逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法和装置，方法包括采集相关参数；根据采集的相关参数并采用层次分析法和主成分分析法确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量，采用模糊评价法确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值；根据逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值确定逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估等级。本发明专利技术基于分布式逆变系统发电及运行特点，从结构性指标、电能质量指标以及经济性指标提出了评价接入高密度分布式逆变系统后对配电网效能指标，运用层次分析法、主成分分析法和模糊评价法，实现高密度分布式逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估。

【技术实现步骤摘要】
逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法和装置
本专利技术涉及一种配电网评估技术，具体涉及一种逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法和装置。
技术介绍
随着煤、石油、天然气等常规能源的日益紧张，分布式能源的发展已变成世界各国节能减排的重要措施之一。发达国家分布式能源发展迅猛，政府通过规划引领、技术支持、优惠政策以及建立合理的价格机制和统一的并网标准，有效地推动了分布式能源的发展，分布式能源系统在整个能源系统中占比不断提高，其中欧盟分布式能源占比约达10％。我国分布式能源起步较晚，主要集中在北京、上海、广州等大城市，安装地点为医院、宾馆、写字楼和大学城等。分布式能源技术是未来世界能源技术的重要发展方向，它具有能源利用效率高，环境负面影响小，提高能源供应可靠性和经济效益好的特点。分布式能源是最能体现节能、减排、安全、灵活等多重优点的能源发展方式。因此，国内优秀的分布式能源行业企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对公司发展环境和需求趋势变化的深入研究。分布式能源技术是中国可持续发展的必须选择。中国人口众多，自身资源有限，按照能源利用方式，依靠自己的能源是绝对不可能支撑13亿人的“全面小康”，使用国际能源不仅存在着能源安全的严重制约，而且也使世界的发展面临一系列新的问题和矛盾。中国必须立足于现有能源资源，全力提高资源利用效率，扩大资源的综合利用范围，而分布式能源无疑是解决问题的关键技术。分布式能源是缓解我国严重缺电局面、保证可持续发展战略实施的有效途径之一，发展潜力巨大。它是能源战略安全、电力安全以及我国天然气发展战略的需要，可缓解环境、电网调峰的压力，能够提高能源利用效率。中国对分布式发电的研究起步较晚，随着我国能源战略调整的推进，陆续出台了一些可再生能源相关的规划、实施政策以及资金补助政策，同时启动863、973等科技项目，注入大量资金，用于分布式发电的研究，推进分布式发电的快速发展。
技术实现思路
为了正确评价分布式逆变系统参与电网主动服务后的效能情况，引导分布式逆变系统主动地适应电网，降低对电网的影响，在理清逆变系统的成本和效益的基础上，根据相关的标准和规范，同时考虑实际操作性，本专利技术提供一种逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法和装置，基于分布式逆变系统发电及运行特点，从结构性指标、电能质量指标以及经济性指标等三方面提出了评价接入高密度分布式逆变系统后对配电网效能指标，运用层次分析法、主成分分析法和模糊评价法，实现了高密度分布式逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术提供一种逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，所述方法包括：采集逆变系统参与并网后配电网运行效能的相关参数，相关参数包括分布式电源容量占比、三相负荷不平衡、功率因数、总谐波畸变率、电压偏差、频率偏差、逆变系统成本及改造费用占比、逆变系统变换效率、逆变系统损耗和综合线损率；根据采集的相关参数，采用层次分析法和主成分分析法，确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量，根据逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量，并采用模糊评价法确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值；根据逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值确定逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估等级。本专利技术还提供一种逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估装置，包括：采集模块，用于采集逆变系统参与并网后配电网运行效能的相关参数，相关参数包括分布式电源容量占比、三相负荷不平衡、功率因数、总谐波畸变率、电压偏差、频率偏差、逆变系统成本及改造费用占比、逆变系统变换效率、逆变系统损耗和综合线损率；第一确定模块，用于根据采集的逆变系统参与并网后配电网运行效能的相关参数，并采用层次分析法和主成分分析法确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量，根据逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量，并采用模糊评价法确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值；第二确定模块，用于根据逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值确定逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估等级。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：本专利技术提供的逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，通过采集包括分布式电源容量占比、三相负荷不平衡、功率因数、总谐波畸变率、电压偏差、频率偏差、逆变系统成本及改造费用占比、逆变系统变换效率、逆变系统损耗和综合线损率在内的指标值；然后根据采集的逆变系统参与并网后配电网运行效能的相关参数并采用层次分析法和主成分分析法确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量，根据逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量并采用模糊评价法确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值；最后根据逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值确定逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估等级，最终实现了逆变系统参与并网后配电网运行效能的准确性评估；本专利技术基于分布式逆变系统发电及运行特点，从结构性指标、电能质量指标以及经济性指标等三方面提出了评价接入高密度分布式逆变系统后对配电网效能指标，运用层次分析法、主成分分析法和模糊评价法，实现了高密度分布式逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估；本专利技术正确评价了分布式逆变系统参与电网主动服务后的效能情况，引导分布式逆变系统主动地适应电网，降低了对电网的影响，根据相关的标准和规范，同时考虑实际操作性；本专利技术提供的高分布式逆变电源并入配电网的效能评估方法，能够真实反映高密度分布式逆变系统并网后的效能情况，量化评估结果也可指导含高密度分布式逆变器的配电网运行控制，从而最大化分布式逆变电源并网给用户、电网和社会带来的效益。附图说明图1是本专利技术实施例中逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法流程图；图2是本专利技术实施例中逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。目前分布式逆变系统在配电网中大量接入，然而，有关高密度的分布式逆变系统接入配电网的调整效能评估方面国内外研究比较少见。现有的分布式能源可以直接接入电网，还有通过逆变器与公共连接点相连接入电网，本专利技术是研究通过逆变系统接入配电网的分布式电源。随着越多的分布式逆变系统并入配电网，分布式逆变系统对配电网的影响更加突出，大量的电力电子逆变器设备的接入会对公共连接点处的电能质量产生影响，并且会使配网原有的潮流分布发生改变，影响网损。为了正确评价分布式逆变系统参与电网主动服务后的效能情况，引导分布式逆变系统主动地适应电网，降低对电网的影响，在理清了具备主动电网服务功能的逆变系统的成本和效益的基础上，根据相关的标准和规范，同时考虑实际操作性，本实施例提供了一种科学合理的能效评估方法，基于分布式逆变系统发电及运行特点，从结构性指标、电能质量指标以及经济性指标等三方面提出了评价接入高密度分布式逆变系统后对配电网效能指标，运用层次分析法和主成分分析法实现了高密度分布式逆变系统主动服务配电网运行的效能量化评估。本专利技术提供一种逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，如图1，该方法具本文档来自技高网...

【技术保护点】
逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，其特征在于，所述方法包括：采集逆变系统参与并网后配电网运行效能的相关参数，所述相关参数包括分布式电源容量占比、三相负荷不平衡、功率因数、总谐波畸变率、电压偏差、频率偏差、逆变系统成本及改造费用占比、逆变系统变换效率、逆变系统损耗和综合线损率；根据相关参数并采用层次分析法和主成分分析法，确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量，根据综合权重向量并采用模糊评价法确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值；根据评价值确定逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估等级。

【技术特征摘要】
1.逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，其特征在于，所述方法包括：采集逆变系统参与并网后配电网运行效能的相关参数，所述相关参数包括分布式电源容量占比、三相负荷不平衡、功率因数、总谐波畸变率、电压偏差、频率偏差、逆变系统成本及改造费用占比、逆变系统变换效率、逆变系统损耗和综合线损率；根据相关参数并采用层次分析法和主成分分析法，确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量，根据综合权重向量并采用模糊评价法确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值；根据评价值确定逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估等级。2.根据权利要求1所述的逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，其特征在于，在根据相关参数并采用层次分析法和主成分分析法确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量之前，还包括：将逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标作为第一层指标，并将第一层指标分为第二层指标，同时将第二层指标分为第三层指标，并计算第三层指标的指标值；所述第二层指标包括结构性指标、电能质量指标和经济性指标；所述第三层指标包括结构性指标中的分布式电源容量占比和三相负荷不平衡，电能质量指标中的功率因数、总谐波畸变率、电压偏差和频率偏差，以及经济性指标中的逆变系统成本及改造费用占比、逆变系统变换效率、逆变系统损耗和综合线损率。3.根据权利要求2所述的逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，其特征在于，所述计算第三层指标的指标值包括：所述分布式电源容量占比用x1表示，有：其中，PDG为逆变系统发电总容量，PLOAD为配电网负荷需求总容量；所述三相负荷不平衡用x2表示，有：其中，Ib是三相线路最大相电流，Is是三相线路最小相电流；所述功率因数用x3表示，有：其中，P为配电网与逆变系统公共连接点处的有功功率，S为配电网与逆变系统公共连接点处的视在功率；所述电流谐波畸变率用x4表示，有：其中，I1为基波电流的有效值，IH为谐波电流含量，且ik为k次谐波电流的有效值；所述电压偏差用x5表示，有：其中，UDG为配电网与逆变系统公共连接点处的实际电压，UN为配电网与逆变系统公共连接点处的额定电压；所述频率偏差用x6表示，有：x6＝fr-fn其中，fr为配电网的实际频率，fn为配电网的标称频率；所述逆变系统成本及改造费用占比用x7表示，有：x7＝PDG×β÷Fw其中，β为单位功率逆变系统的接入价格，Fw表示为分布式电源的接入价格；所述逆变系统变换效率用x8表示，有：其中，Pout为逆变系统的输出功率，Pin为逆变系统的输入功率；所述逆变系统损耗x9示，有：其中，Ploss为逆变系统损耗的总功率；所述综合线损率用x10表示，有：其中，Psloss为总线损失电量，Pgong为总供电量。4.根据权利要求3所述的逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，其特征在于，所述根据采集的逆变系统参与并网后配电网运行效能的相关参数，并采用层次分析法和主成分分析法确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量包括：根据九级标度方法确定下层指标对上层指标的判断矩阵，包括第三层指标对第二层指标的判断矩阵和第二层指标对第一层指标的判断矩阵；计算第三层指标对第二层指标的判断矩阵和第二层指标对第一层指标的判断矩阵各自的最大特征值及特征向量，并将得到的特征向量进行归一化处理，得到单排序权重向量，包括第三层指标对第二层指标的单排序权重向量和第二层指标对第一层指标的单排序权重向量；通过单排序一致性比例C.R.对第三层指标对第二层指标的单排序权重向量和第二层指标对第一层指标的单排序权重向量进行一致性检验；通过确定第二层指标对第一层指标的单排序权重向量m(2)得到第三层指标对第一层指标的总排序权重向量m(3)；通过第三层指标对第一层指标的总排序一致性比例C.R.3对m(3)进行一致性检验，通过一致性检验的m(3)即为第三层指标的第一权重向量ωgahp；确定第三层指标的第二权重向量ωgpca，并通过ωgahp和ωgpca确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量ωgpcahp。5.根据权利要求4所述的逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，其特征在于，所述通过单排序一致性比例C.R.对第三层指标对第二层指标的单排序权重向量和第二层指标对第一层指标的单排序权重向量进行一致性检验包括：所述单排序一致性比例C.R.表示为：其中，C.I.为下层指标对上层指标的一致性指标，且n为下层指标对上层指标的判断矩阵的阶数，λmax为下层指标对上层指标的判断矩阵的最大特征值；R.I.表示下层指标对上层指标的平均随机指标，当n分别取1、2、3、4、5、6、7、8、9，R.I.对应取值0、0、0.58、0.9、1.12、1.24、1.32、1.41、1.45；分别通过C.R.对第三层指标对第二层指标的单排序权重向量和第二层指标对第一层指标的单排序权重向量进行一致性检验，若C.R.＜0.1，则表明通过一致性检验。6.根据权利要求5所述的逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，其特征在于，所述通过确定第二层指标对第一层指标的单排序权重向量m(2)得到第三层指标对第一层指标的总排序权重向量m(3)包括：m(2)表示为：m(2)＝(m(2)(1)，m(2)(2)，...，m(2)(t)，...，m(2)(p))T其中，T表示转置，m(2)(t)为第二层指标中第t个指标对第一层指标的权重，p为第二层指标的指标个数，t≤p；第三层指标对第一层指标的单排序权重向量表示为：其中，为第三层指标中第r个指标相对第二层指标中第t个指标的权重，q为第三层指标的指标个数，r≤q；令第三层指标对第二层指标的单排序权重向量N(3)为q行p列的矩阵；于是m(3)表示为：m(3)＝N(3)m(2)。7.根据权利要求6所述的逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，其特征在于，所述通过总排序一致性比例C.R.3对m(3)进行一致性检验，通过一致性检验的m(3)即为第三层指标的第一权重向量ωgahp包括：C.R.3表示为：其中，C.R.2为第二层指标对第一层指标的总排序一致性比例，且C.I.2为第二层指标对第一层指标的一致性指标，R.I.2为第二层指标对第一层指标的平均随机指标；C.I.3为第三层指标总排序的一致性指标，R.I.3为第三层指标总排序的平均随机指标，C.I.3和R.I.3分别表示为：其中，为第二层指标中第t个指标对第一层指标的一致性指标，为第二层指标中第t个指标对第一层指标的平均随机指标；若满足C.R.3＜0.1，则表明m(3)通过一致性检验。8.根据权利要求7所述的逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，其特征在于，所述确定第三层指标的第二权重向量ωgpca，并通过ωgahp和ωgpca确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量ωgpcahp包括：q表示第三层指标的指标个数，B表示采集的样本个数，且B>q，构造B行、q列的样本矩阵H，再根据H构造标准化样本矩阵，求标准化样本矩阵第r列的方差贡献率Sr，即为该列元素所对应指标权重；Sr表示为：其中b∈[1,B]，r∈[1,q]，xbr为标准化样本矩阵中的第b行、r列元素，为第r列元素平均值；标准化样本矩阵中每列的方差贡献率构成B维向量，根据B维向量确定ωgpca；ωgpcahp的第r个元素的权重ωr表示为：其中，ωgahpr为ωgahp的第r个元素，ωgpcar为ωgpca的第r个元素；根据ωr得到ωgpcahp，其表示为：ωgpcahp＝(ω1,ω2,…,ωr,…,ωq)。9.根据权利要求8所述的逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，其特征在于，所述根据逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的综合权重向量并采用模糊评价法确定逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值包括：设第三层指标的指标集为P＝{p1，p2，...，pr，...，pq}，pr表示第三层指标中的第r个指标，第三层指标的模糊评语集Q＝{q1，q2，...,qε,…,qh}，qε为评语集中的第ε个评价等级，ε＝1，2，...，h，h为评语集中评价等级个数；根据Q中的评价等级对第三层指标进行评价，得到第三层指标对第一层指标的评价矩阵K，有：其中，kqh为K的第q行、第h列的元素，表示pq相对qh的隶属度，且满足K中每行元素之和为1；将ωgpcahp和K相乘，得到如下矩阵F'：F'＝ωgpcahp·K＝(f1′，f2′,...,f′ε,...,fh′)其中，f′ε为F'的第ε个元素；将F'进行归一化处理，得到逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价向量F，有：F＝(f1，f2,…,fε,…,fh)其中，fε为F的第ε个元素；于是，逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值表示为：其中，f为逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值。10.根据权利要求9所述的逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估方法，其特征在于，所述根据逆变系统参与并网后配电网运行效能评估指标的评价值确定逆变系统参与并网后配电网运行效能的评估等级包括：若f大于等于...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏剑，刘海涛，吕志鹏，吴鸣，孙丽敬，于辉，李蕊，李洋，季宇，李文汗，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11