多电源系统互补性的评价方法技术方案

一种多电源系统互补性的评价方法，包括步骤将多电源系统分为自然资源型电源和常规可控型电源，利用自然资源型电源的天然互补能力以及常规可控型电源的调控能力分别提出针对多电源系统互补性的评价指标；利用改进的层次分析法确定每个指标各自的权重；利用所述的评价指标的定量数据得到决策矩阵，利用所述的权重求取加权规范化的决策矩阵，利用改进的TOPSIS法，结合灰色关联分析的思想从位置和形状两个角度对多电源系统进行比较，最终得到各个多电源系统互补性评价的结果。本发明专利技术提出的多电源系统的互补性评价指标更合理。

【技术实现步骤摘要】
多电源系统互补性的评价方法
本专利技术涉及电力系统，特别是一种多电源系统互补性的评价方法。技术背景多电源系统随着能源问题的重视以及智能电网的发展受到了越来越多的关注，但在可再生能源不断发展的同时带来了严重的弃风、弃光问题。所以针对多电源系统的互补性进行评价对提高整个电网的稳定性以及电力系统的能源利用率有着积极的影响。在评价指标方面，如今的研究在多电源系统方面提出了包括能效指标、梯级利用指标、经济指标、可靠性指标、环境指标等，但这些指标过于普通和广泛，对系统实际的互补性缺乏针对性；在评价方法方面，主要分为确定权重和方案比较排序两个方面，如今的研究主要使用传统的层次分析法或者熵权法，但前者过于主观，而后者需要较多的数据，针对方案比较排序使用传统的灰色关联度分析、TOPSIS法和模糊综合评价法，但前两者都会出现考虑不全面或者排序结果不合理的情况，而模糊综合评价对于选择不同的隶属度函数会产生差异比较大的排序结果，需要提出一种更为全面和精确的方法对多电源系统的互补性进行评价。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中的缺陷，提供一种多电源系统互补性的评价方法本专利技术的技术解决方案如下：一种多电源系统互补性的评价方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1：将多电源系统分为自然资源型电源和常规可控型电源，利用自然资源型电源的天然互补能力以及常规可控型电源的调控能力分别提出针对多电源系统互补性的评价指标；步骤2：利用改进的层次分析法确定每个指标各自的权重；步骤3：利用各个多电源系统对应于步骤1中评价指标的定量数据得到决策矩阵，通过步骤2中改进层次分析法得到的权重求取加权规范化的决策矩阵，利用改进的TOPSIS法，结合灰色关联分析的思想从位置和形状两个角度对多电源系统进行比较，最终得到各个多电源系统互补性评价的结果。所述的步骤1包括如下步骤：步骤1.1：根据自然资源型电源的天然互补能力提出自然资源型电源的互补性评价指标如下：(1)电源出力平稳性：电源出力平稳性这一指标是用来衡量多能源电力系统综合互补特性对多种电源发电出力波动的平抑作用，表示为：其中，Pi,m表示第i个自然资源型电源在第t次采样点测量的出力，T表示两次采样的间隔时间，N1表示包含的自然资源型电源的数量，M1表示考察时间尺度内的总采样点数；(2)电源-负荷相关性：利用电源出力和负荷的相关系数来衡量两者的相似度，相关系数是研究变量之间的线性相关程度的量，所以针对电源出力和负荷可以定义为：其中，PΣ,t表示自然资源型电源在第t次采样点测量的总出力，Pload,t对应第t次采样点测量的负荷值；(3)负荷匹配度：衡量自然资源型电源总出力和负荷在大小上的差距：其中：步骤1.2：根据常规可控型电源的调控能力提出常规可控型电源的互补性评价指标：(1)爬坡能力：爬坡速率指的是发电机组单位时间增加或减少的出力，在包括多个常规可控型电源的情况下，将爬坡速率定义为：其中，ρi表示第i类常规可控型能源系统的爬坡率，N2表示包含的常规可控型能源系统的数量；(2)最大调节功率能力：最大调节功率指的是常规可控型电源各个时刻出力的上限，决定了电源在某一时刻的最大出力，定义为：其中，表示第i类常规可控型能源系统的最大调节功率。(3)启停时间：启停时间直接体现了常规可控性能源的调控速度，由于不同装机容量的能源系统启停时间具有比较大的差异，所以将其定义为：μT＝Tk/Pk,e(1-8)其中，Ti表示第i个常规可控型能源系统的最小启停时间，Pk,e表示启停时间最小的常规可控型能源系统对应的装机容量。所述的步骤2包括如下步骤：步骤2.1：邀请k位专家基于表1-1中的9/9-9/1标度对所述的多电源系统互补评价指标进行两两比较。表1-19/9-9/1标度含义由于专家认识具有模糊性，所以使用区间数来衡量相互间的重要程度，记第l位专家对第i个和第j个指标进行重要性比较的结果记为：步骤2.2：利用相似性和差异性对不同专家的可信度进行分析，从而对各个专家的评价结果统一起来，对第i个和第j个指标进行重要性比较的结果记为：步骤2.3：利用一种基于概率分布的区间数排序方法处理区间判断矩阵，评价值随机落在区间的某位置处服从区间中点为均值的正态分布且用蒙特卡洛的方法处理不确定性，抽样一次得到对应明确的判断矩阵：A＝(aij)p×p(1-12)其中aij＝1/aji，(i,j＝1,2,···,p)对得到的判断矩阵进行一致性检验：其中，λmax表示判断矩阵的最大特征值，p为评价指标数目，RI表示对应的随机一致性指标，根据；若一致性比率CR≥0.1，则未通过一致性检验，需要重新修改判断矩阵直到通过一致性检验为止；若一致性比率CR＜0.1，则通过一致性检验，将对应的特征向量进行归一化，得到的数据就可以作为各评价指标的权重指标:其中，rih对应第h次抽样判断矩阵得到的特征向量，对应第h次抽样判断矩阵得到的各评价指标权重。步骤2.4：在得到m个通过一致性检验的判断矩阵后，对应的指标权重求取均值获得最终各个评价指标对应的权重其中：所述的步骤3包括如下步骤：步骤3.1：结合对应案例和得到的各评价指标构造决策矩阵X＝(xij)m×n，其中，m表示案例对应的评价对象数目，n表示案例对应的评价指标数目，xij表示第i个评价对象在第j个评价指标下的值；步骤3.2：利用将极小型指标转化为极大型指标，统一指标类型，为了消除不同属性指标之间的量纲与数量级的影响，利用得到规范化的决策矩阵Y＝(yij)m×n；步骤3.3：利用步骤2中得到的各个评价指标的权重，对决策矩阵进行加权，得到加权规范化矩阵Z＝(zij)m×n，其中zij＝Wjyij；步骤3.4：利用得到的加权规范化矩阵确定正理想解和负理想解其中步骤3.5：利用下列公式计算各多电源系统和正理想解的欧式距离和负理想解的欧式距离并对其按下式进行无量纲化处理：步骤3.6：按下列公式计算各多电源系统与正理想解和负理想解的灰色关联系数矩阵，分别为：其中，ξ为分辨系数，一般取0.5；利用所述的灰色关联系数矩阵，按下列公式计算各多电源系统与正负理想解的灰色关联度：并对其进行无量纲化处理：步骤3.7：对步骤3.6中得到的欧氏距离和灰色关联度进行合并：其中，α和β反映了位置和形状两个角度各自在评价对象所占的比重，越大则方案越优，反之则方案越劣。计算改进的相对贴近度根据得到的改进贴近度结果，对各多电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多电源系统互补性的评价方法，其特征在于该方法包括以下步骤：/n1)将多电源系统分为自然资源型电源和常规可控型电源，利用自然资源型电源的天然互补能力以及常规可控型电源的调控能力分别提出针对多电源系统互补性的评价指标；/n2)利用改进的层次分析法确定每个指标各自的权重；/n3)利用所述的评价指标的定量数据得到决策矩阵，利用所述的权重求取加权规范化的决策矩阵，利用改进的TOPSIS法，结合灰色关联分析的思想从位置和形状两个角度对多电源系统进行比较，最终得到各个多电源系统互补性评价的结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种多电源系统互补性的评价方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1)将多电源系统分为自然资源型电源和常规可控型电源，利用自然资源型电源的天然互补能力以及常规可控型电源的调控能力分别提出针对多电源系统互补性的评价指标；
2)利用改进的层次分析法确定每个指标各自的权重；
3)利用所述的评价指标的定量数据得到决策矩阵，利用所述的权重求取加权规范化的决策矩阵，利用改进的TOPSIS法，结合灰色关联分析的思想从位置和形状两个角度对多电源系统进行比较，最终得到各个多电源系统互补性评价的结果。


2.根据权利要求1所述的多电源系统互补性的评价方法，其特征在于所述的步骤1)包括如下步骤：
1.1)根据自然资源型电源的天然互补能力提出自然资源型电源的互补性评价指标如下：
(1)电源出力平稳性：电源出力平稳性这一指标是用来衡量多能源电力系统综合互补特性对多种电源发电出力波动的平抑作用，表示为：






其中，Pi,m表示第i个自然资源型电源在第t次采样点测量的出力，T表示两次采样的间隔时间，N1表示包含的自然资源型电源的数量，M1表示考察时间尺度内的总采样点数；
(2)电源-负荷相关性：利用电源出力和负荷的相关系数来衡量两者的相似度，相关系数是研究变量之间的线性相关程度的量，所以针对电源出力和负荷可以定义为：



其中，PΣ,t表示自然资源型电源在第t次采样点测量的总出力，Pload,t对应第t次采样点测量的负荷值；
(3)负荷匹配度：衡量自然资源型电源总出力和负荷在大小上的差距：



其中：



1.2)根据常规可控型电源的调控能力提出常规可控型电源的互补性评价指标：
(1)爬坡能力：爬坡速率指的是发电机组单位时间增加或减少的出力，在包括多个常规可控型电源的情况下，将爬坡速率定义为：



其中，ρi表示第i类常规可控型能源系统的爬坡率，N2表示包含的常规可控型能源系统的数量；
(2)最大调节功率能力：最大调节功率指的是常规可控型电源各个时刻出力的上限，决定了电源在某一时刻的最大出力，定义为：



其中，表示第i类常规可控型能源系统的最大调节功率。
(3)启停时间：启停时间直接体现了常规可控性能源的调控速度，由于不同装机容量的能源系统启停时间具有比较大的差异，所以将其定义为：
μT＝Tk/Pk,e(1-8)



其中，Ti表示第i个常规可控型能源系统的最小启停时间，Pk,e表示启停时间最小的常规可控型能源系统对应的装机容量。


3.根据权利要求1所述的多电源系统互补性的评价方法，其特征在于所述的步骤2)包括如下步骤：
2.1)邀请k位专家基于下表新使用的9/9-9/1标度对所述的多电源系统互补评价指标进行两两比较：
表1-19/9-9/1标度含义



由于专家认识具有模糊性，所以使用区间数来衡量相互间的重要程度，记第l位专家对第i个和第j个指标进行重要性比较的结...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯冬涵，苏浩，沈同，赵诣，周云，万家豪，苟晓侃，王学斌，赵东宁，
申请(专利权)人：上海交通大学，国网青海省电力公司电力科学研究院，国网青海省电力公司，
类型：发明
国别省市：上海;31