基于赋权TOPSIS与灰色关联分析的风电场电能质量评估模型

张紫雲

（华北电力大学 新能源学院，北京 102200）

0 引 言

21世纪以来，我国风力发电装机容量持续增大，2019年全国风力发电总装机容量4 057×108kW·h，占总发电量的5.54%，风电已经成为中国第3大电力来源。风电在满足能源供给的同时也给电网的稳定性和供电电能质量带来了巨大挑战[1,2]。目前有关不同风电场之间电能质量比较的研究较少，柳永妍依据国家相关标准给出了风电场并网电能质量评估指标及其计算方法[3]。基于此，采用主客观结合赋权的优劣解距离法（Technique for Order Preferenceby Similarity to Ideal Solution，TOPSIS）法结合灰色关联分析，提出了一种针对不同风电场电能质量统一评分的方法。

1 风电场电能质量评价指标

目前对于电能质量我国共有6项国家标准，分别为《电能质量 供电电压偏差》（GB/T 12325—2008）、《电能质量 电力系统频率偏差》（GB/T 15945—2008）、《电能质量 三相电压不平衡》（GB/T 15543—2008）、《电能质量 公用电网谐波》（GB/T 14549—1993）、《电能质量 电压波动和闪变》（GB/T 12326—2008）以及《电能质量 暂时过电压和瞬态过电压》（GB/T 18481—2001）。依据以上标准，将根据电压偏差、频率偏差、三项不平衡度、谐波含量以及电压波动5个指标对风电场的电能质量进行综合评估，各指标的定义如下。

1.1 电压偏差

根据国家标准规定，电压偏差ΔU可以用实际电压U和系统标称电压UN的差值与系统标称电压的百分比来表示，即：

1.2 频率偏差

频率偏差主要是有功功率不平衡导致的，定义如下：

式中，f表示实际频率，fN表示标称频率。

1.3 三相不平衡度

三相不平衡度用电压负序分量均方根与正序分量均方根的百分比来表示，即：

式中，U2代表电压负序分量均方根，U1代表电压正序分量均方根。……