关键词:光储微网 运行评价 量化指标 方案1 电网评价指标分类电网评价指标的选取:根据电网在系统中的作用不同,通常将其划分成输电网、配电网和微电网三大类另外,从时间的角度可将电网划分为规划和运行二个阶段对于规划电网和运行电网,由于能得到的可用于分析的数据信息不同,因而其评价指标或指标的计算方法也应不同传统电网评价从电网运行方式来分主要包括:可靠性、充裕度、安全性、电能质量等指标;另外还包括经济性、操作复杂度、检修方式合理性等指标从电网安全评价角度来分主要包括:电压稳定、功角稳定、拓扑结构脆弱性、风险评价等单项评估电网安全评价指标体系见图1图1 电网安全评价指标体系电网从运行方式的指标体系可包括:电网安全性、供电可靠性、电能质量、经济性、操作复杂度以及检修方式合理性等六个方面运行方式下的评估指标体系见图2图2 运行方式评估的指标体系对光储微网来讲,评价指标可以包括以上指标:可靠性、充裕度、安全供电能力、电能质量、经济性、电压稳定、功角稳定、拓扑结构脆弱性、风险评价2 微电网评价指标体系2.1 微电网规划评价指标体系微电网直接面向用户,其最直接的目标是最大限度地满足微网供电区域内用户的用电需求,其次,在满足供电可靠性的同时追求经济效益的最大化。
在规划阶段,建议采用以下指标1)技术指标a) 平均供电可用率指标ASAI (Average Service Availability Index):ASAI 指一年中用户经历的不停电小时总数与用户要求的总供电小时数之比b) 系统平均停电频率指标SAIFI (System Average Interruption Frequency Index):SAIFI 是指每个由系统供电的用户在每单位时间内的平均停电次数,采用一年中用户停电的积累次数除以系统供电的总用户数来估计c) 系统平均停电持续时间指标SAIDI (System Average Interruption Duration Index):SAIDI 是指每个由系统供电的用户在一年中经受的平均停电持续时间,采用一年中用户经受的停电持续时间的总和除以该年中由系统供电的用户总数来估计d) 母线电压质量指标BVQI(Bus Voltage Quality Index):BVQI 指所有母线电压偏移率之和除以母线总数2)经济指标a) 投资费用IC(Investment Cost):IC 指方案总投资费用b) 运行费用OC(Operating Cost):OC 指方案年运行费用。
2.2 微电网运行评估指标体系微电网运行评估是指根据微电网运行的历史数据,对微电网在实际运行中所表现出的性能作一个评判,拟采用以下指标:(1)线损率PLR(Power Loss Rate): PLR 指统计期间内微网供电区域总供电量与总售电量之差与总供电量之比2)电压合格率VPR(Voltage Passing Rate):VPR 指统计期间内节点电压合格次数与统计总次数之比3)系统平均停电频率指标SAIFI (System Average Interruption Frequency Index):后评估阶段的SAIFI 可采用统计期间用户停电的累积次数除以系统供电的总用户数、再乘365 天并除以统计天数而得4)用户平均停电持续时间指标CAIDI (Customer Average Interruption Duration Index),后评估阶段的CAIDI 可采用统计期间用户停电的持续时间的总和除以停电用户总户数、再乘365 天并除以统计天数来估计5)主干线路最大、最小及平均负载率(Main Feeder Maximum Load Rate, Main Feeder Minimum Load Rate, Main Feeder average Load Rate):统计期间内各主干线路的最大、最小及平均供电负荷与线路安全载流容量之比。
6) 变压器最大、最小及平均负载率(Transformer Maximum Load Rate, Transformer Minimum Load Rate, Transformer average Load Rate):统计期间内各配电变压器的最大、最小及平均供电负荷与变压器容量之比7)静态安全综合指标SSI (Static Security Index),地区电网安全性评估主要侧重于静态安全方面N-1 切负荷指标LCNI (Load Cut for N-1 Index)地区电网的N-1 校验中,在支路模拟开断后,应充分考虑自动装置(如备自投)动作或调度操作对非故障失电负荷点的恢复供电作用以所有供电恢复方案中最小的负荷切除量作为N-1 切负荷指标8)负载率裕度指标PFMI(Power Flow Margin Index)电网的负载率裕度水平由每条线路的负载率裕度共同决定可以用支路负载率裕度的平均值μS反映全网负载率裕度的平均水平,用标准差σS 反映各支路负载率裕度差异,然后采用等值概率评估算法和理想点逼近技术计算出负载率裕度指标PFMI9)短路电流指标SCCI(Short Circuit Current Index)。
当电网发生短路故障时,如果断路器无法切断电流以隔离故障,则会给电网带来巨大的危害,因此,本指标只考虑两种取值,合格为1,否则为010)电能质量综合指标PQI(Power Quality Index)电能质量综合指标由电压合格率指标VQRI(Voltage Qualified Rate Index)和电压偏移率指标VBRI(Voltage Bias Rate Index)综合计算而得11)操作复杂度综合指标OCI(Operation Complexity Index)在地区电网调度过程中,设备投切操作的复杂程度直接关系到停电损失大小乃至网络安全性,有些运行方式可能因为涉及的操作次数过多而变得不可行,因此在运行方式的评估中应充分考虑这个问题12)电压稳定性评价指标由于经济性等方面的考虑使得电网运行越来越接近于稳定极限,特别是在电力市场环境下通过对电压失稳模式的定义,增加一个能反映电压稳定临界点的方程,从而得到静态电压稳定的临界点通过电网静态稳定临界点评价电网的电压稳定性13)功角稳定性评价指标通过电网发电机功角稳定性分析,得到每台发电机的暂态功角稳定性结果,包括稳定储备、极限切除角和极限切除时间。
14)灵活性评价指标通过分析电网各个元件故障后电网接线变化灵活性、负荷转移灵活性及其引起系统的负荷变化情况等指标,评价电网运行的灵活性分析的元件故障主要包括线路故障和变电所故障两种类型,得到与地区电网的转供负荷能力有关的指标15)负荷转移率在N-1 的情况下,计算各个电气设备是否有过负荷,并把过负荷的比例作为评估电网供电灵活性的指标16)负荷转移路径数量当系统发生故障而需要转移负荷时,可供选择的电源点数量也是一个衡量供电灵活性的指标,以N i来表示节点i 的负荷转移路径数量,可供选择的电源点越多,说明电网供电的灵活性越好17)负荷可转移容量在N i 个可转移路径当中,可转移的负荷容量指标18)暂态安全性暂态安全性指标主要包括:功角稳定性判别指标、频率稳定性判别指标、暂态电压稳定性判别指标、线路极限传输功率、临界切除时间计算过程中,考虑了安全自动装置和保护装置的动作情况19)风险指标风险评价方法定量地抓住了故障的可能性和严重性2 个重要因素,可以作为确定性分析方法的补充本文改进了传统的风险评价方法,考虑到外部环境对线路故障概率的影响,构造了线路发生故障的可能性模型基于效用理论构造了故障的严重度模型,能够有效地区分低损失、高概率故障和高损失、低概率故障,提出了新的风险评价指标:过负荷风险指标、低电压风险指标、电压崩溃风险指标、功角失稳风险指标。
3 评价方法每一个指标仅能反映电网某一方面的性能,对几个不同的方案而言,可能在不同的指标上互有优劣,无法通过各个指标的相互比较给出一个整体评价为此提出采用二步法对方案进行评价第一步:检验各个指标是否在允许的范围内,对其中指标超过范围的方案予以舍弃;保留下来的方案进入下一步第二步:采用层次分析法AHP(Analytic Hierarchy Process)并结合模糊评价法对第一步保留的方案进行综合评判层次分析法是1977 年由Satty提出的一种通过建立清晰的层次结构来解决复杂问题的多目标决策法通过两两比较,用相对标度将人的判断标量化,并逐层建立判断矩阵,然后求解判断矩阵的权重,最后计算方案的综合权重模糊综合评估法根据研究对象的特点构造隶属度函数,将不同量纲的量均以无量纲的隶属度这一指标来评价,以便降低人为主观因素的影响。