本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)綜合評價方法，適用于對分布式發(fā)電系統(tǒng)的評估。屬于電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
傳統(tǒng)發(fā)電主要采用火力發(fā)電，隨著化石能源的日趨枯竭及低碳、環(huán)保的要求，新能源逐漸代替了傳統(tǒng)發(fā)電。現(xiàn)有清潔能源包括風能、水能、太陽能等，這些清潔能源采用分布式發(fā)電，又稱為分布式能源。如果將這些分布式能源直接并網(wǎng)有可能造成電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全穩(wěn)定性等諸多問題。為了進一步提高電力系統(tǒng)運行的靈活性、可控性和經(jīng)濟性，以及更好地滿足電力用戶對電能質(zhì)量和供電可靠性的更高要求，微電網(wǎng)應運而生。微電網(wǎng)技術(shù)旨在中低壓配電網(wǎng)層面實現(xiàn)分布式發(fā)電技術(shù)的靈活、高效應用，解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式電源并網(wǎng)運行，并通過智能能量管理維持功率局部優(yōu)化與平衡，有效降低系統(tǒng)運行調(diào)度難度，微電網(wǎng)獨立運行還可在外部電網(wǎng)故障時繼續(xù)向關(guān)鍵負荷供電，提高用電可靠性，所以微電網(wǎng)技術(shù)是實現(xiàn)分布式發(fā)電系統(tǒng)廣泛應用的關(guān)鍵技術(shù)之一。電網(wǎng)公司為了清楚電網(wǎng)帶來的收益效果，需要對電網(wǎng)運營情況進行評價，現(xiàn)有電網(wǎng)評價系統(tǒng)主要是針對傳統(tǒng)電網(wǎng)而提出的，沒有針對微電網(wǎng)進行評價。且傳統(tǒng)電網(wǎng)評價主要從技術(shù)性、經(jīng)濟性、社會性、實用化等角度進行評價，而未考慮設(shè)備利用的狀況，導致電力系統(tǒng)中的大量設(shè)備都未能發(fā)揮其最大效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的，是為了解決現(xiàn)有技術(shù)沒有針對微電網(wǎng)進行評價，提供一種微電網(wǎng)綜合評價方法，該方法實現(xiàn)了自動化決策、具有可操作性、更全面且準確性更高。一種微電網(wǎng)綜合評價方法，其特征在于：1)將微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價指標、微電網(wǎng)的碳排放評價指標、微電網(wǎng)的可靠性評價指標和微電網(wǎng)的安全性評價指標作為微電網(wǎng)的綜合評價指標；其中微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價G1(X)和微電網(wǎng)的碳排放評價G2(X)作為微電網(wǎng)總體綜合評價maxG(X)的目標函數(shù)，微電網(wǎng)的可靠性評價和微電網(wǎng)的安全性評價作為微電網(wǎng)總體綜合評價maxG(X)的約束條件，得出微電網(wǎng)投資效益的多目標評價模型：maxG(X)＝[a1G1(X)，a2G2(X)]Thi(X)＝0，gj(X)≤0,i＝1，2，···，k；j＝1，2，···，mX＝(x1，x2，···，xn)∈En式中，a1和a2分別為G1(X)和G2(X)的權(quán)重，權(quán)重的大小根據(jù)在實際中對環(huán)保和經(jīng)濟性的重視程度進行調(diào)整，hi(X)＝0為等式約束條件，gj(X)≤0為不等式約束條件，其中等式約束條件是功率平衡條件約束，即系統(tǒng)發(fā)電機總出力必須滿足系統(tǒng)總負荷與傳輸線路網(wǎng)損之和；不等式約束條件包括發(fā)電機輸出功率及母線電壓幅值維持在系統(tǒng)穩(wěn)定運行要求的范圍內(nèi)，傳輸線路的潮流不能超過上限，風能、太陽能發(fā)出的功率不能超過其最大可能的發(fā)電功率、備用容量的約束、機組響應速度的約束、電池運行條件的約束；2)微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價指標包括微電網(wǎng)的成本評價指標和微電網(wǎng)的收益評價指標，微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價G1(X)是微電網(wǎng)的成本與微電網(wǎng)的收益比；微電網(wǎng)的可靠性評價指標包括負荷點可靠性評價指標和系統(tǒng)的可靠性評價指標，微電網(wǎng)的可靠性評價是對系統(tǒng)的可靠性評價指標進行加權(quán)處理，微電網(wǎng)的碳排放評價G2(X)是微電網(wǎng)的碳排放量指標；所述負荷點可靠性評價指標用以反映各負荷點的供電可靠性程度，包括負荷點故障率λ(次/a)、負荷點每次故障停電持續(xù)時間γ(h/次)、負荷點的年平均停電時間U(h/a)，對于n個串聯(lián)可修復元件，其等效可靠性評價指標表達式如下：對于兩個并聯(lián)可修復元件，其等效可靠性評價指標計算如下：λ＝λ1λ2(γ1+γ2)U＝λγ所述系統(tǒng)的可靠性評價指標包括系統(tǒng)平均停電頻率SAIFI、系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間SAIDI、平均供電可用率ASAI，2-1)系統(tǒng)平均停電頻率SAIFI是指每個由系統(tǒng)供電的用戶在單位時間內(nèi)的平均停電次數(shù)，用如下表達式表示：2-2)系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間SAIDI是指每個由系統(tǒng)供電的用戶在單位時間內(nèi)的平均停電持續(xù)時間，用如下表達式表示：2-3)平均供電可用率ASAI是指一年內(nèi)用戶經(jīng)受的不停電小時總數(shù)與用戶要求的總供電小時數(shù)之比，用如下表達式表示：式中，負荷點故障率λ，NL為微電網(wǎng)中負荷點的數(shù)量；Ni為連接在負荷點i的用戶數(shù)量，2-4)微電網(wǎng)的可靠性評價是系統(tǒng)的可靠性評價的綜合評分值y：假設(shè)共有m個微電網(wǎng)的可靠性評價指標，用如下表達式表示：式中：m表示m個微電網(wǎng)的可靠性評價指標，wj為第j個評價指標的權(quán)重系數(shù)，所有權(quán)重系數(shù)之和為1；xj為評價指標值。本發(fā)明的進一步方案：所述微電網(wǎng)的成本評價指標包括微電網(wǎng)的建設(shè)成本、燃料成本、維護成本與折舊成本、運行成本和其他成本；1)微電網(wǎng)的建設(shè)成本包括太陽能、風力機組、柴油發(fā)電機組、儲能設(shè)備、無功補償設(shè)備、變壓器、線路成本；則微電網(wǎng)的建設(shè)成本為CJ用表達表示為：式中，m表示微電網(wǎng)中有m種設(shè)備，第i種設(shè)備的成本為Ci，對于各種發(fā)電形式來說，其建設(shè)成本主要包括設(shè)備成本和安裝成本；2)燃料成本主要是指柴油機發(fā)電，則柴油機的燃料成本為Cfuel可用式表達式表示為：其中：a為常數(shù)0.0071、b為常數(shù)0.2333、c為常數(shù)0.4333；Pdg表示柴油機發(fā)出的功率；3)維護成本與折舊成本主要考慮光伏發(fā)電、風力發(fā)電、燃料電池、柴油機的維護成本與折舊成本；則維護與折舊成本為COM可用表達式表示為：式中，m表示微電網(wǎng)中共有m種發(fā)電形式，第i種形式的運行與管理的維護費用為OMi(Pit)，第i種發(fā)電形式發(fā)出的功率為Pit，其維護管理系數(shù)為KOMi；4)運行成本主要考慮網(wǎng)絡(luò)損耗費用，運行成本為Closs用表達式表示為：上式中，運行時間為T，電價為Ce，N為系統(tǒng)支路總數(shù)；Gk(i，j)為支路k的電導，i、j分別為支路k兩端節(jié)點號；Ui、Uj分別為節(jié)點i、j的電壓值；θi、θj分別為節(jié)點i、j的電壓相角；5)其他成本指標主要考慮國家征收火力發(fā)電排放出的二氧化碳、二氧化硫的稅，其他成本指標為Cs用表達式表示為：Cs＝Cco2×Qco2+Cso2×Qso2上式中，Cco2為排放每噸二氧化碳征收的稅，Qco2為二氧化碳的排放量，Cso2為排放二氧化硫征收的稅，Qso2為二氧化硫的排放量。本發(fā)明的進一步方案：所述微電網(wǎng)的收益評價指標包括售電收入和財政補貼；1)售電收入主要包括各種形式的發(fā)電上網(wǎng)所獲得的收入，其中新型能源的上網(wǎng)電價高于傳統(tǒng)形式的上網(wǎng)電價，則售電收入為Csell可用表達式表示為：式中，m表示微電網(wǎng)中有m種發(fā)電形式，在運行時間T內(nèi)售出的電量為Q(t)，第i種發(fā)電形式發(fā)出的功率為Pi，每kw·h電量的電價為Ce，2)財政補貼是依據(jù)清潔能源機制CDM下國內(nèi)外對新能源發(fā)電的補貼政策和國家對新能源的電價補貼政策，財政補貼為Cbutie，用公式表示為：式中，Cabd表示國內(nèi)減排一噸碳的成本，Cabd表示國外減排一噸碳的成本，Q表示新能源發(fā)電減少的碳排放量，M表示有M種新能源，每kw·h第i種新能源發(fā)電的補貼電價為Cei，第i種發(fā)電形式發(fā)出的功率為Pi，運行時間為t。本發(fā)明的進一步方案：微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價G1(X)是微電網(wǎng)的總體經(jīng)濟性評價K，微電網(wǎng)的投入為F1，微電網(wǎng)的產(chǎn)出為F2，則有如下關(guān)系表達式：式中，Csell為售電收入，Cbutie為財政補貼，CJ為建設(shè)成本，COM為維護與折舊成本，Closs為運行成本，Cs為其他成本，Cfuel為燃料成本。本發(fā)明的進一步方案：微電網(wǎng)的碳排放評價G2(X)主要根據(jù)微電網(wǎng)中的各種資源發(fā)電的多少，計算出碳的排放量R，碳排放量R可用表達式表示為：R＝∑miδi其中，mi為一次能源的消費標準量；δi為i類能源的碳排放系數(shù)。本發(fā)明進一步的技術(shù)方案：根據(jù)給定的方案，分別提出微電網(wǎng)的經(jīng)濟性、低碳性和可靠性評價指標，然后提出微電網(wǎng)的綜合評價方法，采用低碳模型將微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價G1(X)和微電網(wǎng)的碳排放評價G2(X)綜合考慮，作為評價的目標函數(shù)。本發(fā)明的進一步方案：所述低碳模型分為傳統(tǒng)發(fā)電形式和新型發(fā)電形式，所述傳統(tǒng)發(fā)電形式的低碳模型是將微電網(wǎng)的成本折算為碳的指標值；所述新型發(fā)電形式的低碳模型是將微電網(wǎng)的成本折算為碳的指標值減去減少的處理污染物所用的價錢折算為碳的指標值和財政補貼折算為碳的指標值。本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明將微電網(wǎng)的經(jīng)濟性、可靠性、碳排放、安全性等多方面評價指標作為微電網(wǎng)的綜合評價依據(jù)，微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價G1(X)和微電網(wǎng)的碳排放評價G2(X)作為微電網(wǎng)總體綜合評價maxG(X)的目標函數(shù)，微電網(wǎng)的可靠性評價和微電網(wǎng)的安全性評價作為微電網(wǎng)總體綜合評價maxG(X)的約束條件，對微電網(wǎng)進行全面評價，該方法采用自動化決策，使計算簡便、可操作性更強，獲得的微電網(wǎng)綜合評價數(shù)據(jù)更準確。2、微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價指標包括微電網(wǎng)的建設(shè)成本、燃料成本、維護成本與折舊成本、運行成本和其他成本，考慮到了設(shè)備的利用狀況，考慮更全面，使電力系統(tǒng)中的大量設(shè)備都充分發(fā)揮其最大效益。3、本發(fā)明還為微電網(wǎng)工程的技術(shù)方案比較及微電網(wǎng)綜合評價提供了理論依據(jù)。具體實施方式下面對本發(fā)明作進一步的說明：本發(fā)明涉及的一種微電網(wǎng)綜合評價方法，其特征在于：1)將微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價指標、微電網(wǎng)的碳排放評價指標、微電網(wǎng)的可靠性評價指標和微電網(wǎng)的安全性評價指標作為微電網(wǎng)的綜合評價指標；其中微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價G1(X)和微電網(wǎng)的碳排放評價G2(X)作為微電網(wǎng)總體綜合評價maxG(X)的目標函數(shù)，微電網(wǎng)的可靠性評價和微電網(wǎng)的安全性評價作為微電網(wǎng)總體綜合評價maxG(X)的約束條件，得出微電網(wǎng)投資效益的多目標評價模型：maxG(X)＝[a1G1(X)，a2G2(X)]Thi(X)＝0，gj(X)≤0,i＝1，2，···，k；j＝1，2，···，mX＝(x1，x2，···，xn)∈En式中，a1和a2分別為G1(X)和G2(X)的權(quán)重，權(quán)重的大小根據(jù)在實際中對環(huán)保和經(jīng)濟性的重視程度進行調(diào)整，hi(X)＝0為等式約束條件，gj(X)≤0為不等式約束條件，其中等式約束條件是功率平衡條件約束，即系統(tǒng)發(fā)電機總出力必須滿足系統(tǒng)總負荷與傳輸線路網(wǎng)損之和；不等式約束條件包括發(fā)電機輸出功率及母線電壓幅值維持在系統(tǒng)穩(wěn)定運行要求的范圍內(nèi)，傳輸線路的潮流不能超過上限，風能、太陽能發(fā)出的功率不能超過其最大可能的發(fā)電功率、備用容量的約束、機組響應速度的約束、電池運行條件的約束等；2)微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價指標包括微電網(wǎng)的成本評價指標和微電網(wǎng)的收益評價指標，微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價G1(X)是微電網(wǎng)的成本與微電網(wǎng)的收益比；微電網(wǎng)的可靠性評價指標包括負荷點可靠性評價指標和系統(tǒng)的可靠性評價指標，微電網(wǎng)的可靠性評價是對系統(tǒng)的可靠性評價指標進行加權(quán)處理，微電網(wǎng)的碳排放評價G2(X)是微電網(wǎng)的碳排放量指標。所述微電網(wǎng)的成本評價指標包括微電網(wǎng)的建設(shè)成本、燃料成本、維護成本與折舊成本、運行成本和其他成本；1)微電網(wǎng)的建設(shè)成本包括太陽能、風力機組、柴油發(fā)電機組、儲能設(shè)備、無功補償設(shè)備、變壓器、線路成本；則微電網(wǎng)的建設(shè)成本為CJ用表達表示為：式中，m表示微電網(wǎng)中有m種設(shè)備，第i種設(shè)備的成本為Ci，對于各種發(fā)電形式來說，其建設(shè)成本主要包括設(shè)備成本和安裝成本；2)燃料成本主要是指柴油機發(fā)電，則柴油機的燃料成本為Cfuel可用式表達式表示為：其中：a為常數(shù)0.0071、b為常數(shù)0.2333、c為常數(shù)0.4333；Pdg表示柴油機發(fā)出的功率；3)維護成本與折舊成本主要考慮光伏發(fā)電、風力發(fā)電、燃料電池、柴油機的維護成本與折舊成本；則維護與折舊成本為COM可用表達式表示為：式中，m表示微電網(wǎng)中共有m種發(fā)電形式，第i種形式的運行與管理的維護費用為OMi(Pit)，第i種發(fā)電形式發(fā)出的功率為Pit，其維護管理系數(shù)為KOMi；4)運行成本主要考慮網(wǎng)絡(luò)損耗費用，運行成本為Closs用表達式表示為：上式中，運行時間為T，電價為Ce，N為系統(tǒng)支路總數(shù)；Gk(i，j)為支路k的電導，i、j分別為支路k兩端節(jié)點號；Ui、Uj分別為節(jié)點i、j的電壓值；θi、θj分別為節(jié)點i、j的電壓相角；5)其他成本指標主要考慮國家征收火力發(fā)電排放出的二氧化碳、二氧化硫的稅，其他成本指標為Cs用表達式表示為：Cs＝Cco2×Qco2+Cso2×Qso2上式中，Cco2為排放每噸二氧化碳征收的稅，Qco2為二氧化碳的排放量，Cso2為排放二氧化硫征收的稅，Qso2為二氧化硫的排放量。所述微電網(wǎng)的收益評價指標包括售電收入和財政補貼；1)售電收入主要包括各種形式的發(fā)電上網(wǎng)所獲得的收入，其中新型能源的上網(wǎng)電價高于傳統(tǒng)形式的上網(wǎng)電價，則售電收入為Csell可用表達式表示為：式中，m表示微電網(wǎng)中有m種發(fā)電形式，在運行時間T內(nèi)售出的電量為Q(t)，第i種發(fā)電形式發(fā)出的功率為Pi，每kw·h電量的電價為Ce，2)財政補貼是依據(jù)清潔能源機制CDM下國內(nèi)外對新能源發(fā)電的補貼政策和國家對新能源的電價補貼政策，財政補貼為Cbutie，用公式表示為：式中，Cabd表示國內(nèi)減排一噸碳的成本，Cabd表示國外減排一噸碳的成本，Q表示新能源發(fā)電減少的碳排放量，M表示有M種新能源，每kw·h第i種新能源發(fā)電的補貼電價為Cei，第i種發(fā)電形式發(fā)出的功率為Pi，運行時間為t。微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價G1(X)是微電網(wǎng)的總體經(jīng)濟性評價K，微電網(wǎng)的投入為F1，微電網(wǎng)的產(chǎn)出為F2，則有如下關(guān)系表達式：式中，Csell為售電收入，Cbutie為財政補貼，CJ為建設(shè)成本，COM為維護與折舊成本，Closs為運行成本，Cs為其他成本，Cfuel為燃料成本。所述微電網(wǎng)的碳排放評價G2(X)主要根據(jù)微電網(wǎng)中的各種資源發(fā)電的多少，計算出碳的排放量R，碳排放量R可用表達式表示為：R＝∑miδi其中，mi為一次能源的消費標準量；δi為i類能源的碳排放系數(shù)。下表是各類能源的碳排放系數(shù)碳排放量＝煤炭消耗量*煤炭消耗碳排放系數(shù)+石油消耗量*石油消耗碳排放系數(shù)+天然氣消耗量*天然氣消耗碳排放系數(shù)。污染物處理費用＝二氧化碳排放量*0.21+二氧化硫排放量*14.842+62.964*氮氧化物排放量。所述負荷點可靠性評價指標用以反映各負荷點的供電可靠性程度，包括負荷點故障率λ(次/a)、負荷點每次故障停電持續(xù)時間γ(h/次)、負荷點的年平均停電時間U(h/a)，對于n個串聯(lián)可修復元件，其等效可靠性評價指標表達式如下：對于兩個并聯(lián)可修復元件，其等效可靠性評價指標計算如下：λ＝λ1λ2(γ1+γ2)U＝λγ所述系統(tǒng)的可靠性評價指標包括系統(tǒng)平均停電頻率SAIFI、系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間SAIDI、平均供電可用率ASAI，1)系統(tǒng)平均停電頻率SAIFI是指每個由系統(tǒng)供電的用戶在單位時間內(nèi)的平均停電次數(shù)，用如下表達式表示：2)系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間SAIDI是指每個由系統(tǒng)供電的用戶在單位時間內(nèi)的平均停電持續(xù)時間，用如下表達式表示：3)平均供電可用率ASAI是指一年內(nèi)用戶經(jīng)受的不停電小時總數(shù)與用戶要求的總供電小時數(shù)之比，用如下表達式表示：式中，負荷點故障率λ，NL為微電網(wǎng)中負荷點的數(shù)量；Ni為連接在負荷點i的用戶數(shù)量，4)微電網(wǎng)的可靠性評價是系統(tǒng)的可靠性評價的綜合評分值y：假設(shè)共有m個微電網(wǎng)的可靠性評價指標，用如下表達式表示：式中：m表示m個微電網(wǎng)的可靠性評價指標，wj為第j個評價指標的權(quán)重系數(shù)，所有權(quán)重系數(shù)之和為1；xj為評價指標值。根據(jù)給定的方案，分別提出微電網(wǎng)的經(jīng)濟性、低碳性和可靠性評價指標，然后提出微電網(wǎng)的綜合評價方法，采用低碳模型將微電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價G1(X)和微電網(wǎng)的碳排放評價G2(X)綜合考慮，作為評價的目標函數(shù)。所述低碳模型分為傳統(tǒng)發(fā)電形式和新型發(fā)電形式，所述傳統(tǒng)發(fā)電形式的低碳模型是將微電網(wǎng)的成本折算為碳的指標值；所述新型發(fā)電形式的低碳模型是將微電網(wǎng)的成本折算為碳的指標值減去減少的處理污染物所用的價錢折算為碳的指標值和財政補貼折算為碳的指標值。用總的碳的指標來衡量微電網(wǎng)的經(jīng)濟性的好壞，總的碳指標值越小，說明微電網(wǎng)的總體效益越好。對于傳統(tǒng)的發(fā)電形式(如火力發(fā)電)，將傳統(tǒng)的發(fā)電形式的建設(shè)成本、維護與折舊成本、運行成本及國家對火力發(fā)電所排放出的二氧化碳、二氧化硫等征收的稅都折算成碳的指標，碳的指標值表示為：A＝A1+A2+A3+A4+A5式中A1為傳統(tǒng)的發(fā)電形式的建設(shè)成本折算為碳的指標值，A2為燃料成本折算為碳的標準值，A3為維護與折舊成本折算為碳的指標值，A4為運行成本折算為碳的指標值，A5為國家對火力發(fā)電排放出的二氧化碳、二氧化硫征收的稅折算為碳的指標值。對新型的發(fā)電形式(如風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、蓄電池發(fā)電)，將其建設(shè)成本、維護與折舊成本、運行成本、減少的污染物排放、國家的財政補貼都折算成碳的指標，碳指標的值表示為：B＝B1+B2+B3－B4－B5式中B1為新型發(fā)電形式的建設(shè)成本折算為碳的指標值，B2為維護與折舊成本折算為碳的指標值，B3為運行成本折算為碳的指標值，B4為新型的發(fā)電形式減少的處理污染物所用的價錢所折算為碳的指標值，B5為國家的財政補貼折算為碳的指標值。maxG(X)＝[a1G1(X)，a2G2(X)]Ts.t.hi(X)＝0,gj(X)≤0,i＝1，2，···，k,j＝1，2，···，mX＝(x1，x2，···，xn)∈En將碳的指標值A(chǔ)/B帶入公式的G2(X)中，將微電網(wǎng)的總體經(jīng)濟性評價K帶入公式G1(X)中，優(yōu)化后得到的最大值是微電網(wǎng)總體綜合評價maxG(X)。