網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度是交直流混合微電網(wǎng)構(gòu)建與運(yùn)行的基礎(chǔ),可體現(xiàn)系統(tǒng)的容量、結(jié)構(gòu)合理性以及抗干擾能力。在定義網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度和描述其表現(xiàn)的基礎(chǔ)上,提出了一套交直流混合微電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度評(píng)估指標(biāo)體系。該體系基于系統(tǒng)對(duì)堅(jiān)強(qiáng)度的需求層次,衍生出結(jié)構(gòu)、容量、聯(lián)絡(luò)程度、備用大小和故障轉(zhuǎn)移能力等相關(guān)指標(biāo),考慮了節(jié)點(diǎn)和支路的分布情況、節(jié)點(diǎn)和支路的供電能力以及交流和直流微網(wǎng)的容載比等因素。同時(shí)提出了可體現(xiàn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性和波動(dòng)性的獨(dú)立信息熵權(quán)法,并運(yùn)用基于獨(dú)立信息熵權(quán)-層次分析-主成分分析(independentinformationentropy-analytichierarchyprocess-principalcomponentanalysis,IIE-AHP-PCA)的分層組合評(píng)價(jià)模型對(duì)網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)算例證明,所提出的指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)方法合理有效。

0引言

在構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的背景下,微電網(wǎng)作為聯(lián)系電源與負(fù)荷的重要系統(tǒng),其堅(jiān)強(qiáng)度是系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行的基礎(chǔ),會(huì)直接影響智能電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)度,因此,對(duì)微電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)度評(píng)估有重要意義。交直流混合微電網(wǎng)作為微電網(wǎng)的新興結(jié)構(gòu),還未大量開(kāi)展建設(shè),對(duì)所提出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行堅(jiān)強(qiáng)度評(píng)估有利于其建設(shè)與發(fā)展。

目前,現(xiàn)有研究集中于對(duì)傳統(tǒng)交流或直流微電網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估。文獻(xiàn)[1]利用短期停運(yùn)的量化模型,構(gòu)建了狀態(tài)變量和組件故障的關(guān)系,并基于此建立了可靠性評(píng)估模型;文獻(xiàn)[2]基于隨機(jī)模型研究了保護(hù)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響;文獻(xiàn)[3]構(gòu)建了微網(wǎng)的綜合效益評(píng)估模型,說(shuō)明了用戶負(fù)荷重要性程度和微網(wǎng)建設(shè)地點(diǎn)對(duì)投資合理性的影響;文獻(xiàn)[4]建立了包括投資建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)以及回收利用的全生命周期內(nèi)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估系統(tǒng)。

對(duì)于堅(jiān)強(qiáng)度的評(píng)估,目前研究中的指標(biāo)體系尚不全面。文獻(xiàn)[5]從裕度和抗毀性2個(gè)角度對(duì)配電網(wǎng)的網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)度進(jìn)行了評(píng)估,但沒(méi)有考慮網(wǎng)架本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn);文獻(xiàn)[6]僅考慮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)度,從支路、節(jié)點(diǎn)、運(yùn)行情況三方面評(píng)估了結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)度。與堅(jiān)強(qiáng)度相關(guān)的還有系統(tǒng)的魯棒性、生存性、抗毀性和脆弱性等,文獻(xiàn)[7]基于抽樣優(yōu)化對(duì)控制策略進(jìn)行了魯棒性評(píng)估;文獻(xiàn)[8]通過(guò)系統(tǒng)的生存性評(píng)估對(duì)電網(wǎng)中的關(guān)鍵線路進(jìn)行了識(shí)別;文獻(xiàn)[9]基于有權(quán)網(wǎng)絡(luò)的抗毀性評(píng)估方法,建立了中壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抗毀性評(píng)估模型;文獻(xiàn)[10]研究了復(fù)雜電力系統(tǒng)的固有脆弱環(huán)節(jié)識(shí)別和系統(tǒng)整體脆弱性評(píng)估。

而對(duì)于微電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)度,尤其是交直流混合微電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)度鮮有研究。為此,本文提出了一套交直流混合微電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度評(píng)估指標(biāo)體系。目前研究中對(duì)網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度的定義尚較狹隘,本文首先更全面地定義了微電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度,然后同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)水平、供電裕度、聯(lián)絡(luò)程度以及交直流混合微電網(wǎng)的特點(diǎn)等因素,從結(jié)構(gòu)、容量、聯(lián)絡(luò)程度、備用大小和故障轉(zhuǎn)移能力等角度構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度的評(píng)估指標(biāo)體系。接著又提出了一種新的賦權(quán)方法—獨(dú)立信息熵權(quán)法,并將該客觀賦權(quán)法與主成分分析法、層次分析法相結(jié)合,構(gòu)成分層組合評(píng)價(jià)法來(lái)對(duì)各指標(biāo)賦權(quán),實(shí)現(xiàn)了評(píng)估。

1微電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度

本文將微電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度定義為其承受各種擾動(dòng)時(shí)維持系統(tǒng)穩(wěn)定的能力,是微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和容量合理性、對(duì)負(fù)荷的承受能力以及抗毀能力的綜合體現(xiàn)。這種能力具體表現(xiàn)為：

1)微網(wǎng)內(nèi)各電源分配合理,自消納負(fù)荷能力強(qiáng),僅存在少量不平衡功率。

2)微網(wǎng)中某元件出現(xiàn)故障時(shí),故障元件下游負(fù)荷仍能正常供電。

3)在對(duì)現(xiàn)有負(fù)荷的供電基礎(chǔ)上,能承受一定的負(fù)荷增長(zhǎng),即有一定的供電裕度。

4)網(wǎng)絡(luò)的連通度較高。

2交直流混合微電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度評(píng)估指標(biāo)體系

2.1評(píng)估指標(biāo)的選取原則

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度的定義和表現(xiàn),構(gòu)建交直流混合微電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度指標(biāo)體系時(shí),應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)原則：

1)指標(biāo)的全面性。指標(biāo)體系中的指標(biāo)可全面體現(xiàn)評(píng)價(jià)對(duì)象的各項(xiàng)信息,能系統(tǒng)地反映網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度。

2)指標(biāo)與評(píng)估目標(biāo)的一致性。指標(biāo)應(yīng)反映評(píng)估目標(biāo),是評(píng)估目標(biāo)的具體細(xì)化。

3)指標(biāo)的相互獨(dú)立性。各指標(biāo)之間基本互不相關(guān)。

4)指標(biāo)的易獲取性。指標(biāo)數(shù)據(jù)可通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算或測(cè)量得到,且具有一定的可操作性。

2.2指標(biāo)體系的構(gòu)建

要構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度的指標(biāo)體系,需明確其核心價(jià)值,而需求是價(jià)值的體現(xiàn)。因此,該指標(biāo)體系本質(zhì)上是利益相關(guān)者堅(jiān)強(qiáng)度需求滿足程度的衡量。為保證指標(biāo)系統(tǒng)的完整性,本文參照馬斯洛需求層次理論,并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度的定義,依據(jù)利益相關(guān)者的需求不被滿足所造成的后果嚴(yán)重程度,對(duì)堅(jiān)強(qiáng)度的需求進(jìn)行層次劃分。堅(jiān)強(qiáng)度需求的構(gòu)成與其對(duì)應(yīng)的一級(jí)指標(biāo)如圖1所示,構(gòu)架合理是底層需求,系統(tǒng)可靠是基本需求,故障自愈是上層需求,各需求層次由低到高、逐級(jí)提升。該方法可使指標(biāo)體系層次分明、內(nèi)容完備、便于應(yīng)用。下面為各層次需求的影響：

1)構(gòu)架合理需求。該需求不被滿足時(shí),會(huì)給利益相關(guān)者帶來(lái)巨大的損失。

2)系統(tǒng)可靠需求。該需求不被滿足時(shí),雖不至于帶來(lái)巨大的損失,但會(huì)對(duì)正常的運(yùn)行帶來(lái)不利影響。

3)故障自愈需求。該需求不被滿足時(shí),雖不會(huì)影響正常運(yùn)行,但會(huì)造成運(yùn)行效益的降低。

圖1堅(jiān)強(qiáng)度的需求構(gòu)成與其對(duì)應(yīng)的一級(jí)指標(biāo)

本文將交直流混合微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度評(píng)估的指標(biāo)體系分為2層。從各需求層出發(fā),根據(jù)能力與需求的關(guān)系,構(gòu)建一級(jí)指標(biāo)。再將每個(gè)一級(jí)指標(biāo)作為一種特性,根據(jù)其組成部分和影響因素對(duì)其進(jìn)行分解,形成二級(jí)指標(biāo)。一級(jí)指標(biāo)是各需求下綜合能力的核心體現(xiàn),反映了網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度各特性的總體情況;二級(jí)指標(biāo)是堅(jiān)強(qiáng)度需求在結(jié)構(gòu)、容量、聯(lián)絡(luò)程度、備用大小以及故障轉(zhuǎn)移能力上的具體表現(xiàn)。

2.3各指標(biāo)的含義及其計(jì)算方法

1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平代表網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)和支路分布情況的優(yōu)劣,該指標(biāo)可通過(guò)節(jié)點(diǎn)和支路自身分布情況與節(jié)點(diǎn)和支路的供電能力來(lái)衡量。因此,該一級(jí)指標(biāo)可分為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)分布距離比、節(jié)點(diǎn)供電效能、關(guān)鍵支路分布距離比和支路供電效能這4個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

節(jié)點(diǎn)含權(quán)介數(shù)、支路含權(quán)介數(shù)以及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)分布距離比、關(guān)鍵支路分布距離比的定義已在文獻(xiàn)[6]中給出,節(jié)點(diǎn)/支路含權(quán)介數(shù)表征其電能傳輸能力。但文獻(xiàn)[6]僅考慮了網(wǎng)絡(luò)自身分布情況,沒(méi)有考慮到網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架應(yīng)計(jì)及負(fù)荷的分布,只有參照負(fù)荷的分布來(lái)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò),結(jié)構(gòu)才更加合理。為補(bǔ)充現(xiàn)有研究的缺失,本文通過(guò)定義節(jié)點(diǎn)供電效能和支路供電效能來(lái)體現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)架的供電合理性。 

節(jié)點(diǎn)供電效能定義為各節(jié)點(diǎn)到大負(fù)荷的含權(quán)距離與各節(jié)點(diǎn)到大負(fù)荷的實(shí)際距離之比的平均值。對(duì)網(wǎng)絡(luò)中所有負(fù)荷從大到小進(jìn)行排序,選取前m個(gè)作為大負(fù)荷。該指標(biāo)可表示為

2)電源配置合理性。

電源配置合理性指系統(tǒng)中各電源容量的配置合理程度,該指標(biāo)可細(xì)化為交流供電容載比、直流供電容載比、互補(bǔ)電源接入比例、儲(chǔ)能平抑率4個(gè)指標(biāo)。

交流供電容載比指各交流微網(wǎng)內(nèi)分布式電源總?cè)萘颗c負(fù)荷總量之比的平均值,體現(xiàn)交流微網(wǎng)的供電能力,其值越大,分布式電源與負(fù)荷的合理搭配程度越高,主網(wǎng)供電越少,線損越小。該指標(biāo)可表示為

3)系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)程度。

對(duì)于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖G,網(wǎng)絡(luò)中任意2個(gè)節(jié)點(diǎn)間連通的路徑數(shù)越多,部分路徑故障時(shí)可通過(guò)其它路徑連通的概率越大,網(wǎng)絡(luò)的堅(jiān)強(qiáng)度越高。在抗毀性研究[11-12]中,定義了自然連通度,該指標(biāo)可有效度量網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中所有節(jié)點(diǎn)間可替代路徑的冗余度,其計(jì)算公式為

4)系統(tǒng)備用水平。

系統(tǒng)備用包括外部和內(nèi)部的備用,外部備用水平的指標(biāo)為大電網(wǎng)支持備用(gridsupportreserve,GSR)容量占比,內(nèi)部備用水平的指標(biāo)包括不可再生分布式發(fā)電備用(non-renewabledistributedgenerationreserve,NDGR)容量占比和互動(dòng)備用容量占比。大電網(wǎng)支持備用容量占比定義為

5)故障自愈能力。

故障自愈能力可通過(guò)故障時(shí)供電轉(zhuǎn)移水平來(lái)衡量,因此其二級(jí)指標(biāo)包括負(fù)荷轉(zhuǎn)移率和元件合格率[5]。

交流或直流微網(wǎng)中某條支路發(fā)生故障時(shí),該支路下游的負(fù)荷需要轉(zhuǎn)移到相鄰供電路徑。但由于相鄰供電路徑本身容量的限制,該支路下游負(fù)荷可能不能完全轉(zhuǎn)移到相鄰供電路徑,負(fù)荷轉(zhuǎn)移率就表征這種情況下系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷供電的靈活性和可靠性,其計(jì)算公式為

3基于IIE-AHP-PCA的分層組合評(píng)價(jià)模型

3.1二級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)模型

本文先對(duì)m個(gè)微網(wǎng)的r個(gè)二級(jí)指標(biāo)建立評(píng)價(jià)模型。在同一一級(jí)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的二級(jí)指標(biāo)中,每個(gè)指標(biāo)之間存在一定相關(guān)性,若直接分析不僅復(fù)雜,還可能由于共線性而無(wú)法得到準(zhǔn)確的結(jié)論。而主成分分析(principalcomponentanalysis,PCA)的核心思想是提取主成分分量,使其盡量保留完整的原有信息的同時(shí)彼此不相關(guān),適用于對(duì)相關(guān)性較強(qiáng)的指標(biāo)賦權(quán)[13]。因此,對(duì)二級(jí)指標(biāo)值進(jìn)行主成分分析,計(jì)算主成分,進(jìn)而得到一級(jí)指標(biāo)值[14],具體計(jì)算步驟為：

圖2交直流混合微電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度評(píng)估指標(biāo)體系

3.2一級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)模型

3.2.1賦權(quán)方法

線性客觀賦權(quán)法可分為3類：1)基于指標(biāo)間相關(guān)關(guān)系的賦權(quán)法,如復(fù)相關(guān)系數(shù)法;2)指標(biāo)提高難度的賦權(quán)法;3)基于指標(biāo)差異程度的賦權(quán)法,如熵權(quán)法、變異系數(shù)法、灰色關(guān)聯(lián)法等[15]。線性客觀賦權(quán)法是根據(jù)數(shù)據(jù)本身所提供的信息進(jìn)行賦權(quán)的。而指標(biāo)數(shù)據(jù)所能提供的信息包括2方面：1)指標(biāo)數(shù)據(jù)自身的信息,如數(shù)據(jù)波動(dòng)信息;2)指標(biāo)數(shù)據(jù)信息的獨(dú)立性,可通過(guò)計(jì)算以某指標(biāo)為因變量、其他指標(biāo)為自變量進(jìn)行回歸的擬合優(yōu)度R2,得到能提供獨(dú)立信息的程度1-R2。第1類賦權(quán)法僅能提供信息的獨(dú)立程度,第3類賦權(quán)法僅能提供信息的波動(dòng)程度。

獨(dú)立信息熵權(quán)法(independentinformation-entropyweighingmethod,IIE)是一種將第1類和第3類方法相結(jié)合的客觀賦權(quán)法。其權(quán)重既能體現(xiàn)指標(biāo)的波動(dòng)信息,又能反應(yīng)指標(biāo)的獨(dú)立程度。基于獨(dú)立信息熵權(quán)法的權(quán)值求解步驟如下：

3.2.2組合賦權(quán)方法

為兼顧評(píng)價(jià)者的主觀判斷和評(píng)價(jià)對(duì)象的內(nèi)在聯(lián)系,本文采用基于離差平方和的最優(yōu)組合賦權(quán)法來(lái)將主、客觀權(quán)重相結(jié)合[17],其基本思想是使組合權(quán)重值與原權(quán)重值之間的偏差最小,模型[18]如下。

3.3評(píng)分方法

3.3.1指標(biāo)狀態(tài)值

3.3.2綜合得分

4算例分析

4.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

4.1.1系統(tǒng)構(gòu)成

本文根據(jù)2種結(jié)構(gòu)(如圖3和圖4所示)和2種電源容量分配方案(如表1所示),構(gòu)建出3種交直流混合微電網(wǎng)：1)微網(wǎng)結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)1,電源容量分配為方案1;2)微網(wǎng)結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)1,電源容量分配為方案2;3)微網(wǎng)結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)2,電源容量分配為方案2。交、直流微網(wǎng)采用Benchmark低壓微網(wǎng)系統(tǒng)[20]。

圖3交直流混合微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)1

圖4交直流混合微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)2

表1電源容量分配方案

從圖3、4可以看出,2個(gè)結(jié)構(gòu)的差別在于,結(jié)構(gòu)2中2個(gè)直流微網(wǎng)母線是通過(guò)DC開(kāi)關(guān)相連接的,促使2個(gè)微網(wǎng)的電氣距離變小,負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力增強(qiáng)。

4.1.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算 

根據(jù)微網(wǎng)的結(jié)構(gòu)1和結(jié)構(gòu)2以及benchmark微網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),計(jì)算網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平的各二級(jí)指標(biāo)值。每個(gè)交流微網(wǎng)的負(fù)荷總功率為116.4kW,每個(gè)直流微網(wǎng)的負(fù)荷總功率為118.4kW,結(jié)合表1中電源容量的分配方案,計(jì)算電源配置合理性和系統(tǒng)備用水平的各二級(jí)指標(biāo)值。根據(jù)圖5,列出2種結(jié)構(gòu)的鄰接矩陣,求出特征值,進(jìn)而得到自然連通度。計(jì)算微網(wǎng)1的元件合格率時(shí),由于其各子微網(wǎng)沒(méi)有直接連通,導(dǎo)致變壓器或整流器故障或切除后,該微網(wǎng)無(wú)法得到主網(wǎng)或其它微網(wǎng)的備用支持,有6個(gè)元件會(huì)導(dǎo)致這種情況,因此元件合格率為60/66,同理微網(wǎng)3的元件合格率為64/66。通過(guò)計(jì)算得到的原始數(shù)據(jù)如表2所示,基準(zhǔn)值與狀態(tài)值見(jiàn)附錄。

圖5 2種結(jié)構(gòu)的圖

表2指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)

4.2權(quán)重計(jì)算 

對(duì)各二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析時(shí),取累計(jì)貢獻(xiàn)率超過(guò)85%時(shí)前p個(gè)主成分可體現(xiàn)所有指標(biāo)。經(jīng)計(jì)算,各微電網(wǎng)的一級(jí)指標(biāo)狀態(tài)值如表3所示。

4.3計(jì)算結(jié)果及分析

經(jīng)計(jì)算,各微網(wǎng)的一級(jí)指標(biāo)狀態(tài)值、權(quán)重及總得分如表4所示。可以看出,對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平,微網(wǎng)3較低,主要由于其所加支路導(dǎo)致關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)分布距離比和關(guān)鍵支路分布距離比變小;對(duì)于電源配置合理性,微網(wǎng)1較低,因?yàn)槿萘糠桨?相對(duì)方案2的合理性更低;對(duì)于系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)程度,結(jié)構(gòu)2所加支路促使微網(wǎng)3的聯(lián)絡(luò)程度更高;對(duì)于系統(tǒng)備用水平,方案2的備用容量更大,使微網(wǎng)2和3的備用水平更高;對(duì)于故障自愈能力,結(jié)構(gòu)2的支路更多,負(fù)荷可轉(zhuǎn)移路徑更多,因此自愈能力更強(qiáng)。對(duì)比各一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重,可以得出,電源配置合理性對(duì)堅(jiān)強(qiáng)度的影響最大,其次是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平。

觀察總得分可知,微網(wǎng)3的得分最高,微網(wǎng)2次之,微網(wǎng)1最低,微網(wǎng)2和微網(wǎng)3的網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度處于較高水平,微網(wǎng)1則處于中等水平。因?yàn)槿萘糠桨?相對(duì)于方案1在電源配置合理性和系統(tǒng)備用水平上有優(yōu)勢(shì);結(jié)構(gòu)2相對(duì)于結(jié)構(gòu)1在系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)程度和故障自愈能力上有優(yōu)勢(shì),但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平下的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)分布距離比和關(guān)鍵支路分布距離比上有劣勢(shì)。因此,微網(wǎng)1相對(duì)于微網(wǎng)2和微網(wǎng)3,堅(jiān)強(qiáng)度較低;微網(wǎng)3相對(duì)于微網(wǎng)2,堅(jiān)強(qiáng)度略高。根據(jù)以上分析,評(píng)估結(jié)果與理論分析一致,所以該評(píng)估方法可有效評(píng)估某交直流混合微電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)度,具有一定的可信度。

若單一地用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度,微網(wǎng)1和微網(wǎng)2的水平一致,且比微網(wǎng)3大,與各微網(wǎng)的整體水平不符,且不能區(qū)分微網(wǎng)1和微網(wǎng)2;若單一地用系統(tǒng)備用水平說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度,則不能體現(xiàn)三者結(jié)構(gòu)對(duì)堅(jiān)強(qiáng)度的影響,因此,本評(píng)價(jià)體系更加客觀、全面。

4.4抗毀能力的對(duì)比

以圖5中支路0-1、1-2、2-3、3-4、4-5和6-7為例,從0-1開(kāi)始對(duì)支路進(jìn)行故障處理,計(jì)算故障支路數(shù)為1到6時(shí)各微網(wǎng)的得分變化率,結(jié)果如

圖6所示。得分變化率可以體現(xiàn)系統(tǒng)的抗毀能力,得分變化率越小,抗毀能力越好。

可以觀察到,微網(wǎng)3的得分變化率始終最小,

圖6隨故障支路數(shù)變化的各微網(wǎng)的得分變化率

微網(wǎng)1在多數(shù)情況下得分變化率最高,說(shuō)明微網(wǎng)3相對(duì)微網(wǎng)1和微網(wǎng)2的抗毀能力較強(qiáng)。因此,堅(jiān)強(qiáng)度越高,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與容量合理性越強(qiáng),其抗毀能力越強(qiáng)。 

4.5獨(dú)立信息熵權(quán)法的優(yōu)勢(shì)

表5熵權(quán)法和獨(dú)立信息熵權(quán)法的權(quán)重

Tab.5Entropyweightandindependentinformation-entropyweight

電源配置合理性和系統(tǒng)備用水平存在一定的相關(guān)性,而EW權(quán)重中兩者的權(quán)值較大,并不合理。通過(guò)計(jì)算獨(dú)立信息水平對(duì)其矯正,其獨(dú)立信息比率較小,使兩者的IIE權(quán)重變小。因此,獨(dú)立信息熵權(quán)法的權(quán)重更加合理,其擁有現(xiàn)有線性客觀賦權(quán)法的所有優(yōu)點(diǎn),可同時(shí)依據(jù)數(shù)據(jù)的獨(dú)立信息和變異程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。指標(biāo)數(shù)據(jù)所提供的獨(dú)立信息越多,權(quán)重越大;指標(biāo)信息的波動(dòng)程度越大,權(quán)重越大。該方法可充分體現(xiàn)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的特點(diǎn),豐富當(dāng)前客觀評(píng)價(jià)體系。

5結(jié)語(yǔ)

本文基于結(jié)構(gòu)和容量的合理性,根據(jù)堅(jiān)強(qiáng)度的各需求層次建立了交直流混合微電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度評(píng)估指標(biāo)體系。并運(yùn)用基于IIE-AHP-PCA的分層組合評(píng)價(jià)法,對(duì)構(gòu)建的三個(gè)交直流混合微電網(wǎng)進(jìn)行堅(jiān)強(qiáng)度評(píng)估。通過(guò)算例分析得到以下結(jié)論：

1)該指標(biāo)體系可對(duì)交直流混合微電網(wǎng)進(jìn)行有效評(píng)估,各指標(biāo)可系統(tǒng)地體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度的不同特征,相對(duì)于單一用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平或系統(tǒng)備用水平來(lái)說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度,該方法更加客觀、全面。

2)電源配置合理性對(duì)網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度的影響最大,其次是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平。

3)網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)度越高,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與容量合理性越強(qiáng),其抗毀能力越強(qiáng)。

4)獨(dú)立信息熵權(quán)法可同時(shí)體現(xiàn)數(shù)據(jù)的波動(dòng)程度和獨(dú)立程度,使權(quán)重更加合理。