CN112653121B - 一种新能源微电网参与电网调频能力的评估方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种新能源微电网参与电网调频能力的评估方法及装置，该方法包括：获取微电网评估体系中一层指标的判断矩阵，以及每个一层指标所包括的二层指标的判断矩阵，判断矩阵用于表示指标间的重要性程度；根据判断矩阵，确定相应指标的权重向量；对二层指标进行指标值的量化；根据量化后的二层指标值和二层指标的权重向量，加权后得到对应一层指标的评估值，再结合一层指标的权重向量，加权后得到新能源微电网调频能力的评估值。该方法综合考虑指标的量化值和权重比例，得到客观准确的微电网调频能力的评估值。通过对多个新能源微电网评估，有利于在微电网群中，进行优化调度，进而实现跨区域，大规模的调频。
Description
技术领域
本发明涉及电网性能分析领域，尤其涉及一种新能源微电网参与电网调频能力的评估方法及装置。
背景技术
微电网(Micro-Grid)，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。
随着大规模新能源微电网的接入，其波动性和随机性对电网的安全稳定运行造成了一定的影响。目前通过优化并网方案和提高新能源机组自身调频能力等一系列方式缓解大电网的压力。
然而，如何衡量新能源微电网参与电网调频的能力成为亟待解决的技术问题，以期分析不同微电网接入对调频的贡献。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供一种新能源微电网参与电网调频能力的评估方法及装置。
第一方面，本发明实施例提供一种新能源微电网参与电网调频能力的评估方法，包括：获取微电网评估体系中一层指标的判断矩阵，以及每个一层指标所包括的二层指标的判断矩阵，所述判断矩阵用于表示指标间的重要性程度；根据所述判断矩阵，确定相应指标的权重向量；对二层指标进行指标值的量化；根据量化后的二层指标值和二层指标的权重向量，加权后得到对应一层指标的评估值，再结合一层指标的权重向量，加权后得到新能源微电网调频能力的评估值；其中，所述一层指标包括调频经济性指标和调频技术性指标，所述二层指标为每个一层指标的定量分析指标。
进一步地，所述调频经济性指标包括，风力机组成本、光伏机组成本和储能成本。
进一步地，所述调频技术性指标包括，调频死区、响应滞后时间、调差系数和调频深度。
进一步地，所述获取微电网评估体系中一层指标的判断矩阵，以及每个一层指标所包括的二层指标的判断矩阵之后，还包括：根据每个判断矩阵的最大特征根、矩阵的阶数和矩阵阶数对应的随机一致性指标值，计算所得判断矩阵的随机一致性比率，若计算得出的随机一致性比率不满足预设阈值，则调整判断矩阵，直至计算得出的随机一致性比率满足预设阈值。
进一步地，根据所述判断矩阵，确定相应指标的权重向量，包括：根据所述判断矩阵，基于方根法，确定相应指标的权重向量。
进一步地，所述对二层指标进行指标值的量化，包括：基于模糊综合评价法，对每个二层指标进行赋值量化。
第二方面，本发明实施例提供一种新能源微电网参与电网调频能力的评估装置，包括：判断矩阵模块，用于获取微电网评估体系中一层指标的判断矩阵，以及每个一层指标所包括的二层指标的判断矩阵，所述判断矩阵用于表示指标间的重要性程度；权重生成模块，用于根据所述判断矩阵，确定相应指标的权重向量；指标量化模块，用于对二层指标进行指标值的量化；评估处理模块，用于根据量化后的二层指标值和二层指标的权重向量，加权后得到对应一层指标的评估值，再结合一层指标的权重向量，加权后得到新能源微电网调频能力的评估值；其中，所述一层指标包括调频经济性指标和调频技术性指标，所述二层指标为每个一层指标的定量分析指标。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现本发明第一方面新能源微电网参与电网调频能力的评估方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面新能源微电网参与电网调频能力的评估方法的步骤。
本发明实施例提供的新能源微电网参与电网调频能力的评估方法及装置，通过一层定性指标和二层定量指标体系，能够客观的反应微电网的特征，通过权重向量和指标量化，综合考虑到指标的量化值和权重比例，最终得到客观准确的微电网调频能力评估值。通过该评估值能够比较多个新能源微电网各自的调频能力，有利于在微电网群中，对其进行优化调度，进而实现跨区域，大规模的调频。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的新能源微电网参与电网调频能力的评估方法流程图；
图2为本发明实施例提供的新能源微电网参与电网调频能力的评估装置结构图；
图3为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
新能源微电网接入电力系统后，应具备一定的调频能力。本发明实施例针对当电力系统出现频率偏差时，其参与电网调频能力的评估。
图1为本发明实施例提供的新能源微电网参与电网调频能力的评估方法流程图，如图1所示，本发明实施例提供一种新能源微电网参与电网调频能力的评估方法，包括：
101，获取微电网评估体系中一层指标的判断矩阵，以及每个一层指标所包括的二层指标的判断矩阵，判断矩阵用于表示指标间的重要性程度。
在101中，首先建立或已经建立评估的指标体系，由一层指标和二层指标构成，需要说明的是也可根据需要加入三层及以上的指标，属于本方法的简单扩展。第一层指标主要为定性指标，如包括调频经济性指标和调频技术性指标，以下以此为例进行说明。此外，一层指标还可包括安全性指标和环保性指标。对于每个一层指标都有对应的多个能够定量分析的二层指标，即二层指标为每个一层指标下的定量分析指标。
对于第一层指标，通过判断矩阵来表示各第一层指标间的重要性程度的关系。对于每个一层指标下属的二层指标，也通过对应的判断矩阵来表示第二层指标间的重要性程度的关系。也就是说第二层指标的判断矩阵有多个，和一层指标的数量对应。
对于判断矩阵A，aij表示矩阵中各元素的重要性之比。例如，对于一层指标只包括调频经济性指标和调频技术性指标时，对应的判断矩阵A就是一个2×2的矩阵，用于表示一层指标中调频经济性指标和调频技术性指标之间的重要性层度关系，其值可根据德尔菲法确定，一般采用1～9位标度法确定重要性判断准则。
102，根据判断矩阵，确定相应指标的权重向量。
根据判断矩阵确定权重向量的计算方法包括：和法、根法、幂法和方根法。
103，对二层指标进行指标值的量化。
通过量化得到二层指标的具体数值，即可得到二层指标的评价向量Ri。
104，根据量化后的二层指标值和二层指标的权重向量，加权后得到对应一层指标的评估值，再结合一层指标的权重向量，加权后得到新能源微电网的评估值。
根据量化后得到的二层指标的具体数值的矩阵表示，得到评价向量Ri，再根据二层指标的权重向量wi计算加权后，得到该二层指标所属的一层指标的评估值。对于每个一层指标按此步骤得到评估值后，则获得一层指标的评价向量Ci＝wiRi。再通过一层指标评价向量R＝[C1,C2]，和一层指标的权重向量W，计算并网型微电网综合评价值H＝WR。其中，以上的i表示一层指标的个数。
本实施例提供的新能源微电网参与电网调频能力的评估方法，通过一层定性指标和二层定量指标体系，能够客观的反应微电网的特征，通过权重向量和指标量化，综合考虑到指标的量化值和权重比例，最终得到客观准确的微电网调频能力评估值。通过该评估值能够比较多个新能源微电网各自的调频能力，有利于在微电网群中，对其进行优化调度，进而实现跨区域，大规模的调频。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，调频经济性指标包括，风力机组成本、光伏机组成本和储能成本。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，调频技术性指标包括，调频死区、响应滞后时间、调差系数和调频深度。
本发明实施例从技术性和经济性两个方面针对新能源微电网提出评估指标，其中技术性指标可参考常规的调频评估指标，包括：调频死区、响应滞后时间、调差系数和调频深度。
根据新能源微电网调频能力的技术性评估指标和参与微电网调频资源的成本设定两级评价因素集U:调频资源经济性指标U1，包含三个二级指标，风力机组成本U11、光伏机组成本U12和储能成本U13；调频效果技术性指标U2，包括四个二级指标，调频死区U21、调频响应滞后时间U22、调差系数U23、调频深度U24。
本实施例提供的新能源微电网参与电网调频能力的评估方法，综合考虑调频经济型性指标和调频技术性指标，调频经济性指标包括，风力机组成本、光伏机组成本和储能成本，调频技术性指标包括，调频死区、响应滞后时间、调差系数和调频深度，能够客观全面的反应新能源微电网参与电网调频的能力。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，获取微电网评估体系中一层指标的判断矩阵，以及每个一层指标所包括的二层指标的判断矩阵之后，还包括：根据每个判断矩阵的最大特征根、矩阵的阶数和矩阵阶数对应的随机一致性指标值，计算所得判断矩阵的随机一致性比率，若计算得出的随机一致性比率不满足预设阈值，则调整判断矩阵，直至计算得出的随机一致性比率满足预设阈值。
本发明实施例中对获得的判断矩阵进行一致性检验，具体包括，根据一致性指标CI和随机一致性比率CR进行检验：
式中，λmax为判断矩阵的最大特征根；n为判断矩阵的阶数；RI为不同阶数对应的随机一致性指标值。以预设阈值为0.1为例，若CR<0.1，则认为判断矩阵具有可接受的一致性，否则应调整判断矩阵，直到满足判定条件为止。
本实施例提供的新能源微电网参与电网调频能力的评估方法，通过对获得的判断矩阵进行一致性检验，直至计算得出的随机一致性比率满足预设阈值，能够得到准确反映调频能力的判断矩阵，以保障评估结果的准确性。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，根据判断矩阵，确定相应指标的权重向量，包括：根据判断矩阵，基于方根法，确定相应指标的权重向量。其计算步骤包括：
计算判断矩阵A每一行因素的乘积Mi；然后，计算Mi的n次方根Wi，再对Wi作归一化处理，得到结果如下：
[ω1,ω2,...,ωn]T即是所求的特征向量(即对应的权重向量)。其中，i表示指标的数量，n为指标的总个数。
以只选取调频经济性指标和调频技术性指标为例，此时的一层指标权重矩阵具体为W＝[ω1,ω2]。二层指标的权重向量有多个，对应于每个一层指标，二层指标的权重向量为wi＝(ωij),(i＝1,2)，i表示一层指标的个数，j表示对应的二层指标的个数。
本实施例提供的新能源微电网参与电网调频能力的评估方法，通过方根法确定指标的权重向量，有利于提高评估结果的准确性。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，对二层指标进行指标值的量化，包括：基于模糊综合评价法，对每个二层指标进行赋值。
在得到各个指标权重后，需要对指标评估结果进行量化。本发明实施例基于模糊综合评价法，对经济性指标和技术性指标进行评估。通过所提计算方法，求得二级指标的具体数值。
具体包括，对不同的指标进行排序后，按指标在不同微电网中的顺序对指标进行赋值。需要注意成本越低，评价越优。
设定指标评价量化集D，并给每个结果进行赋值，具体见表1。
表1指标评价量化集
| D | 评价 | 各评价指标赋值 |
| D1 | 优：指标排名前30％ | 3 |
| D2 | 中：指标排名前30％-70％ | 2 |
| D3 | 差：指标排名后30％ | 1 |
例如，三个微电网，储能成本分别为10万、20万和50万，则此三个微电网储能成本的指标赋值量化后由成本高到低分别为3、2、1。
根据评价量化集得出二层指标的评价向量Ri，后续计算参见上述实施例。
本实施例提供的新能源微电网参与电网调频能力的评估方法，基于模糊综合评价法，对每个二层指标进行赋值量化，能够在较小的计算量的前提下，得到准确的评估结果。
图2为本发明实施例提供的新能源微电网参与电网调频能力的评估装置结构图，如图2所示，该新能源微电网参与电网调频能力的评估装置包括：判断矩阵模块201、权重生成模块202、指标量化模块203和评估处理模块204。其中，判断矩阵模块201用于获取微电网评估体系中一层指标的判断矩阵，以及每个一层指标所包括的二层指标的判断矩阵，判断矩阵用于表示指标间的重要性程度；权重生成模块202用于根据判断矩阵，确定相应指标的权重向量；指标量化模块203用于对二层指标进行指标值的量化；评估处理模块204用于根据量化后的二层指标值和二层指标的权重向量，加权后得到对应一层指标的评估值，再结合一层指标的权重向量，加权后得到新能源微电网调频能力的评估值；其中，一层指标包括调频经济性指标和调频技术性指标，二层指标为每个一层指标的定量分析指标。
在判断矩阵模块201首先建立或已经建立评估的指标体系，由一层指标和二层指标构成。第一层指标主要为定性指标，如包括调频经济性指标和调频技术性指标。对于每个一层指标都有对应的多个能够定量分析的二层指标，即二层指标为每个一层指标下的定量分析指标。
对于第一层指标，通过判断矩阵来表示各第一层指标间的重要性程度的关系。对于每个一层指标下属的二层指标，也通过对应的判断矩阵来表示第二层指标间的重要性程度的关系。也就是说第二层指标的判断矩阵有多个，和一层指标的数量对应。判断矩阵的值可根据德尔菲法确定，一般采用1～9位标度法确定重要性判断准则。
权重生成模块202根据判断矩阵确定权重向量，计算方法包括：和法、根法、幂法和方根法。其中，最常用的是方根法。
指标量化模块203通过量化得到二层指标的具体数值，即可得到二层指标的评价向量Ri。
评估处理模块204根据量化后的二层指标值和二层指标的权重向量，加权后得到对应一层指标的评估值，再结合一层指标的权重向量，加权后得到新能源微电网的评估值。
本发明实施例提供的装置实施例是为了实现上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的新能源微电网参与电网调频能力的评估装置，通过一层定性指标和二层定量指标体系，能够客观的反应微电网的特征，通过权重向量和指标量化，综合考虑到指标的量化值和权重比例，最终得到客观准确的微电网调频能力评估值。通过该评估值能够比较多个新能源微电网各自的调频能力，有利于在微电网群中，对其进行优化调度，进而实现跨区域，大规模的调频。
图3为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)301、通信接口(Communications Interface)302、存储器(memory)303和总线304，其中，处理器301，通信接口302，存储器303通过总线304完成相互间的通信。通信接口302可以用于电子设备的信息传输。处理器301可以调用存储器303中的逻辑指令，以执行包括如下的方法：获取微电网评估体系中一层指标的判断矩阵，以及每个一层指标所包括的二层指标的判断矩阵，判断矩阵用于表示指标间的重要性程度；根据判断矩阵，确定相应指标的权重向量；对二层指标进行指标值的量化；根据量化后的二层指标值和二层指标的权重向量，加权后得到对应一层指标的评估值，再结合一层指标的权重向量，加权后得到新能源微电网调频能力的评估值；其中，一层指标包括调频经济性指标和调频技术性指标，二层指标为每个一层指标的定量分析指标。
此外，上述的存储器303中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明上述各方法实施例的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：获取微电网评估体系中一层指标的判断矩阵，以及每个一层指标所包括的二层指标的判断矩阵，判断矩阵用于表示指标间的重要性程度；根据判断矩阵，确定相应指标的权重向量；对二层指标进行指标值的量化；根据量化后的二层指标值和二层指标的权重向量，加权后得到对应一层指标的评估值，再结合一层指标的权重向量，加权后得到新能源微电网调频能力的评估值；其中，一层指标包括调频经济性指标和调频技术性指标，二层指标为每个一层指标的定量分析指标。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种新能源微电网参与电网调频能力的评估方法，其特征在于，包括：
获取微电网评估体系中一层指标的判断矩阵，以及每个一层指标所包括的二层指标的判断矩阵，所述判断矩阵用于表示指标间的重要性程度；
根据所述一层指标的判断矩阵，确定所述一层指标的权重向量，并根据所述二层指标的判断矩阵，确定所述二层指标的权重向量；
对二层指标进行指标值的量化；
根据量化后的二层指标值和二层指标的权重向量，加权后得到对应一层指标的评估值，再结合一层指标的权重向量，加权后得到新能源微电网调频能力的评估值；
其中，所述一层指标包括调频经济性指标和调频技术性指标，所述二层指标为每个一层指标的定量分析指标；所述调频经济性指标包括，风力机组成本、光伏机组成本和储能成本；所述调频技术性指标包括，调频死区、响应滞后时间、调差系数和调频深度。
2.根据权利要求1所述的新能源微电网参与电网调频能力的评估方法，其特征在于，所述获取微电网评估体系中一层指标的判断矩阵，以及每个一层指标所包括的二层指标的判断矩阵之后，还包括：
根据每个判断矩阵的最大特征根、矩阵的阶数和矩阵阶数对应的随机一致性指标值，计算所得判断矩阵的随机一致性比率，若计算得出的随机一致性比率不满足预设阈值，则调整判断矩阵，直至计算得出的随机一致性比率满足预设阈值。
3.根据权利要求1所述的新能源微电网参与电网调频能力的评估方法，其特征在于，根据所述判断矩阵，确定相应指标的权重向量，包括：
根据所述判断矩阵，基于方根法，确定相应指标的权重向量。
4.根据权利要求1所述的新能源微电网参与电网调频能力的评估方法，其特征在于，所述对二层指标进行指标值的量化，包括：
基于模糊综合评价法，对每个二层指标进行赋值量化。
5.一种新能源微电网参与电网调频能力的评估装置，其特征在于，包括：
判断矩阵模块，用于获取微电网评估体系中一层指标的判断矩阵，以及每个一层指标所包括的二层指标的判断矩阵，所述判断矩阵用于表示指标间的重要性程度；
权重生成模块，用于根据所述一层指标的判断矩阵，确定所述一层指标的权重向量，并根据所述二层指标的判断矩阵，确定所述二层指标的权重向量；
指标量化模块，用于对二层指标进行指标值的量化；
评估处理模块，用于根据量化后的二层指标值和二层指标的权重向量，加权后得到对应一层指标的评估值，再结合一层指标的权重向量，加权后得到新能源微电网调频能力的评估值；
其中，所述一层指标包括调频经济性指标和调频技术性指标，所述二层指标为每个一层指标的定量分析指标；所述调频经济性指标包括，风力机组成本、光伏机组成本和储能成本；所述调频技术性指标包括，调频死区、响应滞后时间、调差系数和调频深度。
6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述新能源微电网参与电网调频能力的评估方法的步骤。
7.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述新能源微电网参与电网调频能力的评估方法的步骤。
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- 2019-10-11 CN CN201910964395.XA patent/CN112653121B/zh active Active
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