一种多元电源系统电力能源结构评价优化方法技术方案

技术编号:30316063 阅读:201 留言:0更新日期:2021-10-09 23:07
一种多元电源系统电力能源结构评价优化方法,该方法先构建多元电源系统电力能源结构评价指标体系,再计算各三级指标的特征值,并基于模糊模式识别法构建各二级指标的指标特征值矩阵、指标相对隶属度矩阵以及指标标准特征值相对隶属度矩阵,然后根据构建的矩阵确定各二级指标的权重向量,求取各二级指标的级别特征值向量,接着以各二级指标的级别特征值作为输入,重复前述步骤得到一级指标的权重向量和级别特征值向量,最后根据评价结果指导进行电源结构优化。本设计不仅客观、准确地实现了能源结构评价优化,而且有效减少了计算量,使得计算结果能快速收敛。得计算结果能快速收敛。得计算结果能快速收敛。

【技术实现步骤摘要】
一种多元电源系统电力能源结构评价优化方法


[0001]本专利技术属于电力能源结构评价领域,具体涉及一种多元电源系统电力能源结构评价优化方法。

技术介绍

[0002]随着电网的发展,电力能源供给结构以及电力负荷需求特征将会发生显著变化,风电、光伏等不确定性可再生能源将大规模开发利用,分布式能源、储能、电动汽车等交互式能源设施将大量并网,各种新型用能形式将不断涌现。
[0003]在目前低碳化发展的大环境下,未来电网在增加清洁能源装机容量的同时需要满足能源供给充足、平衡、可靠等方面的要求。因此,我国急需对电源结构发展状况的科学性、合理性进行评价分析,进而指导未来电源结构调整规划方案。我国传统的规划研究中,常用的电力能源结构的综合评价方法中,层次分析法检验判断矩阵是否一致非常困难,且检验判断矩阵是否具有一致性的标准CR<0.1缺乏科学依据,专家咨询法过于主观且无法定量显示各底层指标的重要程度;主成分分析法只能科学地求得综合指标的权重,都存在一定的局限性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题,提供一种客观、准确的多元电源系统电力能源结构评价优化方法。
[0005]为实现以上目的,本专利技术的技术方案如下:
[0006]一种多元电源系统电力能源结构评价优化方法,依次包括以下步骤:
[0007]步骤一、构建多元电源系统电力能源结构评价指标体系,所述评价指标体系为三层级递阶结构,其一级指标为电源结构合理性,二级指标包括总量层指标、结构层指标、布局层指标,所述总量层指标的三级指标包括电力消费弹性系数、电力装机总量,所述结构层指标的三级指标包括火电装机容量比重、水电装机容量比重、新能源装机容量比重、小容量机组装机占总能源装机的比重、大容量机组装机占总能源装机的比重,所述布局层指标的三级指标包括农村能源消费占区域能源消费总量的比重、虚拟电厂总容量占总能源装机容量的比重;
[0008]步骤二、计算各三级指标的特征值,并基于模糊模式识别法构建各二级指标的指标特征值矩阵;
[0009]步骤三、构建各二级指标的指标相对隶属度矩阵R与指标标准特征值相对隶属度矩阵S;
[0010]步骤四、根据步骤三构建的矩阵确定各二级指标的权重向量;
[0011]步骤五、求取各二级指标的级别特征值向量;
[0012]步骤六、以各二级指标的级别特征值向量作为输入,重复步骤二~五,得到一级指标的权重向量和级别特征值向量;
[0013]步骤七、根据评价结果指导进行电源结构优化。
[0014]所述步骤四依次包括以下步骤:
[0015]4.1、基于模糊模式识别法确定各二级指标的权重向量W1,并采用层次分析法得到各二级指标的权重向量W2;
[0016]4.2、通过博弈论对模糊模式识别法和层次分析法的结果进行组合赋权,得到的组合权重W
*
为:
[0017][0018][0019]上式中,a1、a2分别为模糊模式识别法、层次分析法这两种赋值方法的线性组合系数,分别为对a1、a2归一化处理后的结果。
[0020]步骤4.1中,所述基于模糊模式识别法确定各二级指标的权重向量W1的方法依次包括以下步骤:
[0021]4.1.1、对于某二级指标,将其指标相对隶属度矩阵R作为评价指标对模糊概念重要性B的相对隶属度矩阵W:
[0022]W=R=(w
ij
),i=1,2,...,m;j=1,2,...,n
[0023]上式中,w
ij
为第j个样本中属于该二级指标的第i个三级指标对模糊概念重要性B的相对隶属度,n为样本的数量,m为该二级指标所包含的三级指标数量;
[0024]4.1.2、根据最小二乘方优化准则,选择欧式距离,确定第i个三级指标的权重w
(i)

[0025][0026]4.1.3、对各三级指标的权重进行归一化,得到该二级指标的权重向量W1:
[0027]W1=[w1,w2,
···
,w
m
][0028][0029]步骤4.1中,所述采用层次分析法得到各二级指标的权重向量W2的方法依次包括以下步骤:
[0030]4.1.4、确定各二级指标的判断矩阵H
m
×
m

[0031]H
m
×
m
={h
ab
},a=1,2,...,m;b=1,2,...,m;a≠b
[0032]上式中,h
ab
为某二级指标中第a个三级指标对第b个三级指标的相对隶属度,h
aa
=1,m为该二级指标所包含的三级指标数量;
[0033]4.1.5、检验矩阵H
m
×
m
内任意元素h
a1
、h
1b
是否满足h
ab
=h
a1
·
h
1b
,若满足则通过一致性检验,不满足则对判断矩阵进行调整,直至满足一致性要求;
[0034]4.1.6、取矩阵H
m
×
m
对应于最大特征根λ的特征向量[w1,w2,
···
,w
m
]作为权重向量W2,其中,w
i
为第i个三级指标对重要性B的影响程度的权重。
[0035]所述步骤三依次包括以下步骤:
[0036]3.1、先根据指标与电源结构合理性的关系将所有三级指标划分为越小越好型、越中越好型、越大越好型,再针对这三类指标,根据梯形模糊隶属度函数进行无量纲处理:
[0037][0038][0039][0040]上式中,r
ij
为第j个样本中第i个三级指标的特征值对电源结构合理性A的相对隶属度,x
imin
为参考连续统上相对隶属度为0的左极点,x
imax
为参考连续统上相对隶属度为1的右极点,p、q为越中越好型指标的适度区间,E1、E2、E3分别为越小越好型、越中越好型、越大越好型指标的集合;
[0041]3.2、构建各二级指标的指标相对隶属度矩阵R:
[0042]R
m
×
n
=(r
ij
),0≤r
ij
≤1,i=1,2,

,m,j=1,2,

,n
[0043]上式中,r
ij
为第j个样本中属于某二级指标的第i个三级指标的特征值对电源结构合理性A的相对隶属度,n为样本的数量,m为该二级指标所包含的三级指标数量;
[0044]3.3、取模式识别的级别为5级,参考连续统的右极点表示级别1,构建各二级指标的指标标准特征值相对隶属度矩阵S:
[0045]S
m
×5=(本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多元电源系统电力能源结构评价优化方法,其特征在于:所述方法依次包括以下步骤:步骤一、构建多元电源系统电力能源结构评价指标体系,所述评价指标体系为三层级递阶结构,其一级指标为电源结构合理性,二级指标包括总量层指标、结构层指标、布局层指标,所述总量层指标的三级指标包括电力消费弹性系数、电力装机总量,所述结构层指标的三级指标包括火电装机容量比重、水电装机容量比重、新能源装机容量比重、小容量机组装机占总能源装机的比重、大容量机组装机占总能源装机的比重,所述布局层指标的三级指标包括农村能源消费占区域能源消费总量的比重、虚拟电厂总容量占总能源装机容量的比重;步骤二、计算各三级指标的特征值,并基于模糊模式识别法构建各二级指标的指标特征值矩阵;步骤三、构建各二级指标的指标相对隶属度矩阵R与指标标准特征值相对隶属度矩阵S;步骤四、根据步骤三构建的矩阵确定各二级指标的权重向量;步骤五、求取各二级指标的级别特征值向量;步骤六、以各二级指标的级别特征值向量作为输入,重复步骤二~五,得到一级指标的权重向量和级别特征值向量;步骤七、根据评价结果指导进行电源结构优化。2.根据权利要求1所述的一种多元电源系统电力能源结构评价优化方法,其特征在于:所述步骤四依次包括以下步骤:4.1、基于模糊模式识别法确定各二级指标的权重向量W1,并采用层次分析法得到各二级指标的权重向量W2;4.2、通过博弈论对模糊模式识别法和层次分析法的结果进行组合赋权,得到的组合权重W
*
为:为:上式中,a1、a2分别为模糊模式识别法、层次分析法这两种赋值方法的线性组合系数,分别为对a1、a2归一化处理后的结果。3.根据权利要求2所述的一种多元电源系统电力能源结构评价优化方法,其特征在于:步骤4.1中,所述基于模糊模式识别法确定各二级指标的权重向量W1的方法依次包括以下步骤:4.1.1、对于某二级指标,将其指标相对隶属度矩阵R作为评价指标对模糊概念重要性B的相对隶属度矩阵W:W=R=(w
ij
),i=1,2,...,m;j=1,2,...,n上式中,w
ij
为第j个样本中属于该二级指标的第i个三级指标对模糊概念重要性B的相对隶属度,n为样本的数量,m为该二级指标所包含的三级指标数量;4.1.2、根据最小二乘方优化准则,选择欧式距离,确定第i个三级指标的权重w
(i)

4.1.3、对各三级指标的权重进行归一化,得到该二级指标的权重向量W1:W1=[w1,w2,
···
,w
m
]4.根据权利要求2所述的一种多元电源系统电力能源结构评价优化方法,其特征在于:步骤4.1中,所述采用层次分析法得到各二级指标的权重向量W2的方法依次包括以下步骤:4.1.4、确定各二级指标的判断矩阵H
m
×
m
;H
m
×
m
={h
ab
},a=1,2,...,m;b=1,2,...,m;a≠b上式中,h
ab
为某二级指标中第a个三级指标对第b个三级指标的相对隶属度,h
aa
=1,m为该二级指标所包含的三级指标数量;4.1.5、检验矩阵H
m
×
m
内任意元素h
a1
、h
1b
是否满足h
ab
=h
a1
·
h
1b
,若满足则通过一致性检验,不满足则对判断矩阵进行调整,直至满足一致性要求;4.1.6、取矩阵H
m
×
m
对应于最大特征根λ的特征向量[w1,w2,
···
,w
m
]作为权重向量W2,其中,w
i
为第i个三级指标对...

【专利技术属性】
技术研发人员:金维刚张王茜于海洋王远
申请(专利权)人:国家电网公司华中分部
类型:发明
国别省市:

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