对微电网运行效果进行全面准确的评价,是促进微电网可持续、规模化健康发展的有效手段。运用鱼骨图法建立了基于源-网-荷3个维度的微电网运行效果评价指标体系,该评价指标体系充分考虑了微电网源-网-荷运行特性对微电网可靠性、协调性、经济性和优质性的影响。同时,提出使用环比评分秩和比评价方法对所提指标体系进行综合评价,该方法不仅兼顾了主客观因素,还可消除异常值对评价结果的干扰。后,将该评价指标体系和评价方法运用于微电网示范工程评价,并对评价结果进行分析。

0 引言

近几年,我国非常重视微电网示范工程项目的开发和利用。2017年7月,为推进能源供给侧结构性改革,促进并规范微电网健康发展,结合当前电力体制改革,国家发改委和国家能源局制定了《推进并网型微电网建设试行办法》,还在全国范围内下发了《关于新能源微电网示范项目名单的通知》,有28个新能源微电网示范项目获批,其中,24个示范项目为并网型微电网,4个为独立微电网型。随着微电网技术的成熟,微电网示范工程的增多,微电网正逐步走向规模化发展。为推进微电网健康的发展和应用,研究微电网运行效果评价指标体系和综合评价方法已迫在眉睫。

微电网作为智能电网的重要组成部分,集分布式电源、配电网络和电力用户于一体,以安全可靠、智能互动、优质、绿色经济为运行目标,终实现微电网源-网-荷协调运行。从微电网运行目标的角度,提出微电网运行效果评价指标体系,可以实现对微电网运行结果的全面评价。

现有关于微电网评价的研究,多是针对微电网的规划、独立型微电网运行进行评价,并网型微电网运行效果评价的研究较少。文献[8]综合考虑微电网运行中各种不确定性因素并对其进行模拟,建立基于供电保障性、能源利用经济性、环保性指标的独立微电网综合性能评价模型。文献[6]考虑孤岛微电网系统中的不同控制策略,采用层次分析法和德尔菲法对孤岛微电网的综合评价指标进行分析,对循环充电、风光柴、风光储3种控制策略下的微电网系统进行了综合评价。文献[7]基于独立微电网的自身特性,分析了影响独立微电网安全性的主要因素和不确定性因素,并从微电网本身、微电源及负荷三方面入手,提出了评价独立微电网安全性的指标体系。文献[9]在研究微电网运行性能基础上,从可靠性、优质性、经济性和环保性等方面构建微电网运行性能评价体系,提出基于优隶属度的微电网运行性能模糊评价方法。文献[10]分析了不同电价机制、能源价格、微电网运行方式、负荷供需差异等因素对微电网内各利益主体的影响,从微电网控制、建设、运营及各利益主体等方面,对微电网进行了评估。

在微电网运行方面,IEEE制定了分布式电源、微电网与电力系统互联的IEEE 1547系列标准;我国也颁布了《GB/T 33589—2017微电网接入电力系统技术规定》和《GB/T 33593—2017分布式电源并网技术要求》。这些标准反映了微电网和分布式电源运行的基本要求,但微电网是源-网-荷结合的相对复杂的系统,并网运行的微电网还与配电网存在互动性;同时,随着微电网的建设和发展,微电网运行水平多维度的综合评价还有待深入研究。

本文结合微电网的运行特性,同时借鉴了微电网评价研究现状和相关标准,从微电网运行目标和微电网各组成部分对运行影响的角度,开展了微电网运行效果综合评价指标体系及评价方法的研究。

因为鱼骨图是一种发现问题“根本原因”或“影响因素”的分析方法,本文应用鱼骨图法根据“源-网-荷”3个维度及其相关性,提出了一套包含可靠性、协调性、经济性、优质性4个一级指标和55个二级指标的微电网运行效果综合评价指标体系,该指标体系同时表征了微电网的源-网-荷互动、多能互补等特性。此外,论文提出环比评分法(decision alternative ratia evaluation system,DARE)与秩和比法(rank-sum ration,RSR)组合的方法,即环比评分秩和比(DARE-RSR)综合评价方法,实现微电网系统运行的综合评价。后,将该方法应用于微电网的示范工程的综合评价。

1 微电网运行效果评价体系

本文综合考虑微电网各组成模块,应用层次分析法并根据微电网的建设和运行目标,建立能够反映微电网运行效果的指标体系框架,如图1所示。

鉴于微电网运行的终目标和核心特征是安全可靠、协调运行、优质、绿色经济和源-网-荷智能互动,因此确定微电网运行评价的一级指标是：可靠性、协调性、优质性和经济性,这些一级指标反映了微电网运行的主要“结果”,它们分别是由微电网运行的多个因素决定的综合指标。因为微电网运行效果是由源-网-荷及控制策略等多因素决定的,因此本文用鱼骨图法从微电网的源、网、荷3个维度分别分析影响各一级指标的主要因素,如微电网可靠性分别从电源可靠性、网络可靠性和负荷可靠性3个维度及其影响因素建立评价指标鱼骨分析图。微电网的可靠性、协调性、优质性及经济性的影响因素分别如图2—5所示。

微电网的可靠性指标集由分布式电源与储能的运行率、配电设备和监控装置的故障停运情况、用户的供电可靠性组成;协调性指标集综合考虑了电源的可控性、源-荷-储能量互济情况、微电网与配电网互动性三方面因素;优质性指标集主要反映发电和供电的电能质量;经济性指标集主要包括分布式电源的能源效率和环境效益、需求侧响应效益等指标。