雙重體制下分布式風電技術適用性多維綜合評價研究

曾 鳴，周鵬程，孟詩語，吳南南，謝 文

(1.華北電力大學經濟與管理學院，北京102206；2.北京電力交易中心有限公司，北京100031)

0 引 言

新形勢下計劃體制與市場體制將會長期存在，原有重點關注電力生產情況的分析體系已無法適應。隨著大規模分布式電源并網接入，將對大電網的可靠性、安全性等多個維度造成不同程度的影響，帶來電力系統的規劃、運行和評價等方面的改變[1]，對分布式電源技術適用性的綜合評估已成為目前工作開展的當務之急。分布式電源的技術適用性是指具有不同技術特性的分布式電源在不同環境中促進電力系統安全、可靠運行的能力。在綜合考慮電網可靠性、安全性、靈活性和經濟性的基礎上，分布式電源對電力系統安全穩定運行的貢獻和價值越強，則技術適用性越優。

目前國內外相關研究大多局限于對特定類型的分布式電源在特定應用場景下[2，3]，從特定維度出發的對比，而針對評價分布式電源的技術適用性等方面的研究尚屬空白。因此，綜合考慮分布式電源并網接入對電力系統的多維度影響，提出技術適用性的有效評估方法，對于全面評價分布式電源技術適用性，推動分布式電源和電網協調發展發展具有重要意義。

鑒于此，以分布式風電并網為例，提出一種雙重體制下分布式風電技術適用性綜合評價模型。首先，為模擬分布式風電出力，構建了風機出力-風速模型；其次，分別從可靠性、安全性等維度建立了分布式風電對電網技術影響的多維評價指標體系，并建立了基于最大熵原理和離差平方和的組合賦權模型；最后，選取某省地風力數據，以IEEE33節點系統為研究對象，運用綜合評價模型進行綜合評分與仿真分析。算例結果驗證所提方法的有效性，為大規模開發利用分布式風電技術提供決策支撐。

1 分布式風電出力模型

為模擬分布式風電出力情況，以變速恒頻風電機組為例[4]，構建了風機出力—風速模型。其輸出功率與風速之間的關系為

離體消化的參數和離體消化程序參照趙峰的方法[7]，胃蛋白酶和胰液素酶的消化時間3～4 h最佳，水解溫度為38℃，胃蛋白酶水解的最適pH值為2～3，胰液素酶水解的最適pH值為6.6，胃蛋白酶（P7000）、胰液素（P7545-25G）不是肉鴨的特異性酶，其中飼料添加量、pH值等消化參數做了具體調整。

(1)

根據評價指標對系統的貢獻大小確立線性關系，指標權重越大，對評價結果的影響越大。在此基礎上，建立綜合評價模型，計算分布式風電技術適用性綜合評分。

帝人富瑞特株式會社此次成功開發出兼具蓬松感、輕量性和優異伸縮性及形態恢復性的超異型卷曲纖維SOLOTEX OCTA。

電子文檔在管理過程中出現這些問題的原因主要有：①部分文檔保存工作者的思想認識和工作能力不到位。落后的觀念，導致工作中對電子文檔的開發積極性不高，意識不到電子文檔管理的重要性。②圖書館電子文檔搜集內容的局限性。管理員只搜集本部門的電子文檔，忽視了跨業務部門或者圖書館聯盟中兄弟院校圖書館的電子文檔保存和搜集。③圖書館缺少與相關部門合作，信息較封閉，不能及時的掌握學習和科研等相關部門需求，致使信息脫節。想切實的改變這些問題，圖書館的文檔保存部門應該從以下幾個方面進行改進。

2 分布式風電對電網技術影響的多維指標體系

不僅是故事的內容，還包括講故事的方式，都會傳遞給小人兒許多信息：一個單純的故事，呼應著孩子世界的單純，而一個附加了其他意味的故事，則會打破這種自然純粹的狀態；教育的姿態，哪怕是隱藏在故事背后，也會引發雙方位置的高下之別。所以我如果給孩子講故事，那就是講故事而已，不附帶任何其他的目的；許多時候，我還會設法讓故事變成我和小人兒共同參與的事。

從安全性、可靠性、靈活性和經濟性等維度研究分布式電源并網對電網的影響，并選取14項指標構建了多維評價指標體系。

式中，Rjd和Rzjd為節點電壓合格數和總數；Uzjd和Ujd為安裝DG前、后配網可用供電率；Fqk和Fhk為安裝DG前、后最大可帶負載；Mqw和Mhw為安裝DG前、后電壓穩定裕度。

X11=(Rjd/Rzjd)×100%

(2)

X12=[(Ujd-Uzjd)/Uzjd]×100%

(3)

X13=[(Fhk-Fqk)/Fqk]×100%

(4)

X14=[(Mhw-Mqw)/Mqw]×100%

(5)

(1)安全性指標。分布式電源對電網安全性的影響主要體現在對配電系統保護、電壓穩定、負荷裕度變化率等方面[5]。選取負荷節點電壓合格率X11、電網供電改善率X12、負載裕度變化率X13和電壓穩定裕度變化率X14作為衡量安全性的評價指標。

(2)可靠性指標。分布式風電并網對電網可靠性的影響主要體現在正常供電率、配網停電頻率、平均停電時間等方面。選取電網正常供電率X21、電網故障頻率X22、用戶平均停電時間X23、電網電量不足變化率X24作為衡量可靠性的評價指標。則有

(6)

(7)

(8)

X24=[(Fqg-Fhg)/Fqg]×100%

(9)

式中，Ti為每次停電時間；Fi為每次停電用戶數；λi為負荷點故障率；F為用戶總數；Fqg和Fhg為安裝DG前、后缺供電量。

(3)靈活性指標。對于靈活性指標而言，當系統正常運行時，其評價重點應對負荷側、電源側隨機波動的能力；當面向電網故障時，重點是電網設備發生故障時系統保持正常運行的能力[6]。選取上行靈活性不足概率X31、上行靈活性不足期望X32、下行靈活性不足概率X33、下行靈活性不足期望X34作為衡量靈活性的評價指標。

先假定一個?值，然后由以上2個方程分別計算，若兩者之差不超過值的±2%，則計算結果有效。即進行爐膛燃燒室熱力校核計算時，各受熱面的傳熱系數K及平均溫差Δt均與爐膛出口煙溫?有關，因此，計算時必須采取逐次逼近法。經過迭代，得到爐膛熱力并計算各個參量值。

X31=PUFNS，t=Pr{RU，t

(10)

X32=EUFNS，t=(PN，t+1-PN，t-RU，t)PUFNS，t

(11)

X33=PDFNS，t=Pr{RD，t

(12)

X34=EDFNS，t=(PN，t-PN，t+1-RD，t)PDFNS，t

(13)

式中，y為系統的綜合評分值；xij為歸一化指標值；wi為組合權重。

(4)經濟性指標。經濟性指標主要考慮分布式風電的并網購電成本、電網價差收益、系統線損率等影響因素。選取并網電量價差收益X41、并網購電成本X42作為衡量經濟性的評價指標。

X41=[Sdl(Sdsy-Bdgd)]/Bgdl

(14)

X42=(Byw+Bgd)/Bgdl

(15)

(2)進行無量綱化處理，以減少隨機因素的干擾。

3 分布式風電技術適用性綜合評價模型

3.1 指標歸一化模型

為便于比較，消除指標間的單位和量級差異的影響，對指標矩陣進行規范化處理。

(2)針對中間型指標采用隸屬函數法，a、d為函數下、上限，b、c為適度區間[b，c]的兩端值。則

據了解，1991年，我國磷肥對外依存度高達39%；1998年，我國磷肥的凈進口量達到294萬噸P2O5，占當年磷肥表觀消費量的31%；2002年，我國磷肥產能和產量雖大幅提升，但凈進口量仍有220萬噸P2O5。“為了摘掉‘磷肥凈進口國’的帽子，我們一方面于1999年向五個部委反映，為國產磷肥爭取到‘以產頂進’的優惠政策；另一方面，從2000年開始每年召開高濃度磷復肥產銷會，展示我國磷復肥企業的形象和產品，宣傳‘國產磷復肥與進口的一樣好’，逐步打開并占領了國內市場。”林樂介紹。

(16)

3.2 組合賦權優化模型

3.2.1 Delpli法

德爾菲法又稱為專家法，該方法集中專家的經驗與意見，確定各指標權重，并在不斷反饋和修改中得到滿意的結果。Delpli法易于操作推廣，但受主觀因素影響大，其具體步驟為：

(1)選擇領域中專家若干，將待定的n個指標權重、有關資料和確定權重的規則發給專家，并請專家獨立給出權值。

(2)收回結果，計算各指標權重均值與標準差。

(3)將結果及補充資料返給專家，要求所有專家在新的基礎上重新確定權重。

(4)重復上述步驟，直至各項指標權重與其均值的離差不超過預先給定的標準為止，以此時各指標權重的均值作為該指標的權重。

3.2.2 變異系數法

綜合前文兩個回歸分析結果，我們可以發現較高程度的銀行信任雖有助于提高小微企業的信貸可獲得性(假說1成立)，但對其議價能力的提升無顯著影響，既未對其貸款利率產生顯著影響，也無益于降低貸款抵押要求(假說2和假說3不成立)。

灰色關聯賦權法能夠分析評價指標集與理想指標集之間的關聯程度，若關聯度越大，越趨向于理想指標，則重要程度越大，權重也就越大；反之越小。該方法對原始數據要求較低，將其納入權重計算模型以獲得更為合理的結果，其步驟為：

3.2.3 灰色關聯賦權法

(1)確定參考序列和時間序列。其中，參考序列記為X0(j)={X0(1)，X0(2)，…，X0(m)}；比較序列記為Xi(j)={Xi(1)，Xi(2)，…，Xi(m)}。

式中，Bgdl和Sdl為安裝DG后購、售電量；Sdsy為單位電量售電收益；Bdgd為單位電量購電費用；Byw為安裝DG后運維費用；Bgd為安裝DG后購電費用。

3.2.4 基于最大熵原理和離差平方和的組合賦權法

（1）根據齊波夫定律預測得出白家嘴子礦區總資源量1859萬t，已控制資源量546萬t，尚有1313萬t潛在資源量，其資源前景可觀。

連續血液凈化對膿毒癥患者的IL-6、TNF-α及PCT水平的影響 …………… 鐘 俊，等(11):1328

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3.3 綜合評價模型

式中，v為風速；vn和Pn為額定風速和機組輸出功率；vqr和vqc為切入、切出風速；k1=Pn/(vn-vqr)，k2=-k1vqr，且均為常數。

(18)

本文以長沙市土地利用調查成果數據為基礎，選擇望城區為研究區域，基于InVEST模型，評價了其生境質量，探討了其空間分異特征。

4 實證分析

為驗證所提模型的有效性，以IEEE33節點系統為研究對象，生成若干含有不同類型分布式風電的節點系統，運用綜合評價模型對進行評分與仿真分析。選取某省部分風電場年歷史數據作為建模序列，生成節點系統的模擬風速標幺值如圖1所示，模擬年的風速均值為3.4 m/s，方差為2.72。純分布式風電節點系統如圖2所示。

圖1 節點系統的模擬風速標幺值

圖2 純分布式風電節點系統

基于構建的多維評價指標體系提取相關系統數據，針對各項指標相關性分析，并進行歸一化處理，如表1所示。

表1 歸一化處理結果

基于Delphi法、變異系數法、灰色關聯賦權法分別對評價指標進行賦權，運用最大熵原理和離差平方和的組合賦權，權重結果如表2所示。

根據建立的分布式風電技術適用性綜合評價模型，得到節點系統的技術適用性評價結果，如表3、圖3所示。

咱店里有困難，何不動用漁民常客們伸出援助之手，各家多擔待、多儲備一些，豈不是恰恰給自家這些堆積壓艙而要搬運借倉的漁需農資找到出路？

表2 評價指標權重結果

表3 適用性綜合評分結果

圖3 節點系統的技術適用性評價結果

由圖3可知，風電機組W1不管是在安全性、可靠性和經濟性方面，還是在最后的綜合評分方面都高于其他三個機組。

解析邏輯關系：從施工過程上看，依次為：空間形象，室內裝修，室內物理環境，室內陳設藝術，各個班組連續作業，依次進行，且沒有間斷。在相鄰過程上，每個工程分別投入的時間是：8天，12天，4天，8天。每個工程分別結束的時間是第8天，第20天，第24天，第28天.從此施工進展來看，只要保證第一個施工過程正常投入，即可滿足隨后的過程連續施工和依次搭建，即該施工過程邏輯關系準確。

東營凹陷烴源巖主要位于古近系沙四段和沙三段，以深灰色泥巖、暗色油頁巖為主，有機碳含量平均為1.66%，沙四段有機碳含量平均為1.7%。有機質類型主要為Ⅰ型和Ⅱ1型，生烴門限上限深度2 200m，對應地溫93℃［5-6］。東營凹陷巖性油藏主要分布在2 500～3 600m范圍內，巖性油藏的充滿度和含油飽和度具有隨埋深增加先增大后減小的特點，且約在3 300m圈閉充滿度最高，從層位上看，沙三中、下亞段巖性圈閉充滿度值最高（圖3）。

純分布式風電節點系統的技術適用性在安全性、可靠性方面評分較高，缺乏靈活性。原因是分布式風電機組的出力很大程度上受本地的風速影響，并且節點系統中沒有配置儲能或需求響應資源，使得分布式風電機組在調峰方面的能力受到極大的限制。

為深入分析不同風力資源對分布式風電技術適用性的影響，以電源W1為例，選取平均風速、風速方差作為變量，采用Weibull分布對全年風速進行多次模擬，對比結果如圖4、5所示。

圖4 平均風速對分布式風電技術適用性的影響

圖5 風速方差對分布式風電技術適用性的影響

平均風速對分布式風電機組的安全性、可靠性、經濟性影響不強，但隨著風速的提升，系統靈活性得分上升顯著。原因是平均風速的提升能夠直接增加風速的出力上限，則明顯增加系統對負荷向上波動的應對能力，對于系統向下波動的情況，可通過合理棄風的方式實現。系統的安全性隨著平均風速的提升有微弱的下降，當方差不變的情況下，平均風速的增大導致風電出力突增，增加了個別節點電壓越限的可能性。

隨著風速方差的提升，分布式風電的技術適用性顯著下降。對比圖4、5的相關結論可知，對于分布式風電而言，風速方差相比風速的平均值更為重要。

5 結 語

以分布式風電并網為例，提出雙重體制下分布式風電技術適用性綜合評價模型。通過對系統的不同節點進行評分與仿真分析，結果表明，風力資源越豐富的地區，對應的分布式風電技術適用性就越強；風速的穩定比平均值、峰值更重要；隨著負荷節點的波動越大，分布式風電的技術適用性越差，且靈活性下降嚴重。