一种基于AHP-Delphi分析法与熵权法的水-风-光-储联合系统经济评估方法技术方案

本发明专利技术属于电力系统经济运行分析领域，具体涉及一种基于AHP

【技术实现步骤摘要】
一种基于AHP
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Delphi分析法与熵权法的水
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风
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光
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储联合系统经济评估方法


[0001]本专利技术属于电力系统经济运行分析领域，具体涉及一种基于AHP
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Delphi分析法与熵权法的水
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风
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光
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储联合系统经济评估方法。

技术介绍

[0002]2020年中国提出了“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”，“到2030年，中国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上”的目标。以风能和太阳能为代表的间歇性可再生能源大规模迅猛发展，将给电网安全稳定运行和可再生能源消纳带来巨大挑战。而储能技术则是解决该问题的有效手段，因此，为风电、光伏发电单元配置合适的储能系统迫在眉睫。考虑到抽水蓄能电站的建设需要特殊的地理条件，具有一定的局限性。而电池储能作为新兴的化学储能技术，具有技术较成熟、便于安装等优点，可与抽水蓄能优势互补，解决抽蓄受地形制约较大、能量密度较低、总投资较高、投资回收期较长等问题，进而配合抽水蓄能电站更好的储能和发电。
[0003]在现有技术中，针对于水电与新能源联合运行经济性的研究，在研究对象方面，大部分研究都主要集中在水风、水光、水风光、风光储等对象较少的中小型系统，研究重点主要是联合发电系统的建模、容量配比和控制策略，针对常规水电、风、光、抽水蓄能、电池储能五方面的联合运行系统经济性研究较少；在评价指标方面，由于研究对象往往只涉及风电、光伏、水电、抽水蓄能中的一种或两种，故选取的经济指标只能单一地反映该种能源的经济效益，且对新能源发电技术和储能技术有效应用后的影响分析较为片面，未能从电力负荷、购电成本、产业环境、社会环境等多方面进行合理全面的分析，即缺乏对系统整体运行经济性指标体系的构建；在评价方法方面，多选单一的主观赋权法和客观赋权法，主观赋权法如层次分析法存在定性成分大、主观因素占比大、当判断矩阵较大时难以计算出准确结果等问题，而客观赋权方法普遍存在过分依赖数学定量分析、忽视指标本身重要程度、当指标值变动幅度突增或突减时适用范围具有局限性等问题。且现有方法中鲜有针对不同容量配比下的大型联合系统经济性评估完成综合评分的，无法直观反映出不同方案的经济性优劣。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述联合系统经济性评估方法在评价对象、指标选取、权重计算方面的不足，本专利技术综合考虑发电单元的技术因素，以及水
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风
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光
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储联合发电技术的有效应用对企业将产生的影响，如可再生能源供电能力的提升、后期购电成本的减少和发电产业环境质量的提高等。本专利技术的目的是通过构建联合系统经济性评估体系、计算指标权重值、一致性检验等步骤，最终进行复合计算得出综合评分，为量化评价指标、选择最优方案提供依据，为水
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风
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光
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储联合系统经济性的量化评估提供一种新的方法。
[0005]将抽水蓄能电站与电池储能优势互补，并与常规水电站，及其附近的风、光电场组
成联合运行系统，提高新能源消纳能力和水
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风
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光
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储联合系统的灵活性与稳定性，实现电力系统安全、稳定、经济运行的目标。在考虑发电曲线、负荷曲线、分时电价以及参与的工作场景等情况下，重点研究系统中水、风、光、储装机规模配比对经济性的影响，可为水
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风
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光
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储联合系统开发、运行提供合理的经济评估与决策模型，进而提高电网运行的的经济性和稳定性。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术评价指标的选取具有综合性和代表性，即充分考虑了发电单元的技术因素，以及水
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风
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光
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储联合发电技术的有效应用将对企业产生的影响；评价方法采用主客观相结合的赋权法，即AHP
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Delphi分析法与熵权法相结合，通过“乘法”集成得出最终结果，在极大程度上规避主观思维影响的同时，也避免了过分依赖数学定量方法而导致结果与实际不符的情况；通过比较不同方案的总评分，直观反映出各项指标对联合系统经济性的影响。具体是：一种基于AHP
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Delphi分析法与熵权法的水
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风
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光
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储联合系统经济评估方法，其特征在于步骤如下：步骤1：确定评估指标选取原则－SMART原则针对SMART原则和联合系统效益评价指标体系设计的实际需求，在选取相应指标时应遵循选取如下原则：目的性、规范性、全面性、系统性、简明性、可比性。
[0007]步骤2：构建联合系统经济性评估指标体系以SMART原则为导向，以联合系统总装机容量、峰谷电价机制数据为基础，对水
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风
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光
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储不同配比方案进行经济性评估。具体包括三个一级指标：技术经济效益、财务效益和社会环境效益。每个一级指标包括三个二级指标：等效可利用小时数、新能源弃电率、有功功率波动率，售电收益、平准化电力成本、借款偿还期，供电效益、节能效益、环境效益。
[0008]步骤3：计算技术经济效益指标（1）等效可利用小时数为量化评估水
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风
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光
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储联合系统内各发电单元或机组有效利用程度，将联合系统总发电量换算为全部装机满负荷运行下的机组发电小时数，具体计算公式为：式中，H
eq
为等效利用小时。E
wp
发电单元评估期内总发电量。C
wp
发电单元投入运行的机组容量。
[0009]（2）新能源弃电率为量化评估水
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风
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光
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储联合系统减少常规水电站弃水、风电场弃风、光伏电站弃光的能力，以联合系统中抽水蓄能电站和电池在储能达到极限时，无法吸收利用的新能源电量占总电量的比率来表示，如下式：式中，E
WE
为满足入网预期需求和储能充放电特性的前提下，浪费的可再生能源。
[0010]（3）有功功率波动率为量化评估水
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风
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光
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储联合系统总输出功率的稳定性，选用联合系统输出功率的平均波动率来衡量评估系统的平稳性，具体计算公式如下式：
式中，D
wp
为联合系统出力相对于调度预期出力的波动率。P
wd
‑
pv
为t时刻联合系统总出力。P
ref
为t时刻电网预测出力值。
[0011]步骤4：计算财务效益指标考虑水
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风
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光
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储联合系统带来的财务效益与成本，主要从盈利能力和偿债能力两方面进行分析。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AHP
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Delphi分析法与熵权法的水
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风
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光
‑
储联合系统经济评估方法，其特征在于步骤如下：步骤1：确定评估指标选取原则－SMART原则针对SMART原则和联合系统效益评价指标体系设计的实际需求，在选取相应指标时应遵循选取如下原则：目的性、规范性、全面性、系统性、简明性、可比性；步骤2：构建联合系统经济性评估指标体系以SMART原则为导向，以联合系统总装机容量、峰谷电价机制数据为基础，对水
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风
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光
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储不同配比方案进行经济性评估；具体包括三个一级指标：技术经济效益、财务效益和社会环境效益；每个一级指标包括三个二级指标：等效可利用小时数、新能源弃电率、有功功率波动率，售电收益、平准化电力成本、借款偿还期，供电效益、节能效益、环境效益；步骤3：计算技术经济效益指标（1）等效可利用小时数为量化评估水
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风
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光
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储联合系统内各发电单元或机组有效利用程度，将联合系统总发电量换算为全部装机满负荷运行下的机组发电小时数，具体计算公式为：式中， H
eq
为等效利用小时； E
wp
发电单元评估期内总发电量； C
wp
发电单元投入运行的机组容量；（2）新能源弃电率为量化评估水
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风
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光
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储联合系统减少常规水电站弃水、风电场弃风、光伏电站弃光的能力，以联合系统中抽水蓄能电站和电池在储能达到极限时，无法吸收利用的新能源电量占总电量的比率来表示，如下式：式中， E
WE
为满足入网预期需求和储能充放电特性的前提下，浪费的可再生能源；（3）有功功率波动率为量化评估水
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风
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光
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储联合系统总输出功率的稳定性，选用联合系统输出功率的平均波动率来衡量评估系统的平稳性，具体计算公式如下式：式中， D
wp
为联合系统出力相对于调度预期出力的波动率； P
wd
‑
pv
为t时刻联合系统总出力； P
ref
为t时刻电网预测出力值；步骤4：计算财务效益指标考虑水
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风
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光
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储联合系统带来的财务效益与成本，主要从盈利能力和偿债能力两方面进行分析；（1）售电收益供电效益主要指的是通过抽蓄
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电池联合储能系统扩大水风光发电入网规模所带来的收益，具体计算公式如下式所示：
P式中， B(k)为第k年发电收益； P
wpb
(t)为t时刻可再生能源入网功率； P
S
为其相应的标杆上网电价；（2）平准化电力成本平准化电力成本，计算公式如下：式中， C
I
为初始投资成本； D(k)为第k年固定资产计提折旧； C
OM
(k)为第k年的运维成本； R
tax
为税率；r为考虑通货膨胀影响的贴现率；n为工程寿命年限； C
salvage
为固定资产残值； E(k)第k年发电单元的总发电量；其中，折旧方法采取平均年限法，年折旧费：式中，A
O
为固定资产原值； r
s
为净残值率；（3）借款偿还期借款偿还期=（借款偿还开始出现盈余年份
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1）+（盈余当年应偿还借款额/盈余当年可用于还款的余额）；步骤5：计算社会环境效益指标（1）供电效益供电效益主要指的是通过抽蓄
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电池联合储能系统扩大水风光发电入网规模所带来的收益，具体计算公式如下式所示：式中， E
ti
(j)为调度期内,第天第个时段的储能能量； E
bat
...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜枫，胡海平，姬联涛，杨威嘉，鲍峰，杨朝武，牛翔宇，张姝姝，李旭东，
申请(专利权)人：国网新源控股有限公司松花江水力发电有限公司吉林白山发电厂中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：