李雪峰
新疆锦龙电力集团有限公司，新疆奎屯 833200
摘要：本文针对含清洁能源接入的电网运行状态，从安全性、经济性和适应性三个方面出发，构建了一套基于技经专业视角的多角度综合评价指标体系。在此基础上利用网络层次分析法和熵权法分别确定主、客观权重，集成获得综合评价所需的综合权重。然后，利用改进的物元可拓综合评价模型对电网运行状态进行综合评价。最后，通过算例分析证明了该方法的可行性和有效性。
关键词：清洁能源；电网；状态
供应侧能源从传统煤炭化石能源到清洁能源的转变是我国电网发展的必经之路。但是，清洁能源出力的波动性给电网在实际运行过程中的技术性与经济性都带来了新的挑战。对电网运行状态进行全面准确评价是运行人员驾驭电网的基本要求，而传统的电网运行评估模型已经难以反映清洁能源入网后的运行情况，建立一套适用于清洁能源入网的综合评价指标体系和方法，从技术与经济角度，为未来电网的优化运行提供辅助决策，具有重要意义。
1建立综合评价指标体系
从安全性、经济性和适应性三个角度构建含清洁能源接入的电网运行状态综合评价指标体系。电网运行的安全性是电网投入运行的必要条件，电网运行若不满足安全性要求，会给电网企业带来灾难性的后果；电网运行的经济性可降低运行成本、减少损耗，使系统处于优化运行状态；电网运行的适应性反映了电网对清洁能源的接纳能力，是含清洁能源接入的电网运行的重要特征。总的来说，安全性侧重描述电网在清洁能源接入电网后的可靠运行情况，经济性侧重描述清洁能源接入电网后的经济效益，适应性侧重描述清洁能源与电网直接相互影响、相互作用从而达到电网运行状态优化发展的能力。
1.1安全性指标
相比于化石燃料，清洁能源的出力含有较多的间歇性和不确定性，无法像传统发电机组一样实时调节，给电网功率的供需平衡带来了新的挑战。但同时，清洁能源并网会对母线和负荷节点的电压稳定有一定提升作用，且能够分担一部分负荷，缓解了电网升级容量的压力。采用用户年停电小时数、电压合格率、容载比、线路负载率4个子指标综合评价电网运行的安全性。用户年停电小时数从用户侧直接说明了电网在供电技术层面的安全可靠程度；电压合格率是影响电网安全的重要因素，节点的电压处于一定范围，是电网内每一个元件处于正常工作状态的前提条件，电压合格率越高说明电网在技术上更有保障；容载比反映了电网电能容量备用情况，清洁能源出力的不确定性对备用容量提出了更高的要求；线路负载率则反映了电网工程对负荷用电需求的支撑程度。
1.2经济性指标
一般来说，清洁能源作为可再生能源，燃料成本比传统化石燃料成本低，而且也减少了化石燃料燃烧排放的有害气体量，从环境治理方面提高了其经济性。同时，清洁能源接入电网时的地理分布改变了电能传输流向，对线路损耗造成了一定的影响，而线路损耗是影响电网经济价值的重要因素。采用电网运行的单位发电量燃料成本、单位发电量年运维成本、单位发电量污染物排放治理费用以及线路损耗来综合考察含清洁能源的电网运行的经济性。
1.3适应性指标
清洁能源与传统能源在电网运行时共同出力，适应性指标反映了电网对清洁能源的接纳能力，包含清洁能源渗透率、清洁能源分布率、馈线注入功率波动性和清洁能源消纳率4个指标。
清洁能源渗透率衡量清洁能源发电量占电网总发电量的比例，反映了清洁能源的渗透水平；清洁能源分布率指清洁能源接入电网节点的数量占节点总数的比重，清洁能源分布率越大表示清洁能源在电网的接入点数越多，分布越广泛；馈线注入功率波动性指标反映的是全天馈线注入功率的变化的均方根值比上当日的平均供电功率，其值越小则说明控制系统对于清洁能源出力波动性的抑制效果越好，电网运行受到清洁能源不确定性的影响越小；清洁能源消纳率是清洁能源在电网运行过程中实际出力占其最大允许出力的比值，消纳率的高低体现了电网的兼容性，消纳率越高，清洁能源适应性越强。
2确定指标权重
2.1基于网络层次分析法的指标主观赋权模型
网络层次分析法（ANP）是在层次分析法（AHP）的基础上提出，用于解决非独立递阶层次结构和复杂多因素的决策问题。AHP只处理元素独立的递阶层次结构，即隶属于同一层次的任意2个元素之间不存在支配和从属关系，并且不同层次的元素间也不存在支配关系。ANP的网络层次结构相对于AHP递阶层次结构更为复杂，既存在递阶层次结构，又存在内部循环相互支配的层次结构，而且层次结构内部还存在依赖性和反馈性。在构建的含清洁能源接入的电网运行状态综合评价指标体系中，各元素及相邻层次间存在相互影响、相互支配的关系，比如适应性里面的清洁能源消纳率指标增加，那么经济性指标里面的单位发电量燃料成本则会有所降低。因此若采用AHP计算权重，那么指标之间的相互作用会被忽略，不符合实际工程情况。因此，选用ANP求解各指标的主观权重。
2.2基于熵权法的指标客观赋权模型
熵权法是客观的赋权方法，能够最大程度地利用指标体系的数据来计算各指标权重值。综合权重确定。在得到各指标的主观权重向量和客观权重向量之后，采用综合集成赋权法中的乘法集成法，得到计及主、客观权重的综合权重。
2.3改进的物元可拓综合评价模型
物元可拓综合评价模型可有效解决现实中多指标评价不相容的问题。首先，根据已有的数据将评价对象的水平分成若干等级，由数据库或专家意见给出各级别的数据范围，再将评价对象的指标代入各等级的集合中进行多指标评定，评定结果按它与各等级集合的关联度大小进行比较，关联度越大，它与其等级集合的符合程度就越佳。然而，物元可拓综合评价模型存在以下两个缺点：若某个待评物元的指标数值超过节域，关联函数值的分母将为零，无法进一步进行求解分析；物元可拓模型利用关联度计算评定结果，关联度是模糊数学中隶属度概念的延伸，但最大隶属原则在某些情况下不能反映待评对象自身界限的模糊性，容易损失信息。针对以上问题，有学者提出了改进的物元可拓综合评价模型，对待评物元进行规格化处理，避免了关联函数分母为零的情况；利用贴近度代替关联度计算评定等级，解决了关联度容易损失信息的缺陷。
由于含清洁能源接入的电网运行状态本身是一个比较模糊的概念，其评价指标维度广，层级复杂，且各个指标的变化规律各不相同，理论数值分散广。此外，这些多指标之间还可能具有不可公度性和矛盾性等特点，往往存在单个指标评价结果不相容性问题。因此采用改进的物元可拓综合评价模型对含清洁能源接入的电网运行状态进行综合评价，能符合工程实际特点。项目的安全水平整体呈上升趋势，该项目的安全性水平在设备科技水平等的支撑作用下发展速度较快；项目的经济水平每年增速均相近，整体提升效果较好；项目的适应水平提升幅度较大，始终保持逐年增长，且呈现先缓后快的发展趋势。
结束语
清洁能源入网得到了大力支持与推广，技术不断升级，装机容量增加，收益愈发显著，电网运行状态在各项指标上均有改善。这说明基于层次分析法的模糊综合评价法采用专家打分法计算权重和模糊数学的隶属度，主观性过强，进而降低了评价准确度。相比而言，运用基于ANP与熵权法的改进物元可拓综合评价模型在权重测算上综合考虑了专家经验和历史数据，更符合项目评价方法结果对比分析 运行实际情况。
参考文献
[1]堆焊修复的裂纹管道的失效评价方法[J].李银生.西华大学学报(自然科学版).2020(01)
[2]团体标准《绿色冷库评价方法》发布实施[J].冷藏技术.2020(03)
[3]核电厂不同评价方法的比较研究[J].李松柏,程建秀.世界标准化与质量管理.2006(10)