基于层次分析法的增量配电网综合评估

张伦 王磊 林永君

摘 要：本文提出了一种基于层次分析法（AHP）的分布式供电充电桩接入的增量配电网综合评价方法，使用基于变权理论的层次分析法来计算指数权重，最后以增量配电网试点的一条IEEE39配电线路为例，对分布式电源和充电桩接入后的增量配电网进行承载能力综合评估。

关键词：分布式电源；充电桩；增量配电网；层次分析法；综合评估

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.160

1 引言

目前，有关分布式电源和充电桩的接入对增量配电网运行质量的影响已有一定的研究。文献[1-4]从经济性、安全性以及可靠性方面考虑了分布式电源对增量配电网的影响，建立了含分布式电源的增量配电网评价指标体系。文献[5]在分析增量配电网电压变化情况的基础下，还分析了光伏和风电的接入对网络损耗的影响，并利用Matlab搭建了重庆市中低压配电网的典型线路模型进行了仿真计算。

2 分布式电源和充电桩接入对增量配电网的影响

分布式电源在改善能源结构和发电形式的同时，增加了增量配电网中的非线性负荷，引起电流、电压发生畸变，影响电能质量，其主要体现在以下几个方面：电压波动；电压闪变；谐波污染和直流注入；当分布式电源与继电保护系统不相适应时，会导致继电保护系统误操作，降低系统的可靠性；随着分布式电源渗透率的增加，其出力的不确定性会使潮流的流向和大小发生根本性变化，随机性和不可测性大大增加。

3 基于变权理论的层次分析法

采用层次分析法对分布式电源和充电桩接入的增量配电网进行综合评估，第一步将对增量配电网有影响的评估指标分解为三个层次结构，分别是指标层、准则层和方案层。

第二步是构造判断矩阵。具体步骤如下：（1）构建不同层次的备选方案集合：用M={ }表示，n是方案个数；（2）确定各层指标集：指标层需要计算，准则层和方案层指标参照相关标准。

第三步是分层单排序及其一致性检验。

第四步是层次总排序及其一致性检验，计算最低至最高总阶的权重向量，最后利用各个评价指标效用值和评价指标的权重系数，求得综合评分。计算公式如下：

是方案i的第j个指标的评分值也是效用值，分别是指标j的满意值和不允许值，C取值为60，D为40。

根据所建立的三个层次，对每两个层次的每个因素进行相对比较，采用下表获得具体数值，对于有n个因素的情况，求得如下比较矩阵N。

式中，是層次i的因素相对于层次j的因素的重要程度，每个层次的指标权重采用根法计算如下：

4 算例分析

为了验证上述评估方法的可行性，采用IEEE39总线标准测试系统作为配电网仿真模型。参考容量为3.2 MVA，参考电压为65.9 kV，将节点1设置为平衡节点，电压标幺值为1.55p.u.，其他设置参考IEEE39节点系给出。考虑分布式电源及充电桩的接入，建立增量配电网三种建设方案：系统中无分布式电源和充电桩接入；系统中接入所有分布式电源；所有分布式电源和充电桩都连接到该系统。通过并网后的评价指标，来验证综合评估方法可靠性。

经过仿真，得到三个方案中压线路“N-1”通过率、短路容量、SAIFI、SAIDI、ASAI、电压合格率、电压波动、谐波畸变率、线损率和负荷转供比率等评价指标的计算结果将这十个指标通过效用函数进行变换处理，得到指标评价有效值，并通过计算指标层判断矩阵得到最大特征值，然后进行一致性校验，计算出指标层的权重系数，同理处理准则层和方案层的数据，最后得到三种方案的综合评估得分。

通过结果可知，适当渗透率的分布式电源接入增量配电网，对配电网的电能质量和电力系统灵活性的各项指标有明显的改善，但是在增加充电桩后，增量配电网的电力系统可靠性和灵活性都会受到影响，需要做好应对措施。

5 总结

本文首先分别阐述分布式电源和充电桩的接入对增量配电网电能质量、电力系统可靠性和灵活性的影响，然后运用层次分析法（AHP）构建了分布式供电系统和充电桩接入增量配电网的综合评价系统，依据十个评估指标，建立清晰的层次结构，并得到三种不同方案的综合评分值。通过分析各个评分结果，对分布式电源和充电桩接入的增量配电网进行有效的综合评估。

参考文献：

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[3]丁永刚.分布式电源并网对配电网的影响[J].通信电源技术，2018

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[4]谭瑾，刘国峰，郝丽丽，马洲俊，徐同庆，李乃双.分布式电源并网对配电网电压的影响研究[J].电气应用，2018，37（06）：12-17+24.

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作者简介：张伦（1991-），男，河北衡水人，硕士研究生，主要从事配电网规划及逆变器谐波抑制工作。