配电网低碳运行模糊综合评价探讨

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摘要：近年来，低碳化成了我国经济发展的重要原则，配电网低碳运行也成为配电网建设的重要内容。随着电力体制改革的深入，其运行评价逐渐呈现出不确定性，因此，构建科学的配电网低碳运行评价方法对于提升配电网运行的规范性具有十分重要的现实意义。文章基于新型配电网技术的低碳要求，结合层次分析法、反熵权法综合完成低碳运行模糊综合评价指标体系的构建，并基于实例，对配电网低碳运行状态进行评价，以验证方法的科学性与有效性。

关键词：配电网；低碳运行；模糊综合评价；评价指标

低碳电网建设是降低能源系统碳排放的重要手段，也是提升电力运行效率的核心措施，是响应我国相关政策的重要表现。其中，配电网低碳运行是低碳电网整体建设的核心环节，也是其难点所在。与国外发达国家相比，当前我国在配电网低碳水平、低碳技术方面的发展较落后，且资产碳锁定效应显著，存在网损高、效率低等缺陷。近年来，随着分布式可再生能源并网、新型电力技术的广泛应用，配电网低碳运行的影响因素日益增多。在这一背景下，建立科学的指标体系与评价方法对于提升配电网低碳运行水平的量化评估质量，促进配电网运行规范化，具有十分重要的意义。文章在已有研究的基础上，围绕低碳电源、低损网络、移峰填谷、终端减排四个方面完成指标体系的构建，结合层次分析法、反熵权法完成主客观赋权，利用隶属函数完成多层次模糊评价构建，并通过实际案例对该方法的科学性、有效性进行全面验证。

1评价指标体系构建

1.1指标选取原则

配电网低碳运行模糊综合评价指标体系的构建应该遵循以下基本原则。（1）全面性与针对性原则。指标选取应该全面体现配电网运行各个环节的低碳要素，同时反映配电网自身的特点。（2）科学性原则。指标选取应该遵循一定的科学原理，保证其具备较小的相关性，防止指标重复等现象出现影响评价质量。（3）可行性原则。指标选取应该切实可行，在实践中具备较强的操作性，以免造成大量的成本损耗[1]。

1.2指标体系构建

根据电力传输的基本路径与方式，文章将配电网分为电源、配电、用电三个基本元素，并以此为根据对其低碳化运行的具体策略进行分析。（1）配电网电源部分。主要通过可再生能源并网技术实现能源种类、数量的升级，并将能源转化为清洁能源；还可以通过低碳储能技术提升电源的能量利用效率[2]。（2）配电网配电部分。主要承担电力调解任务，在低碳配电网体系中，其主要通过分布式微网技术、低碳智能调度技术促进可再生能源消纳。此外，该部分可以通过网损优化等技术降低电能传输损耗，最终形成高效低损电力网络。（3）配电网用电部分。向用电端进行能量输送是整个配电网中的关键环节，在这一部分，相关人员主要通过低碳储能等技术降低装机耗资；也可以通过智能终端等技术实现用户端的节能减排，这有助于间接降低二氧化碳产生量[3]。电源端的技术主要包括可再生能源并网技术、低碳储能技术；配电端的技术包括分布式微网技术、低碳调度技术、网损优化技术，并配备低碳新型配电设备；用电端的技术包括低碳储能技术、能量管理技术、智能终端技术、需求侧响应技术、电动汽车充放电管理技术[4-5]。这些技术可以按功能分成四大类。（1）支持电源低碳转型类技术，包括可再生能源并网技术、分布式微网技术、低碳调度技术、电动汽车充放电管理技术。（2）促进网络高效运行类技术，包括分布式微网技术、网损优化技术、低碳新型配电设备、能量管理技术。（3）移峰填谷、提高能效类技术，包括低碳储能技术、能量管理技术、需求侧响应技术、电动汽车充放电管理技术、低碳调度技术。（4）支持终端节能减排类技术，包括智能终端技术、需求侧相应技术、电动汽车充放电管理技术。以上四类均为第一评价指标，文章结合评价指标选取原则完成二级指标的选取，其具体指标选取内容如表1所示。

2评价指标组合赋权

2.1指标主观赋权

在综合评价方法中，指标的权重设计非常重要。层次分析法是一种比较常见的主观赋权法，其结合定量与定性班伟，刘贵配电网低碳运行模糊综合评价方法分析，以决策者经验为主要依托完成指标量化评价。文章采取层次分析方法，将配电网低碳运行评价指标体系分为目标层、准则层、指标层三个层次，并按照以下步骤完成指标主观权重的确定[6]。（1）构建判断矩阵，并进行一致性校验。在结构模型同一层次内，采取重要性标度方法对指标进行比较分析，并根据相对重要性形成判断矩阵。

2.2指标客观赋权

指标客观赋权也是评价流程制定与模型构建的关键环节，文章采取反熵权法完成指标客观赋权。熵权法的原理如下：在实践中，某一指标的无序程度越大，熵值越小，对于最终评价结果的影响也就越大，因此可以以指标的无序程度为依据适当提升指标的权重。但是在实践操作过程中，使用熵权法时很容易因为无序程度敏感性过大而导致出现极端权重，因此，文章采用敏感性相对较弱的反熵权法进行指标层的客观赋权，即无序程度越大，权重程度越大[8]。

3配电网低碳运行模糊综合评价模型

3.1权重计算

基于上述内容完成不同指标的权重计算。（1）一级指标权重计算。确定的指标权重向量为pi=[pi|i=1,2,...,s]。（2）二级指标权重计算。确定的权重指标向量为pij=[rij|i=1,2,...,s；j=1,2,...,m]。（3）综合指标权重计算。确定的综合指标为。其中，0≤a≤1；为主观赋权；为客观赋权。根据现实需求，将a确定为0.7，在此基础上最终确定了指标层对目标层的组合权重向量。

3.2隶属函数构造

从实践角度看，为了避免指标选择出现主观臆断导致选择错误的问题，需要运用多层次模糊评价。其中，构造的隶属函数是保证评价结果能够反映真实情况的重要数学依据。将评价指标分为效益型与成本型两类。以效益型指标bjk为例，先计算出n个评价对象的指标平均值g，其中，小于g的指标共有n1个，n1个指标的平均值记为g1；大于g的指标共有n2个，n2个指标的平均值记为g2。基于以上数值，进一步得出隶属函数表达式：

3.3模型构建

在隶属函数构造完成之后，可进行具体的模糊综合评价模型建构工作，其具体流程如下：（1）按照上述公式完成各指标隶属度的计算，并得出结果矩阵；（2）对各指标隶属于各评价集的隶属度进行加权求和，得出最终的整体评价矩阵D=[D1D2D3]=Wj×Uj3，结合最大隶属度原则，当隶属度为最大值时，其评语即为配电网低碳运行的评价结果。

4算例分析

4.1算例概况

以我国某市某区配电网规划方案为例进行分析。该区面积为135km2。该区为了实现产业转型升级，积极响应国家关于低碳经济的相关政策，提出了随后几年的发展目标。其2020—2025年的发展方案具体内容如下：（1）并网可再生能源装机能量200MW；（2）分布式电源消纳率100%；（3）容载比1.9；（4）综合电压合格率99.99%；（5）分布式能源发电与储能容量比例7.89%；（6）分布式供能投资1005000000元；（7）负荷控制比例50%；（8）智能终端65000套；（9）充电桩2000个；（10）智能设备信息采集率100%[9]。

4.2算例评价与结果分析

根据上述算例概况中的相关数据，使用文章构建的模糊评级办法，完成指标权重计算及最终的评价，其具体结果如表2所示。根据上述结果可知，该地区中期、远期的低碳供电网建设随着时间的推移呈现逐步提高的趋势，其各项指标结果与预期符合良好，特别是在中期规划环节，其各项指标低碳水平较为均衡。该地区的发展政策符合国家发展的核心战略定位。

5结论

总而言之，在当前倡导低碳化的时代背景下，建立配电网低碳运行模糊综合评价方法对于完善低碳配电网整体建设具备十分重要的意义。文章结合层次分析法、反熵权法完成了指标评价体系及指标评价模型的建立工作，并通过算例评价与分析对其进行了验证，确定其具备一定的科学性与实用性，能够为我国低碳配电网的发展提供一定的理论指导。

参考文献：

[1]李猛,李可民,彭勃,等.基于网络层次分析法和模糊综合评判的配电网运行管理水平综合评价体系研究[J].供用电,2019,36(8):7.

[2]史运涛,朱翔,,丁辉,等.基于层次分析-贝叶斯网络的社区配电网风险动态综合评估方法[J].安全与环境工程,2020,27(1):7.

[3]刘贞,沙道凤,汤雪松,等.基于专家评价方法的配电网运行状态层次分析评价模型及应用[J].重庆理工大学学报(自然科学),2019,33(1):154-161.

[4]张素娟.智慧能源关键技术及应用[J].工程技术研究,2021,5(15):51-52.

[5]焦迎雪.电力系统智能配电网设计研究[J].光源与照明,2021(6):119-121.

[6]南琦琦,穆云飞,董晓红,等.电动汽车快速充电网综合评估指标体系与方法[J].电力系统自动化,2020,44(1):9.

[7]周天睿,康重庆.基于碳排放流的配电系统低碳优化运行方法研究[J].全球能源互联网,2019(3):7.

[8]王雅妮,郑涛,史艳刚.计及低碳效益的配电网降损方案组合优选模型[J].分布式能源,2019(1):4.

[9]高明,许叶林,吕盼,等.基于免疫萤火虫算法的配电网低碳目标网架规划分析[J].电网与清洁能源,2020,36(1):5.

作者：班伟 刘贵 单位：国电南瑞科技股份有限公司