C_CPF-C_VC。

步骤S3所述的采用模糊算法对步骤S2获取的实际运行数据进行归一化处理，从而得到最终的智能电网综合效益评价结果，具体为采用如下步骤得到最终的智能电网综合效益评价结果：

Ⅰ.对k个智能电网的经济总效益、技术总效益、环境总效益和社会总效益，采用如下算式计算相对满意程度：

式中

为第k个智能电网在第i个维度的相对满意程度；f_i ^max为第i个维度效益最大值；f_i ^min为第i个维度效益最小值；f_i(k)为第k个智能电网对应的第i个维度效益值；i的取值为1,2,3和4，依次对应经济总效益、技术总效益、环境总效益和社会总效益；γ₁和γ₂为调节系数；

Ⅱ.采用如下公式计算第k个智能电网的整体满意度μ^k：

式中

为第k个智能电网在第i个维度的相对满意程度；M为非劣解个数；L为效益维度个数；

Ⅲ.根据步骤Ⅱ得到的整体满意度μ^k，采用如下规则得到最终的智能电网综合效益评价结果：

整体满意度μ^k越高，表明该智能电网综合效益评价越好。

本发明提供的这种智能电网综合效益评价方法，充分考虑了智能电网不同维度的效益，从而得出不同区域智能电网示范区效益排序，因此本发明方法是针对智能电网的特点所设计的，能够科学合理的得到各个智能电网的综合效益评价结果，而且适用性好。

附图说明

图1为本发明方法的方法流程示意图。

具体实施方式

如图1所示为本发明方法的方法流程示意图：本发明提供的这种智能电网综合效益评价方法，包括如下步骤：

S1.建立智能电网的评价指标体系；具体包括经济效益指标体系、技术效益指标体系、环境效益指标体系和社会效益指标体系；

采用如下步骤计算最终的智能电网的经济总效益：

(1)计算光伏发电年均收益E_pv：

E_pv＝G_tc_r+B_sub＝Gc_r+B_sub-C_pv-C_opt

式中E_pv为第t年光伏发电收益；G_t为第t年的光伏发电量；c_r为上网电价；B_sub为光伏发电政府年均补贴，且B_sub＝P_pvH_pvβ_sub，P_pv为光伏发电系统的装机容量，H_pv为光伏发电系统的年利用小时数，β_sub为补贴系数；C_pv为光伏发电系统的全寿命期发电成本，且

k_pv为单位投资成本，C_pv1为光伏发电年均投资成本，η为利率，L为设备寿命；C_opt为第t年的运行维护成本，且C_opt＝c_opt×G_t，c_opt为单位运维成本，G_t为第t年的光伏发电量；

(2)计算风电发电年均收益E_w：

E_w＝E_tc_wr+C_sub-C_w-C_wt

式中E_w为第t年风力发电收益；E_t为第t年的风力发电量；c_wr为上网电价；C_sub为风力发电政府年均补贴，且C_sub＝E₀T_tα_sub，E₀为风力装机容量，T_t为风力发电系统的年利用小时数，α_sub为补贴系数；C_w为风力发电系统的全寿命期发电成本，且

k_w为单位投资成本，C_w1为风力发电年均投资成本，η为利率，L为设备寿命；C_wt为第t年的运行维护成本，且C_wt＝c_wt×E_t，c_wt为单位运维成本，E_t为第t年的风力发电量；

(3)计算电网公司售电年均收益E_power：

式中c_pr为售电电价；P_load为每小时平均售电量；c_pe为购电电价；P_fd为每小时平均购电量；

(4)计算线路投资运维年均成本C_l：

式中C_l.y为第y年线路的维护成本；C_line.y为第y年线路的投资成本；λ^line为线路单位投资成本；d^l为第l条线路的长度；μ^l为线路单位维护成本；Ω_L.y为投资线路集合；

(5)计算配电设备维护年均成本C_trans：

式中μ^trans为变压器单位维护成本，S_c为第c台变压器的安装容量；Ω_trans为投资变压器集合；

(6)计算员工工资费用C_s：

式中Ω_dep为不同部门的集合；S_cdep为不同员工工资支出；

(7)计算需求侧响应年均收益E_D：

E_D＝C_sale,t-C_buy,t-C_OM,t

式中C_sale,t为供能收益；C_buy,t为购能成本；C_OM,t为运行维护成本；

(8)计算停电事故年均损失C_out：

式中N为一年中的停电次数；ΔP_loss为被切除的负荷；c_pr为停电事故损失；

(9)根据(1)～(8)计算的结果，采用如下算式计算得到智能电网的经济总效益：E_b＝E_pv+E_D+E_w+E_power-C_trans-C_s-C_l-C_out；

采用如下步骤计算最终的智能电网的技术总效益：

1)计算线路平均负载率σ₁：

式中λ₁为一定时间内线路平均输送负荷；λ₀为线路极限输送负荷；

2)计算线路最大负载率σ₂：

式中λ₂为一定时间内线路最大输送负荷；λ₀为线路极限输送负荷；

3)计算主变平均负载率σ₃：

式中μ₁为一定时间内平均输出的视在功率；μ₀为一定时间内变压器额定容量；

4)计算主变最大负载率σ₄：

式中μ₂为一定时间内最大输出的视在功率；μ₀为一定时间内变压器额定容量；

5)计算设备年均正常运行率σ₅：

式中N为一年内正常运行设备数；N₀为设备总数；

6)计算供电可靠率σ₆：

式中T为统计期内用户平均停电时间；T₀为统计时间；

7)计算电压合格率σ₇：

式中T1为电压偏差在限制范围内累计运行时间；T₀为运行统计时间；

8)计算可再生能源消纳率σ₈：

式中P1为统计期内可再生能源发电被消耗量；P₀为统计期内可再生能源发电总量；

9)计算微电网电能自给率σ₉：

式中

为第i时刻微电网与配电网的交互电量；

为第i时刻负荷用电量；t为统计时长；

10)计算电量预测准确率σ₁₀：

式中E₁为区域内某一时间段电量预测值；E₀为区域某一时间段电量实际值；

11)计算负荷预测准确率σ₁₁：

式中P₁为区域内某一时间段负荷预测值；P₀为区域某一时间段负荷实际值；

12)计算配电网自愈成功率σ₁₂：

式中ρ₁为区域某一时间段配电网故障后自愈次数；ρ₀为区域内某一时间段配电网故障次数；

13)计算用电信息采集成功率σ₁₃：

式中ν₁为区域内某一时间段用电信息采集次数；ν₀为区域某一时间段用电信息采集成功次数；

14)计算用电行为分析准确率σ₁₄：

式中ε₁为区域内某一时间段用电行为分析次数；ε₀为区域某一时间段用电行为分析准确次数；

15)计算电动汽车充放电引导率σ₁₅：

式中β₁为区域内某一时间段电动汽车充放电次数；β₀为区域某一时间段电动汽车充放电引导次数；

16)根据步骤1)～步骤15)的计算结果，采用如下算式计算智能电网的技术总效益

采用如下步骤计算最终的智能电网的环境总效益：

A.计算煤炭消耗年减少效益Δ_coal：

Δ_coal＝(c_t-c_i)W_TPGP_coal

式中c_t为传统电网单位发电耗煤量；c_i为智能电网单位发电耗煤量；W_TPG为年火力发电量；P_coal为单位煤炭价格；

B.计算二氧化碳年均减排效益ΔCO₂：

式中λ′为可再生能源年总发电量；λ为可再生能源和传统能源年总发电量；

为该区域电网二氧化碳年均排放总量；P_CO2为单位二氧化碳排放价格；

C.计算二氧化硫年均减排效益ΔSO₂：

式中λ′为可再生能源年总发电量；λ为可再生能源和传统能源年总发电量；

为该区域电网二氧化硫年均排放总量；P_SO2为单位二氧化硫排放价格；

D.计算氮氧化物年均减排效益ΔNO_X：

式中λ′为可再生能源年总发电量；λ为可再生能源和传统能源年总发电量；

为该区域电网氮氧化物年均排放总量；

为单位氮氧化物排放价格；

E.根据步骤A～步骤D的计算结果，采用如下算式计算智能电网的环境总效益ΔEB＝Δ_coal+ΔCO₂+ΔSO₂+ΔNO_X；

采用如下步骤计算最终的智能电网的社会总效益：

a.计算电力产业经济发展E_GDP：

E_GDP＝ξ_E*G_GDP

式中ξ_E为电力产业占比；G_GDP为社会总产业的国内生产总值；

b.计算大范围停电次数成本C_PF：

C_PF＝N_pf*c_pf

式中N_pf为大范围停电次数；c_pf为每次大范围停电的估计成本；

c.计算一般持续停电成本C_CPF：

C_CPF＝N_pl*(N_ou*c_oup+N_au*c_aup)T_CPF

式中N_pl为受影响的馈电线或线路；N_ou为受影响的馈电线或线路服务的普通客户数；c_oup为普通用户停电成本；N_au为受影响的馈电线或线路服务的高级客户数；c_aup为高级用户停电成本；T_CPF为停电期间未服务的供电量；

d.计算电压骤降和骤升成本C_VC：

C_VC＝N_VC*c_VC

式中N_VC为电压波动次数；c_VC为每次电压波动成本；

e.根据步骤a～步骤d的计算结果，采用如下算式计算智能电网的社会总效益E_SB＝E_GDP-C_PF-C_CPF-C_VC；

S2.根据步骤S1建立的评价指标体系，获取待评价的智能电网的实际运行数据；

S3.采用模糊算法对步骤S2获取的实际运行数据进行归一化处理，从而得到最终的智能电网综合效益评价结果；具体为采用如下步骤得到最终的智能电网综合效益评价结果：

Ⅰ.对k个智能电网的经济总效益、技术总效益、环境总效益和社会总效益，采用如下算式计算相对满意程度：

式中

为第k个智能电网在第i个维度的相对满意程度；f_i ^max为第i个维度效益最大值；f_i ^min为第i个维度效益最小值；f_i(k)为第k个智能电网对应的第i个维度效益值；i的取值为1,2,3和4，依次对应经济总效益、技术总效益、环境总效益和社会总效益；γ₁和γ₂为调节系数；

Ⅱ.采用如下公式计算第k个智能电网的整体满意度μ^k：

式中

为第k个智能电网在第i个维度的相对满意程度；M为非劣解个数；L为效益维度个数；

Ⅲ.根据步骤Ⅱ得到的整体满意度μ^k，采用如下规则得到最终的智能电网综合效益评价结果：

整体满意度μ^k越高，表明该智能电网综合效益评价越好。

以下结合一个实施例，对本发明方法进行进一步说明：

选取张家口，苏州工业园区，雄安新区区域的智能电网示范区为例进行综合效益分析。由于数据较多，仅以雄安新区智能电网示范区为例进行计算。

S1.建立智能电网的评价指标体系；具体包括经济效益指标体系、技术效益指标体系、环境效益指标体系和社会效益指标体系；

采用如下步骤计算最终的智能电网的经济总效益：

(1)计算光伏发电年均收益E_pv：

E_pv＝G_tc_r+B_sub＝Gc_r+B_sub-C_pv-C_opt

式中E_pv为第t年光伏发电收益；G_t为第t年的光伏发电量；c_r＝0.5元/kWh；B_sub为光伏发电政府年均补贴，且B_sub＝P_pvH_pvβ_sub，P_pv＝1MW，H_pv＝70000，β_sub＝0.15元/kWh；C_pv为光伏发电系统的全寿命期发电成本，且

k_pv＝8000元/kWh，C_pv1为光伏发电年均投资成本，η＝5％，L＝20；C_opt为第t年的运行维护成本，且C_opt＝c_opt×G_t，c_opt＝100元/kWh，G_t＝1GWh；

(2)计算风电发电年均收益E_w：

E_w＝E_tc_wr+C_sub-C_w-C_wt

式中E_w为第t年风力发电收益；E_t＝2GWh；c_wr＝0.5元/kWh；C_sub为风力发电政府年均补贴，且C_sub＝E₀T_tα_sub，E₀＝3MW，T_t＝50000，α_sub＝0.15元/kWh；C_w为风力发电系统的全寿命期发电成本，且

k_w＝7000元/kWh，C_w1为风力发电年均投资成本，η为利率，L为设备寿命；C_wt＝100元/kWh，且C_wt＝c_wt×E_t，c_wt为单位运维成本，E_t为第t年的风力发电量；

(3)计算电网公司售电年均收益E_power：

式中c_pr＝0.7元/kWh；P_load＝2.5MWh；c_pe＝0.5元/kWh；P_fd＝1.5MWH；

(4)计算线路投资运维年均成本C_l：

式中C_l.y为第y年线路的维护成本；C_line.y为第y年线路的投资成本；λ^line＝1000元/米；d^l＝2000m；μ^l＝100元/米；Ω_L.y为20条投资建设线路；

(5)计算配电设备维护年均成本C_trans：

式中μ^trans＝150元/kW为变压器单位维护成本，S_c＝500KW；Ω_trans为10台新建变压器；

(6)计算员工工资费用C_s：

式中Ω_dep为不同部门的集合；S_cdep＝50万元；

(7)计算需求侧响应年均收益E_D：

E_D＝C_sale,t-C_buy,t-C_OM,t

式中C_sale,t＝3万元；C_buy,t＝1.5万元；C_OM,t＝0.5万元；

(8)计算停电事故年均损失C_out：

式中N为一年中的停电次数；ΔP_loss＝1MWh；c_pr为停电事故损失；

(9)根据(1)～(8)计算的结果，采用如下算式计算得到智能电网的经济总效益：E_b＝E_pv+E_D+E_w+E_power-C_trans-C_s-C_l-C_out＝155.67万元；

采用如下步骤计算最终的智能电网的技术总效益：

1)计算线路平均负载率σ₁：

式中λ₁＝2MW；λ₀＝4MW；

2)计算线路最大负载率σ₂：

式中λ₂＝2.7MW；λ₀＝4MW；

3)计算主变平均负载率σ₃：

式中μ₁＝2MW；μ₀＝5MW；

4)计算主变最大负载率σ₄：

式中μ₂＝3MW；μ₀＝5MW；

5)计算设备年均正常运行率σ₅：

式中N＝150；N₀＝150；

6)计算供电可靠率σ₆：

式中T＝0；T₀＝8760；

7)计算电压合格率σ₇：

式中T1＝0；T₀为运行统计时间；

8)计算可再生能源消纳率σ₈：

式中P1＝2GW；P₀＝3GW；

9)计算微电网电能自给率σ₉：

式中

t＝8760；

10)计算电量预测准确率σ₁₀：

式中E₁＝62MWh；E₀＝61.5MW；

11)计算负荷预测准确率σ₁₁：

式中P₁＝2.6MW；P₀＝2.55MW；

12)计算配电网自愈成功率σ₁₂：

式中ρ₁＝100；ρ₀＝100；

13)计算用电信息采集成功率σ₁₃：

式中ν₁＝2800；ν₀＝2850；

14)计算用电行为分析准确率σ₁₄：

式中ε₁＝295；ε₀＝300；

15)计算电动汽车充放电引导率σ₁₅：

式中β₁＝10万次；β₀＝18万次；

16)根据步骤1)～步骤15)的计算结果，采用如下算式计算智能电网的技术总效益

采用如下步骤计算最终的智能电网的环境总效益：

A.计算煤炭消耗年减少效益Δ_coal：

Δ_coal＝(c_t-c_i)W_TPGP_coal

式中c_t＝480g/(kw·h)；c_i＝360g/(kw·h)；W_TPG＝10GWh；P_coal＝500元/吨；

B.计算二氧化碳年均减排效益ΔCO₂：

式中λ′＝8.7GWh；λ＝18.7GWh；

P_CO2＝30元/吨；

C.计算二氧化硫年均减排效益ΔSO₂：

式中λ′为可再生能源年总发电量；λ为可再生能源和传统能源年总发电量；

P_SO2＝60元/吨；

D.计算氮氧化物年均减排效益ΔNO_X：

式中λ′为可再生能源年总发电量；λ为可再生能源和传统能源年总发电量；

为该区域电网氮氧化物年均排放总量；

E.根据步骤A～步骤D的计算结果，采用如下算式计算智能电网的环境总效益ΔEB＝Δ_coal+ΔCO₂+ΔSO₂+ΔNO_X＝62万元；

采用如下步骤计算最终的智能电网的社会总效益：

a.计算电力产业经济发展E_GDP：

E_GDP＝ξ_E*G_GDP

式中ξ_E＝15％；G_GDP＝500万元；

b.计算大范围停电次数成本C_PF：

C_PF＝N_pf*c_pf

式中N_pf为大范围停电次数；c_pf为每次大范围停电的估计成本；

c.计算一般持续停电成本C_CPF：

C_CPF＝N_pl*(N_ou*c_oup+N_au*c_aup)T_CPF

式中N_pl＝1；N_ou＝200；c_oup＝0.8元/kWh；N_au＝25；c_aup＝1.5元/kWh；T_CPF＝2000；

d.计算电压骤降和骤升成本C_VC：

C_VC＝N_VC*c_VC

式中N_VC为电压波动次数；c_VC为每次电压波动成本；

e.根据步骤a～步骤d的计算结果，采用如下算式计算智能电网的社会总效益E_SB＝E_GDP-C_PF-C_CPF-C_VC＝72万元；

总的计算结果如下表1所示：

表1综合计算结果示意表

S2.根据步骤S1建立的评价指标体系，获取待评价的智能电网的实际运行数据；

S3.采用模糊算法对步骤S2获取的实际运行数据进行归一化处理，从而得到最终的智能电网综合效益评价结果；具体为采用如下步骤得到最终的智能电网综合效益评价结果：

Ⅰ.对k个智能电网的经济总效益、技术总效益、环境总效益和社会总效益，采用如下算式计算相对满意程度：

式中

为第k个智能电网在第i个维度的相对满意程度；f_i ^max为第i个维度效益最大值；f_i ^min为第i个维度效益最小值；f_i(k)为第k个智能电网对应的第i个维度效益值；i的取值为1,2,3和4，依次对应经济总效益、技术总效益、环境总效益和社会总效益；γ₁和γ₂为调节系数，取值为0.5；

经过计算可以得到各个智能电网的各个维度的满意度，如下表2所示：

表2不同智能电网的各个维度满意度示意表

Ⅱ.采用如下公式计算第k个智能电网的整体满意度μ^k：

式中

为第k个智能电网在第i个维度的相对满意程度；M为非劣解个数；L为效益维度个数；其中，M＝3；L＝4；根据上式可以计算得到各个智能电网的整体满意度如下表3所示：

表3各个智能电网的整体满意度示意表

示范区总体满意度	雄安示范区	张家口示范区	苏州示范区
				总体满意度	39.57％	30.08％	29.63％

Ⅲ.根据步骤Ⅱ得到的整体满意度μ^k，采用如下规则得到最终的智能电网综合效益评价结果：

整体满意度μ^k越高，表明该智能电网综合效益评价越好。

本实施例中，雄安示范区的智能电网综合效益评价最好。

Claims (7)

1.一种智能电网综合效益评价方法，包括如下步骤：

S1.建立智能电网的评价指标体系；

S2.根据步骤S1建立的评价指标体系，获取待评价的智能电网的实际运行数据；

S3.采用模糊算法对步骤S2获取的实际运行数据进行归一化处理，从而得到最终的智能电网综合效益评价结果。

2.根据权利要求1所述的智能电网综合效益评价方法，其特征在于步骤S1所述的建立智能电网的评价指标体系，具体包括经济效益指标体系、技术效益指标体系、环境效益指标体系和社会效益指标体系。

3.根据权利要求2所述的智能电网综合效益评价方法，其特征在于所述的经济效益指标体系，具体为采用如下步骤计算最终的智能电网的经济总效益：

(1)计算光伏发电年均收益E_pv：

E_pv＝G_tc_r+B_sub＝Gc_r+B_sub-C_pv-C_opt

式中E_pv为第t年光伏发电收益；G_t为第t年的光伏发电量；c_r为上网电价；B_sub为光伏发电政府年均补贴，且B_sub＝P_pvH_pvβ_sub，P_pv为光伏发电系统的装机容量，H_pv为光伏发电系统的年利用小时数，β_sub为补贴系数；C_pv为光伏发电系统的全寿命期发电成本，且

k_pv为单位投资成本，C_pv1为光伏发电年均投资成本，η为利率，L为设备寿命；C_opt为第t年的运行维护成本，且C_opt＝c_opt×G_t，c_opt为单位运维成本，G_t为第t年的光伏发电量；

(2)计算风电发电年均收益E_w：

E_w＝E_tc_wr+C_sub-C_w-C_wt

式中E_w为第t年风力发电收益；E_t为第t年的风力发电量；c_wr为上网电价；C_sub为风力发电政府年均补贴，且C_sub＝E₀T_tα_sub，E₀为风力装机容量，T_t为风力发电系统的年利用小时数，α_sub为补贴系数；C_w为风力发电系统的全寿命期发电成本，且

k_w为单位投资成本，C_w1为风力发电年均投资成本，η为利率，L为设备寿命；C_wt为第t年的运行维护成本，且C_wt＝c_wt×E_t，c_wt为单位运维成本，E_t为第t年的风力发电量；

(3)计算电网公司售电年均收益E_power：

式中c_pr为售电电价；P_load为每小时平均售电量；c_pe为购电电价；P_fd为每小时平均购电量；

(4)计算线路投资运维年均成本C_l：

式中C_l.y为第y年线路的维护成本；C_line.y为第y年线路的投资成本；λ^line为线路单位投资成本；d^l为第l条线路的长度；μ^l为线路单位维护成本；Ω_L.y为投资线路集合；

(5)计算配电设备维护年均成本C_trans：

式中μ^trans为变压器单位维护成本，S_c为第c台变压器的安装容量；Ω_trans为投资变压器集合；

(6)计算员工工资费用C_s：

式中Ω_dep为不同部门的集合；S_cdep为不同员工工资支出；

(7)计算需求侧响应年均收益E_D：

E_D＝C_sale,t-C_buy,t-C_OM,t

式中C_sale,t为供能收益；C_buy,t为购能成本；C_OM,t为运行维护成本；

(8)计算停电事故年均损失C_out：

式中N为一年中的停电次数；ΔP_loss为被切除的负荷；c_pr为停电事故损失；

(9)根据(1)～(8)计算的结果，采用如下算式计算得到智能电网的经济总效益：E_b＝E_pv+E_D+E_w+E_power-C_trans-C_s-C_l-C_out。

4.根据权利要求2所述的智能电网综合效益评价方法，其特征在于所述的技术效益指标体系，具体为采用如下步骤计算最终的智能电网的技术总效益：

1)计算线路平均负载率σ₁：

式中λ₁为一定时间内线路平均输送负荷；λ₀为线路极限输送负荷；

2)计算线路最大负载率σ₂：

式中λ₂为一定时间内线路最大输送负荷；λ₀为线路极限输送负荷；

3)计算主变平均负载率σ₃：

式中μ₁为一定时间内平均输出的视在功率；μ₀为一定时间内变压器额定容量；

4)计算主变最大负载率σ₄：

式中μ₂为一定时间内最大输出的视在功率；μ₀为一定时间内变压器额定容量；

5)计算设备年均正常运行率σ₅：

式中N为一年内正常运行设备数；N₀为设备总数；

6)计算供电可靠率σ₆：

式中T为统计期内用户平均停电时间；T₀为统计时间；

7)计算电压合格率σ₇：

式中T₁为电压偏差在限制范围内累计运行时间；T₀为运行统计时间；

8)计算可再生能源消纳率σ₈：

式中P₁为统计期内可再生能源发电被消耗量；P₀为统计期内可再生能源发电总量；

9)计算微电网电能自给率σ₉：

式中

为第i时刻微电网与配电网的交互电量；

为第i时刻负荷用电量；t为统计时长；

10)计算电量预测准确率σ₁₀：

式中E₁为区域内某一时间段电量预测值；E₀为区域某一时间段电量实际值；

11)计算负荷预测准确率σ₁₁：

式中P₁为区域内某一时间段负荷预测值；P₀为区域某一时间段负荷实际值；

12)计算配电网自愈成功率σ₁₂：

式中ρ₁为区域某一时间段配电网故障后自愈次数；ρ₀为区域内某一时间段配电网故障次数；

13)计算用电信息采集成功率σ₁₃：

式中ν₁为区域内某一时间段用电信息采集次数；ν₀为区域某一时间段用电信息采集成功次数；

14)计算用电行为分析准确率σ₁₄：

式中ε₁为区域内某一时间段用电行为分析次数；ε₀为区域某一时间段用电行为分析准确次数；

15)计算电动汽车充放电引导率σ₁₅：

式中β₁为区域内某一时间段电动汽车充放电次数；β₀为区域某一时间段电动汽车充放电引导次数；

16)根据步骤1)～步骤15)的计算结果，采用如下算式计算智能电网的技术总效益

5.根据权利要求2所述的智能电网综合效益评价方法，其特征在于所述的环境效益指标体系，具体为采用如下步骤计算最终的智能电网的环境总效益：

A.计算煤炭消耗年减少效益Δ_coal：

Δ_coal＝(c_t-c_i)W_TPGP_coal

式中c_t为传统电网单位发电耗煤量；c_i为智能电网单位发电耗煤量；W_TPG为年火力发电量；P_coal为单位煤炭价格；

B.计算二氧化碳年均减排效益ΔCO₂：

式中λ′为可再生能源年总发电量；λ为可再生能源和传统能源年总发电量；

为该区域电网二氧化碳年均排放总量；P_CO2为单位二氧化碳排放价格；

C.计算二氧化硫年均减排效益ΔSO₂：

式中λ′为可再生能源年总发电量；λ为可再生能源和传统能源年总发电量；

为该区域电网二氧化硫年均排放总量；P_SO2为单位二氧化硫排放价格；

D.计算氮氧化物年均减排效益ΔNO_X：

式中λ′为可再生能源年总发电量；λ为可再生能源和传统能源年总发电量；

为该区域电网氮氧化物年均排放总量；

为单位氮氧化物排放价格；

E.根据步骤A～步骤D的计算结果，采用如下算式计算智能电网的环境总效益ΔEB＝Δ_coal+ΔCO₂+ΔSO₂+ΔNO_X。

6.根据权利要求2所述的智能电网综合效益评价方法，其特征在于所述的社会效益指标体系，具体为采用如下步骤计算最终的智能电网的社会总效益：

a.计算电力产业经济发展E_GDP：

E_GDP＝ξ_E*G_GDP

式中ξ_E为电力产业占比；G_GDP为社会总产业的国内生产总值；

b.计算大范围停电次数成本C_PF：

C_PF＝N_pf*c_pf

式中N_pf为大范围停电次数；c_pf为每次大范围停电的估计成本；

c.计算一般持续停电成本C_CPF：

C_CPF＝N_pl*(N_ou*c_oup+N_au*c_aup)T_CPF

式中N_pl为受影响的馈电线或线路；N_ou为受影响的馈电线或线路服务的普通客户数；c_oup为普通用户停电成本；N_au为受影响的馈电线或线路服务的高级客户数；c_aup为高级用户停电成本；T_CPF为停电期间未服务的供电量；

d.计算电压骤降和骤升成本C_VC：

C_VC＝N_VC*c_VC

式中N_VC为电压波动次数；c_VC为每次电压波动成本；

e.根据步骤a～步骤d的计算结果，采用如下算式计算智能电网的社会总效益E_SB＝E_GDP-C_PF-C_CPF-C_VC。

7.根据权利要求1～6之一所述的智能电网综合效益评价方法，其特征在于步骤S3所述的采用模糊算法对步骤S2获取的实际运行数据进行归一化处理，从而得到最终的智能电网综合效益评价结果，具体为采用如下步骤得到最终的智能电网综合效益评价结果：

Ⅰ.对k个智能电网的经济总效益、技术总效益、环境总效益和社会总效益，采用如下算式计算相对满意程度：

式中

为第k个智能电网在第i个维度的相对满意程度；f_i ^max为第i个维度效益最大值；f_i ^min为第i个维度效益最小值；f_i(k)为第k个智能电网对应的第i个维度效益值；i的取值为1,2,3和4，依次对应经济总效益、技术总效益、环境总效益和社会总效益；γ₁和γ₂为调节系数；

Ⅱ.采用如下公式计算第k个智能电网的整体满意度μ^k：

式中

为第k个智能电网在第i个维度的相对满意程度；M为非劣解个数；L为效益维度个数；

Ⅲ.根据步骤Ⅱ得到的整体满意度μ^k，采用如下规则得到最终的智能电网综合效益评价结果：

整体满意度μ^k越高，表明该智能电网综合效益评价越好。

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