CN111695782A - 一种地区级源网荷系统评估与验证方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于熵权层次分析的地区级源网荷系统评估与验证方法及系统，基于层次分析法，综合经济性、安全性和供电能力三个角度八个具体指标对源网荷系统进行评估，在量化评估的基础上采用熵权法自动修正评估权重，对经济性、安全性和供电能力的量化评估结果进行综合评估，提高了评估结果的全面性和准确性，为改善源网荷系统的经济性和安全性提供了基础。本发明能够对地区级源网荷系统给出定量准确的评估结果，为源网荷系统经济安全稳定运行提供依据。

Description

一种地区级源网荷系统评估与验证方法及系统

技术领域

本发明属于电力系统可靠性评估领域，具体地说是一种通过熵权层次分析进行多角度量化评价最后进行综合评估的系统评估方法及系统。

背景技术

近年来随着新能源和主动配电网技术的发展，整个电力系统从电源、电网和负荷侧均能够进行调度控制。为应对高渗透率的分布式电源和储能装置的接入，研究人员提出了源网荷系统的概念。源网荷系统是指电源、电网和负荷三者之间通过多样化的交互方式，安全、高效、经济地提高电力系统的功率平衡能力。使用源网荷系统进行电能调度已经在很多地方尝试和推广。通过源网荷框架激励更多资源参与互动同时降低互动成本，实现电网经济、高效运行。源网荷系统能够根据实际需求对系统内发电机、电网拓扑、分布式电源和储能等进行组合优化和潮流控制。由于源网荷系统涉及多类可调设备，其架构与传统电网有一定差异，如何准确衡量源网荷系统整体的运行状态，对不同的源网荷系统进行评估，是推动其建设的关键问题之一。面对上述问题，需要提出新的评估流程和方法。

目前已有的评估方法大多针对输电网或者配电网进行，同时往往仅考虑对安全性或者经济性等单一指标进行评估。但系统向源网荷结构发展后现有的评价流程无法全面准确地进行评估，为后续电网维护和改造带来了困难。对于大量接入分布式电源和柔性负荷的源网荷系统，如何评价复杂条件下源网荷系统的综合表现，为系统优化提供依据是目前亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种基于熵权层次分析的地区级源网荷系统评估与验证方法及系统，实现对源网荷系统的综合评价。本发明基于层次分析法，综合经济性、安全性和供电能力三个角度八个具体指标对源网荷系统进行评估，同时通过熵权法自动修正评估权重，提高了评估结果的全面性和准确性，为改善源网荷系统的经济性和安全性提供了基础。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的地区级源网荷系统评估与验证方法，包括如下步骤：

步骤1，从系统层成本、设备层成本和分布式电源成本三个角度对源网荷系统的经济性进行量化评估；

步骤2，从暂态安全性、静态安全性和电网网架结构安全性三个角度对源网荷系统的安全性进行量化评估；

步骤3，从无联络供电能力和有联络供电能力两个角度对源网荷系统的供电能力进行量化评估；

步骤4，根据层次结构模型构造第一层判断矩阵和第二层判断矩阵，使用熵权层次分析法修正指标体系的权重，对经济性、安全性和供电能力的量化评估结果进行综合评估。

进一步的，本发明方法具体包括如下步骤：

步骤1，经济性量化评估

从系统层、设备层和分布式电源角度进行计算，具体包括：

(1)计算系统层成本

LCC_s＝CI_s+CO_s+CM_s+CF_s+CD_s (1)

其中：

CI_s——研究费用、设计费用和工程前期准备费用；

CO_s——人工成本；

CM_s——故障维修成本；

CF_s——停电损失；赔偿费用；

CD_s——0；

(2)计算设备层成本

LCC_d＝CI_d+CO_d+CM_d+CF_d+CD_d (2)

其中：

CI_d——设备购置成本；设备安装调试费用和旧设备拆迁费用；

CO_d——运行成本；

CM_d——维修成本；

CF_d——直接故障成本；

CD_d——设备改造和折旧成本；

其中，折旧成本按照平均年限法计算，即：

式中：

D——年折旧率；

C——固定资产原始成本；

S——估计的残值率；

n——耐用年限；

(3)计算分布式电源成本

其中：

C_DG——分布式电源成本；

C_user——用户设备安装维护成本；

——线路维护成本；

——分布式电源接入后新增网架建设成本；

2.安全性量化评估

(1)暂态安全性计算

i.计算频率稳定安全性：

η_fd＝[f_cxt-(f_cr-kT_cr)]×100％ (5)

其中：

f_cr——母线的频率偏移门槛值；

T_cr——超越偏移门槛的允许持续时间；

f_cxt——暂态过程中母线频率的极值；

k——为把临界频率偏移持续时间换算成频率的折算因子；

ii.计算暂态电压稳定安全性：

其中：

H——感应电动机的惯性时间常数，

S——感应电动机的转差，

M_m——感应电动机的机械功率，

η_vs——为正表示感应电动机稳定，否则不稳定；

则综合暂态安全性通过下式计算：

η＝(η_fd+η_vs)/2 (7)

(2)静态安全性计算

i.计算有功裕度安全性：

式中：

P₀——当前状态的有功功率；

P_max——临界状态的有功功率；

ii.电压裕度：

式中：

V₀——当前状态的电压；

V_cr——为临界状态的电压；

则综合静态安全性通过下式计算：

K＝(K_p+K_v)/2 (10)

(3)电网网架结构安全性计算

i.计算分层合理度

式中：ζ_c、ξ_c——权重，ζ_c+ξ_c＝1；

g、h——未连接到相应电压网络上的发电厂和负荷的数目；

G、H——电网中总的发电厂和负荷的数目；

电网按照传输能力的大小，将电力系统划分为由上至下的若干层次结构，一定容量的电厂接入相应一级的电压网络；

ii.计算分区合理度

式中：ζ_q、ξ_q——权重，ζ_q+ξ_q＝1；

A_sell——评估时段内该电网的售电量；

A_supply——评估时段内该电网的供电量；

P_max——评估时段内该电网的最大负荷；

S_e——评估时段内该电网的总容量；

综合网架结构合理度通过下式计算：

f＝(f_c+f_q)/2 (13)

步骤3，供电能力量化评估

(1)与区外无联络的供电能力计算

计算一座变电站的情况，此时源网荷系统的供电能力就是该变电站的站内供电能力，如下式所示：

Ca'＝Ca＝k(N-1)P (14)

其中：Ca'——源网荷系统供电能力；

Ca——变电站的站内供电能力；

N——主变台数；

P——单台主变容量；

k——主变过载系数，为1时主变不过载；

将上式推广到n座变电站的场景：

当min{(P₁+…+P_n-1),…,(P₂+…P_n)}≤[min(S_L12,S_L21)+…+min(S_L(n-1)(n),S_L(n)(n-1))]：

Ca'＝N₁P₁+…+N_nP_n-max(P₁,…,P_n) (15)

当min{(P₁+…+P_n-1),…,(P₂+…P_n)}＞[min(S_L12,S_L21)+…+min(S_L(n-1)(n),S_L(n)(n-1))]：

Ca'＝(N₁-1)P₁+…+(N_n-1)P_n+[min(S_L12,S_L21)+…min(S_L(n-1)(n),S_L(n)(n-1))] (16)

S_L——变电站到联络开关或开关站之间联络线的容量限值；

(2)与区外有联络供电能力计算

根据下式计算区域外联络的n座变电站供电能力，其中，S_LXi为变电站i连接的区域外所有联络线的最大输送容量之和的一半；

当

当

步骤4，基于熵权层次分析法的源网荷系统综合评估

(1)根据层次结构模型构造第一层判断矩阵

根据源网荷系统的实际情况，确定经济性评估指标A1、安全性评估指标A2和供电能力评估指标A3相对与M层的相对重要性权重，形成判断矩阵M如下：

i.对每一列的元素作正规化结构处理，其元素的一般形式为

得

ii.将正规化后的判断矩阵按行相加，得

iii.将向量

正规化，即

所求的特征向量为：

iv.计算判断举证的最大特征根

并进行一致性检验。

(2)构造第二层判断矩阵

根据源网荷系统的评价指标情况构造第二层的判断矩阵。第二层的判断矩阵有三个，各为：

i.形成判断矩阵A1如下：

采用与第一层判断矩阵相同的处理方式，求得正规化后的特征向量

因此

表示B层中的9种指标相对于A层中经济性评价指标A1的相对权重向量；

ii.形成判断矩阵A2如下：

同理得归一化后的特征向量

iii.形成判断矩阵A3如下：

同理得归一化后的特征向量

综上，求出各个指标相对与目标M层的权重：

W表示层次结构模型B层中的8个指标相对于总目标M层的权重向量；

(3)熵权法修正指标体系的权重

对于归一化处理后的判断矩阵

根据公式

得到

同理计算归一化后判断矩阵

的熵值E₁、E₂和E₃；

基于熵值求得各判断矩阵的信息权重

利用信息权重Uⁱ修正由层次分析法得到的权重向量W_i，得到

对于判断矩阵

利用信息权重修正后的综合权重依次为

求出各指标相对于总目标的权重：

λ表示B层中的所有指标相对目标M层的综合权重向量；

计算B层中的各个指标，基于各个指标的得分，即系统层成本S₁，设备层成本S₂，分布式电源成本S₃，暂态安全性S₄，静态安全性S₅，网架结构安全性S₆，与区外无联络供电能力S₇、与区外有联络供电能力S₈，结合各权重向量计算源网荷系统综合评估得分值：

S＝λ₁S₁+λ₂S₂+λ₃S₃+λ₄S₄+λ₅S₅+λ₆S₆+λ₇S₇+λ₈S₈ (27)

本发明还提供一种地区级源网荷系统评估与验证系统，包括经济性量化评估模块、安全性量化评估模块、供电能力量化评估模块、源网荷系统综合评估模块；经济性量化评估模块用于从暂态安全性、静态安全性和电网网架结构安全性三个角度对源网荷系统的安全性进行量化评估；安全性量化评估模块用于从暂态安全性、静态安全性和电网网架结构安全性三个角度对源网荷系统的安全性进行量化评估；供电能力量化评估模块用于从无联络供电能力和有联络供电能力两个角度对源网荷系统的供电能力进行量化评估；源网荷系统综合评估模块用于根据层次结构模型构造第一层判断矩阵和第二层判断矩阵，使用熵权层次分析法修正指标体系的权重，对经济性、安全性和供电能力的量化评估结果进行综合评估。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明基于地区级源网荷系统经济性量化评估、安全性量化评估和供电能力量化评估的基础上采用熵权层次分析方法自动修正权重系数，给出系统整体评价结果。本发明能够对地区级源网荷系统给出定量准确的评估结果，为源网荷系统经济安全稳定运行提供依据。基于本发明方法能够较为直观地找出系统薄弱环节，便于后续改善。

附图说明

图1为地区级源网荷系统综合评价指标体系。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本发明提供的地区级源网荷系统评估与验证方法，包括如下步骤：

步骤1，经济性量化评估

源网荷系统经济性评估需要考虑互联设备对全网的影响，从系统层、设备层和分布式电源角度进行计算。在系统层模型中，从人工成本、输送电量、多重故障角度，计算其全寿命周期成本(LCC)；在设备层中，考虑源网荷设备的全寿命周期成本。

(1)计算系统层成本

LCC_s＝CI_s+CO_s+CM_s+CF_s+CD_s (1)

其中：

CI_s——研究费用、设计费用和工程前期准备费用。

CO_s——人工成本。

CM_s——故障维修成本

CF_s——停电损失；赔偿费用。

CD_s——0

(2)计算设备层成本

LCC_d＝CI_d+CO_d+CM_d+CF_d+CD_d (2)

其中：

CI_d——设备购置成本；设备安装调试费用和旧设备拆迁费用。

CO_d——运行成本。

CM_d——维修成本。

CF_d——直接故障成本。

CD_d——设备改造和折旧成本。

其中，折旧成本按照平均年限法计算，即：

式中：

D——年折旧率；

C——固定资产原始成本；

S——估计的残值率；

n——耐用年限；

(3)计算分布式电源成本

其中：

C_DG——分布式电源成本；

C_user——用户设备安装维护成本；

——线路维护成本；

——分布式电源接入后新增网架建设成本

2.安全性量化评估

(1)暂态安全性计算

i.计算频率稳定安全性：

η_fd＝[f_cxt-(f_cr-kT_cr)]×100％ (5)

其中：

f_cr——母线的频率偏移门槛值；

T_cr——超越偏移门槛的允许持续时间；

f_cxt——暂态过程中母线频率的极值；

k——为把临界频率偏移持续时间换算成频率的折算因子。

ii.计算暂态电压稳定安全性：

其中：

H——感应电动机的惯性时间常数，

S——感应电动机的转差，

M_m——感应电动机的机械功率，

η_vs——为正表示感应电动机稳定，否则不稳定

则综合暂态安全性通过下式计算：

η＝(η_fd+η_vs)/2 (7)

(2)静态安全性计算

i.计算有功裕度安全性：

式中：

P₀——当前状态的有功功率；

P_max——临界状态的有功功率；

K_p＞0——系统静态电压稳定，K_p＝0，系统临界稳定。K_p越小，说明当前的工作点距离稳定极限点越近，承受负荷变化的能力越差。系统在正常运行方式下K_p值应不小于15％～20％。

ii.电压裕度：

式中：

V₀——当前状态的电压；

V_cr——为临界状态的电压。

则综合静态安全性通过下式计算：

K＝(K_p+K_v)/2 (10)

(3)电网网架结构安全性计算

iii.计算分层合理度

式中：ζ_c、ξ_c——权重，ζ_c+ξ_c＝1；

g、h——未连接到相应电压网络上的发电厂和负荷的数目；

G、H——电网中总的发电厂和负荷的数目。

电网通常按照传输能力的大小，将电力系统划分为由上至下的若干层次结构。一定容量的电厂应该接入相应一级的电压网络，以充分发挥各级电压网络的传输能力，简化电网结构并加强对枢纽节点的电压支持。

iv.计算分区合理度

式中：ζ_q、ξ_q——权重，ζ_q+ξ_q＝1；

A_sell——评估时段内该电网的售电量；

A_supply——评估时段内该电网的供电量；

P_max——评估时段内该电网的最大负荷；

S_e——评估时段内该电网的总容量；

综合网架结构合理度通过下式计算：

f＝(f_c+f_q)/2 (13)

步骤3，供电能力量化评估

(1)与区外无联络的供电能力计算

首先以一座变电站的情况进行计算，此时源网荷系统的供电能力就是该变电站的站内供电能力，如下式所示：

Ca'＝Ca＝k(N-1)P (14)

其中：Ca'——源网荷系统供电能力；

Ca——变电站的站内供电能力；

N——主变台数；

P——单台主变容量(有功容量)；

k——主变过载系数，为1时主变不过载

将上式推广到n座变电站的场景：

当min{(P₁+…+P_n-1),…,(P₂+…P_n)}≤[min(S_L12,S_L21)+…+min(S_L(n-1)(n),S_L(n)(n-1))]：

Ca'＝N₁P₁+…+N_nP_n-max(P₁,…,P_n) (15)

当min{(P₁+…+P_n-1),…,(P₂+…P_n)}＞[min(S_L12,S_L21)+…+min(S_L(n-1)(n),S_L(n)(n-1))]：

Ca'＝(N₁-1)P₁+…+(N_n-1)P_n+[min(S_L12,S_L21)+…min(S_L(n-1)(n),S_L(n)(n-1))] (16)

S_L——变电站到联络开关或开关站之间联络线的容量限值。

(2)与区外有联络供电能力计算

为简化计算，对区域外联络情况作如下约定：以与区域外联络线的联络点为界，对联络点靠区域内一侧，作为源网荷系统供电能力计算范围；对联络点靠区域外一侧，统一考虑为容量充足的等效电源。由约定可知：区域外联络所提供的最大负荷转移能力等于区域外联络线的输送容量。

考虑区域外联络的n座变电站供电能力计算公式如下所示，其中，S_LXi为变电站i连接的区域外所有联络线的最大输送容量之和的一半。

当

当

步骤4，基于熵权层次分析法的源网荷系统综合评估

地区级源网荷系统综合评价指标体系如图1所示，评估指标体系反应了指标的上下级关系，同时需要确定指标之间的重要程度，即指标权重。权重的大小反应了该指标相对于其他指标重要性的高低。本方法中采用层次分析法确定指标体系中各指标的初步权重。

(1)根据层次结构模型构造第一层判断矩阵

根据源网荷系统的实际情况，确定经济性评估指标A1、安全性评估指标A2和供电能力评估指标A3相对与M层的相对重要性权重，形成判断矩阵M，如下表1所示：

表1 第一层判断矩阵

i.对每一列的元素作正规化出力，其元素的一般形式为

得

ii.将正规化后的判断矩阵按行相加，得

iii.将向量

正规化，即

所求的特征向量为：

iv.计算判断举证的最大特征根

并进行一致性检验。

(2)构造第二层判断矩阵

根据源网荷系统的评价指标情况构造第二层的判断矩阵。第二层的判断矩阵有三个，各为：

i.判断矩阵A1

采用与第一层判断矩阵相同的处理方式，求得正规化后的特征向量

因此

表示B层中的9种指标相对于A层中经济性评价指标A1的相对权重向量。

ii.判断矩阵A2

同理可得归一化后的特征向量

iii.判断矩阵A3

同理可得归一化后的特征向量

综上，可求出各个指标相对与目标M层的权重

W表示层次结构模型B层中的8个指标相对于总目标M层的权重向量。

(3)熵权法修正指标体系的权重

采用层次分析法在确定层次节点的权重时，评价结果可能由于人为的主观因素形成偏差。为消除该方法所形成的偏差对评估结果的影响，采用熵权法修正初步权重。

对于归一化处理后的判断矩阵

根据公式

得到

同理可以计算归一化后判断矩阵

的熵值E₁、E₂和E₃。

基于熵值求得各判断矩阵的信息权重

利用信息权重Uⁱ修正由层次分析法得到的权重向量W_i，得到

对于判断矩阵

利用信息权重修正后的综合权重依次为

求出各指标相对于总目标的权重：

λ表示B层中的所有指标相对目标M层的综合权重向量。

计算B层中的各个指标，基于各个指标的得分，即系统层成本S₁，设备层成本S₂，分布式电源成本S₃，暂态安全性S₄，静态安全性S₅，网架结构安全性S₆，与区外无联络供电能力S₇、与区外有联络供电能力S₈。结合上述权重，计算源网荷系统综合评估得分值如下：

S＝λ₁S₁+λ₂S₂+λ₃S₃+λ₄S₄+λ₅S₅+λ₆S₆+λ₇S₇+λ₈S₈ (27)

本发明还提供一种地区级源网荷系统评估与验证系统，为在计算机上实现的可执行的软件，能够执行上述方法中的各个步骤。具体的说，本系统包括经济性量化评估模块、安全性量化评估模块、供电能力量化评估模块、源网荷系统综合评估模块。

其中，经济性量化评估模块用于从系统层、设备层和分布式电源角度计算成本，具体用于实现上述步骤1内容。安全性量化评估模块用于计算暂态安全性、静态安全性、电网网架结构安全性，具体用于实现上述步骤2内容。供电能力量化评估模块用于计算与区外无联络的供电能力、与区外有联络供电能力，具体用于实现上述步骤3内容。源网荷系统综合评估模块用于根据层次结构模型构造第一层判断矩阵和第二层判断矩阵，基于熵权法修正指标体系的权重，对经济性、安全性和供电能力的量化评估结果进行综合评估，最终得到源网荷系统综合评估得分，具体用于实现上述步骤4内容。

实例：

采用苏州地区实际源网荷系统为算例，根据已有的网架结构和参数，建立源网荷评估模型，利用相应数据进行模拟验证。

地区级源网荷评估流程具体实施方式如下：

a.对源网荷系统的经济性进行评估计算

b.对源网荷系统的安全性进行评估计算

c.对源网荷系统的供电能力进行评估计算

d.利用熵权法修正指标权重

e.优化周期结束，返回步骤a

评估结果如下表所示

表2 熵权法修正后的指标权重

经过综合计算，算例中的源网荷系统综合得分为82.9分。

从各项指标得分可以看出，B3和B7指标得分较低，分别对应分布式电源成本和区外无联络供电能力，因此为提高评价应重点改善该区域源网荷系统中分布式电源的接入数量和接入方式，并考虑增加备用供电能力。由此可以看出本发明能够较为直观地找出系统薄弱环节，便于后续改善。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种地区级源网荷系统评估与验证方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，从系统层成本、设备层成本和分布式电源成本三个角度对源网荷系统的经济性进行量化评估；

步骤2，从暂态安全性、静态安全性和电网网架结构安全性三个角度对源网荷系统的安全性进行量化评估；

步骤3，从无联络供电能力和有联络供电能力两个角度对源网荷系统的供电能力进行量化评估；

步骤4，根据层次结构模型构造第一层判断矩阵和第二层判断矩阵，使用熵权层次分析法修正指标体系的权重，对经济性、安全性和供电能力的量化评估结果进行综合评估。

2.根据权利要求1所述的地区级源网荷系统评估与验证方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1，经济性量化评估

从系统层、设备层和分布式电源角度进行计算，具体包括：

(1)计算系统层成本

LCC_s＝CI_s+CO_s+CM_s+CF_s+CD_s (1)

其中：

CI_s——研究费用、设计费用和工程前期准备费用；

CO_s——人工成本；

CM_s——故障维修成本；

CF_s——停电损失；赔偿费用；

CD_s——0；

(2)计算设备层成本

LCC_d＝CI_d+CO_d+CM_d+CF_d+CD_d (2)

其中：

CI_d——设备购置成本；设备安装调试费用和旧设备拆迁费用；

CO_d——运行成本；

CM_d——维修成本；

CF_d——直接故障成本；

CD_d——设备改造和折旧成本；

其中，折旧成本按照平均年限法计算，即：

式中：

D——年折旧率；

C——固定资产原始成本；

S——估计的残值率；

n——耐用年限；

(3)计算分布式电源成本

其中：

C_DG——分布式电源成本；

C_user——用户设备安装维护成本；

——线路维护成本；

——分布式电源接入后新增网架建设成本；

2.安全性量化评估

(1)暂态安全性计算

i.计算频率稳定安全性：

η_fd＝[f_cxt-(f_cr-kT_cr)]×100％ (5)

其中：

f_cr——母线的频率偏移门槛值；

T_cr——超越偏移门槛的允许持续时间；

f_cxt——暂态过程中母线频率的极值；

k——为把临界频率偏移持续时间换算成频率的折算因子；

ii.计算暂态电压稳定安全性：

其中：

H——感应电动机的惯性时间常数，

S——感应电动机的转差，

M_m——感应电动机的机械功率，

η_vs——为正表示感应电动机稳定，否则不稳定；

则综合暂态安全性通过下式计算：

η＝(η_fd+η_vs)/2 (7)

(2)静态安全性计算

i.计算有功裕度安全性：

式中：

P₀——当前状态的有功功率；

P_max——临界状态的有功功率；

ii.电压裕度：

式中：

V₀——当前状态的电压；

V_cr——为临界状态的电压；

则综合静态安全性通过下式计算：

K＝(K_p+K_v)/2 (10)

(3)电网网架结构安全性计算

i.计算分层合理度

式中：ζ_c、ξ_c——权重，ζ_c+ξ_c＝1；

g、h——未连接到相应电压网络上的发电厂和负荷的数目；

G、H——电网中总的发电厂和负荷的数目；

电网按照传输能力的大小，将电力系统划分为由上至下的若干层次结构，一定容量的电厂接入相应一级的电压网络；

ii.计算分区合理度

式中：ζ_q、ξ_q——权重，ζ_q+ξ_q＝1；

A_sell——评估时段内该电网的售电量；

A_supply——评估时段内该电网的供电量；

P_max——评估时段内该电网的最大负荷；

S_e——评估时段内该电网的总容量；

综合网架结构合理度通过下式计算：

f＝(f_c+f_q)/2 (13)

步骤3，供电能力量化评估

(1)与区外无联络的供电能力计算

计算一座变电站的情况，此时源网荷系统的供电能力就是该变电站的站内供电能力，如下式所示：

Ca'＝Ca＝k(N-1)P (14)

其中：Ca'——源网荷系统供电能力；

Ca——变电站的站内供电能力；

N——主变台数；

P——单台主变容量；

k——主变过载系数，为1时主变不过载；

将上式推广到n座变电站的场景：

当min{(P₁+…+P_n-1),…,(P₂+…P_n)}≤[min(S_L12,S_L21)+…+min(S_L(n-1)(n),S_L(n)(n-1))]：

Ca'＝N₁P₁+…+N_nP_n-max(P₁,…,P_n) (15)

当min{(P₁+…+P_n-1),…,(P₂+…P_n)}＞[min(S_L12,S_L21)+…+min(S_L(n-1)(n),S_L(n)(n-1))]：

Ca'＝(N₁-1)P₁+…+(N_n-1)P_n+[min(S_L12,S_L21)+…min(S_L(n-1)(n),S_L(n)(n-1))] (16)

S_L——变电站到联络开关或开关站之间联络线的容量限值；

(2)与区外有联络供电能力计算

根据下式计算区域外联络的n座变电站供电能力，其中，S_LXi为变电站i连接的区域外所有联络线的最大输送容量之和的一半；

当

当

步骤4，基于熵权层次分析法的源网荷系统综合评估

(1)根据层次结构模型构造第一层判断矩阵

根据源网荷系统的实际情况，确定经济性评估指标A1、安全性评估指标A2和供电能力评估指标A3相对与M层的相对重要性权重，形成判断矩阵M如下：

i.对每一列的元素作正规化出力，其元素的一般形式为

得

ii.将正规化后的判断矩阵按行相加，得

iii.将向量

正规化，即

所求的特征向量为：W⁰＝(W₁ ⁰,W₂ ⁰,W₃ ⁰)^T

iv.计算判断举证的最大特征根

并进行一致性检验；

(2)构造第二层判断矩阵

根据源网荷系统的评价指标情况构造第二层的判断矩阵，第二层的判断矩阵有三个，各为：

i.形成判断矩阵A1如下：

采用与第一层判断矩阵相同的处理方式，求得正规化后的特征向量W¹＝(W₁ ¹,W₂ ¹,W₃ ¹)^T，因此W¹A₁＝(W₁ ¹,W₂ ¹,W₃ ¹,0,0,0,0,0,0)^T，表示B层中的9种指标相对于A层中经济性评价指标A1的相对权重向量；

ii.形成判断矩阵A2如下：

同理得归一化后的特征向量W²＝(W₁ ²,W₂ ²,W₃ ²)^T，W²A₂＝(0,0,0,W₁ ²,W₂ ²,W₃ ²,0,0,0)^T；

iii.形成判断矩阵A3如下：

同理得归一化后的特征向量W³＝(W₁ ³,W₂ ³)^T，W³A₃＝(0,0,0,0,0,0,W₁ ³,W₂ ³)^T；

综上，求出各个指标相对与目标M层的权重：

W表示层次结构模型B层中的8个指标相对于总目标M层的权重向量；

(3)熵权法修正指标体系的权重

对于归一化处理后的判断矩阵

根据公式

得到

同理计算归一化后判断矩阵

的熵值E₁、E₂和E₃；

基于熵值求得各判断矩阵的信息权重

利用信息权重Uⁱ修正由层次分析法得到的权重向量W_i，得到

对于判断矩阵

利用信息权重修正后的综合权重依次为

求出各指标相对于总目标的权重：

λ表示B层中的所有指标相对目标M层的综合权重向量；

计算B层中的各个指标，基于各个指标的得分，即系统层成本S₁，设备层成本S₂，分布式电源成本S₃，暂态安全性S₄，静态安全性S₅，网架结构安全性S₆，与区外无联络供电能力S₇、与区外有联络供电能力S₈，结合各权重向量计算源网荷系统综合评估得分值：

S＝λ₁S₁+λ₂S₂+λ₃S₃+λ₄S₄+λ₅S₅+λ₆S₆+λ₇S₇+λ₈S₈ (27)。

3.一种地区级源网荷系统评估与验证系统，其特征在于：用于实现权利要求1或2中任意一项所述的地区级源网荷系统评估与验证方法，包括经济性量化评估模块、安全性量化评估模块、供电能力量化评估模块、源网荷系统综合评估模块；经济性量化评估模块用于从暂态安全性、静态安全性和电网网架结构安全性三个角度对源网荷系统的安全性进行量化评估；安全性量化评估模块用于从暂态安全性、静态安全性和电网网架结构安全性三个角度对源网荷系统的安全性进行量化评估；供电能力量化评估模块用于从无联络供电能力和有联络供电能力两个角度对源网荷系统的供电能力进行量化评估；源网荷系统综合评估模块用于根据层次结构模型构造第一层判断矩阵和第二层判断矩阵，使用熵权层次分析法修正指标体系的权重，对经济性、安全性和供电能力的量化评估结果进行综合评估。

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