【精彩论文】中低压配电网综合效益评估方法研究

Original 中国电力中国电力 2023-12-18

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秦子健

天津大学

引文信息

秦子健, 石季英, 魏文辉, 等. 中低压配电网综合效益评估方法研究[J]. 中国电力, 2019, 52(8): 34-44.

QIN Zijian, SHI Jiying, WEI Wenhui, et al. Research on comprehensive benefit assessment method of medium and low voltage distribution network[J]. Electric Power, 2019, 52(8): 34-44.

研究背景

随着电力电子技术的不断发展，相比于纯交流配电网，直流供电在许多方面具有一定的优势，比如，它具有电能质量高、传输容量大、可靠性高、系统结构简单、经济性和电能损耗低等优点。配电网的供电模式除了传统的交流供电之外，又相继出现了直流配电网以及交直流混合配电网模式。如何根据负荷的性质及结构特点，从中选择出综合效益最优的供电模式，对配电网的建设及运行具有重要意义。

论文所解决的问题及意义

现有配电网仍以交流配电为主，未能涵盖交流、直流及交直流混合3种类型的配电形式，并且对配电网综合效益的评估方法主观性较强。提出一套中低压配电网的综合效益评估体系。该指标体系分为技术性、经济性、适应性、社会性及环保性5个方面，每一方面包含多个具体的指标。对于典型交流、直流和交直流混合的配电方式，采用一种基于模糊熵权的综合评价方法，实现综合效益评估。通过算例分析，对所提出的方法进行了验证。

论文重点内容

典型的配网负荷可以根据其负荷性质划分为5类：中压的直流负荷和交流负荷，低压的A、B及C类负荷。其中，中压直流负荷为对电能质量要求较高的工业负荷，中压交流负荷为普通工业负荷；低压网中，A类负荷为直流负荷（如计算机、冰箱等），B类负荷是交流负荷（如交流电机等），C类负荷是纯电阻性负荷（如白炽灯）。对于上述5类负荷，本文设计了5种典型供电网络结构，如图所示。

图1 放射状交流配电网

图2 放射状直流配电网

图3 放射状交直流混合配电网

图4 双端供电的交直流混合配电网

图5 环状交直流混合配电网

为了评估上述典型配电网结构的综合效益，本文从技术性、经济性、适应性、社会性及环保性五个方面构建指标，每类指标又包括数个具体指标。指标体系的构建在参考供电可靠性、安全性、电能质量、经济性等指标的基础上，根据交直流混合配电的特点进行了改进，并考虑了直流网络元件、新能源并网、分布式电源等因素的影响。本文采用模糊熵权评价方法对交直流混合配网进行评估，该方法可以综合客观和主观权重，且适用于多方案评估。

图6 评估流程

研究结论

本文基于典型交流、直流及交直流混合配电网络，从技术性、经济性、适用性、社会性及环保性等五方面建立评价指标体系，采用模糊熵权综合评价方法，对各种配电网的综合效益进行评估，得到如下结论：

（1）针对本文所建立的评估指标体系，能够借助仿真模型和算法实现全部指标数值的计算。

（2）本文所采用的模糊熵权评价算法，可以对不同量纲指标数值进行标准化处理，同时对多个方案进行评估，实现评价结果的优劣排序。

（3）本文建立的配电网综合效益评估体系与方法能够综合评估配网效益，且在不同直流负荷比例下实现不同配网指标数值及综合效益得分对比分析。

随着直流配电网中关键设备的逐渐成熟，直流配电网的建设成本将不断下降，交直流混合配电方式将存在巨大潜力和优势。

主要作者介绍

第一作者：秦子健，男，硕士研究生，从事微网建模与仿真技术、配电网交直流供电及其评估体系方法研究。

E-mail：tjuqin@126.com。

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