荷源联合调峰运行方案的电力节能评估研究.pdf

第４４卷第１２期２０１６年６月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶｂ１．４４Ｎｏ．１２Ｊｕｎ．１６，２０１６Ｄ０Ｉ：１０．７６６７／ＰＳＰＣ１５１２８７荷源联合调峰运行方案的电力节能评估研究李淑鑫，刘文颖，李亚龙，王维洲２，刘福潮（１．华北电力大学电气与电子工程学院，北京１０２２０６；２．国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃兰州７３００５０）摘要：针对当前大规模风电远距离外送造成输电网网损激增和调峰能力不足的矛盾，提出将高载能负荷参与常规电源调峰，在风电就地消纳的同时实现电力节能。在深入分析高载能负荷的调节特性和对电网调峰影响的基础上，从电网、电源和高载能负荷三个方面提出了表征电力节能的指标并进行量化。最后基于综合模糊评价法对荷源联合调峰运行方案进行电力节能综合评估。仿真结果表明，该指标体系及方法在荷源联合调峰运行方案电力节能评估方面是有效可行的。关键词：高载能负荷；荷源联合调峰；电力节能指标；电力节能效益；综合模糊评估Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｅｎｅｒｇｙ・－ｓａｖｉｎｇｏｎｐｅａｋｌｏａｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎｓｏｕｒｃｅ－－ｌｏａｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎＬＩＳｈｕｘｉｎ，ＬＩＵＷｅｎｙｉｎｇ，ＬＩＹａｌｏｎｇ，ＷＡＮＧＷｅｉｚｈｏｕ２，ＬＩＵＦｕｃｈａｏ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２０６，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｅｔ：Ｗｉｔｈｒｅｇａｒｄｔｏｔｈｅｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｈａｒｐｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒｌｏｓｓａｎｄｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｐｅａｋｌｏａｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｃａｕｓｅｄｂｙｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅｗｉｎｄｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｉｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｈａｔｈｉｇｈ・ｅｎｅｒｇｙｌｏａｄｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅｉｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ——ｐｅａｋｌｏａｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｔｏｒｅａｌｉｚｅｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｗｉｔｈｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｉｎｄｅｐｔｈａｎａｌｙｓｅｓｏｆｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｈｉｇｈ－ｅｎｅｒｇｙｌｏａｄａｎｄｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｈａｔｉｔｍａｙｍａｋｅｏｎｐｅａｋｉｎｇ，ｅｎｅｒｇｙ・ｓａｖｉｎｇｉｎｄｅｘｅｓ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｐｏｗｅｒｇｒｉｄ，ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｈｉｇｈ－ｅｎｅｒｇｙｌｏａｄ，ａｒｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇｉｓｍａｄｅｏｎｐｅａｋｌｏａｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎｓｏｕｒｃｅｌｏａｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｆｕｚｚｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｋｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍａｎｄｍｅｔｈｏｄｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｆｅａｓｉｂｌｅｉｎｔｅｒｍｓｏｆｅｖａｌｕａｔｉｏｎ—ｏｆｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｏｎｐｅａｋｌｏａｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎｓｏｕｒｃｅ－ｌｏａｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ．ＴｈｉｓｗｏｒｋｉｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＴｗｅｌｆｔｈ・ｆｉｖｅＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．２０１５ＢＡＡ０１Ｂ０４）ａｎｄｔｈｅＭａｊｏｒＳ＆ＴＰｒｏｊｅｃｔｓｏｆＳｔａｔｅＧｒｉｄＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５２２７２２１４Ｏ０２Ｃ、．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ・－ｅｎｅｒｇ—ｙｌｏａｄ；ｓｏｕｒｃｅ－ｌｏａｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ；ｅｎｅｒｇｙ・－ｓａｖｉｎｇｉｎｄｅｘ；ｅｎｅｒｇｙ－－ｓａｖｉｎｇｂｅｎｅｆｉｔ；ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｆｕｚｚｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ０引言随着大规模风电基地集中接入容量的快速发展，大规模远距离输送以及其随机性和波动性特点，造成途径电网的网损显著增加。将具有可调节和可中断特点的高载能负荷纳入调峰控制体系，实现荷源协调控制，可达到电力节能和新能源就地消纳的双重目标［１】０然而目前针对大规模风电接入电网的荷源联合“”基金项目：十二五国家科技支撑计划项目（２０１５ＢＡＡ０１Ｂ０４）国家电网公司重大项目（５２２７２２１４００２Ｃ）调峰电力节能评估研究较少。文献［２］建立了高载能负荷参与大规模新能源并网的电网调峰能力评估模型，从调峰效果角度进行了评估，并未涉及对电力“”节能的影响评估；文献［３］从荷的角度，对高载能企业自身的能耗进行了量化评估，未涉及高载能“”企业参与电网调峰；文献［４】从源的角度，具体评估了常规机组的调峰能力；文献【５】建立了用户侧管理效益的综合评价指标体系，评估了可中断负荷参与电网调峰的经济效益。“”上述文献所涉及的研究，很少有同时计及荷“”源两方面协调控制的调峰分析，并且从电力节能角度的评估研究较少。为此，本文深入分析了高载电力系统保护与控制能负荷的调节特性和对电网调峰的影响，从电网、电源和高载能负荷三个方面提出了表征电力节能的指标，然后基于综合模糊评价法对荷源联合调峰的大规模风电集中接入电网进行电力节能综合评估。１高载能负荷调节特性和对电网调峰的影响１．１高载能负荷的调节特性高载能负荷是指能源消耗比重较大的用户负荷，具备可转移、可中断或者可调节的特性。可转移特性负荷可通过调整生产时间，改变负荷曲线；可调节特性负荷具备连续调节能力；可中断特性负荷可根据实际生产要求进行投退操作。上述三类高载能负荷能够参与电网调峰，具备一定的调峰能力，表１所示即为高载能负荷的调节特性分析。表１高载能负荷调节特性Ｙａｂｌｅ１Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｉｇｈ．ｅｎｅｒｇｙｌｏａｄ羹可转移负荷可调节负荷可中断负荷童磨煤、粉储备电解铝碳化硅负荷（钢厂）１１生产过程适应风电特性，具有快速调节能力；２）生产过程中的电压或电流波动，不影响产品的质量和工调节艺流程；特性３１具有一定的负荷备用，可超额定容量运行，可在夜间持续运行：４１负荷稳定，昼夜峰谷差较小。表１所示，高载能负荷具备良好快速的调节能力，能够在短时间内增减出力，而且风电波动变化只影响产量，不影响质量和工艺，具备参与电网调峰的能力。１．２荷源联合调峰对电力节能的影响目前，荷源联合调峰的方式主要有利用可转移负荷移峰填谷、应用连续可调节负荷来消纳新能源和通过可中断负荷来应对系统缺电等方式。荷源联合调峰对电力节能的影响主要有以下几点：ｆ１）对电网损耗的影响高载能负荷参与调峰对电网损耗的影响，主要体现线路损耗和变压器损耗两方面。高载能负荷就近消纳风电，避免了大规模风电功率远距离输送，减少了输电线路及变压器上的功率流动，相应降低了线损和变压器损耗；然而高载能负荷在交直流变换过程中将会向电力系统注入谐波，造成相应的谐波损耗，进而影响电网损耗。图１为某风电基地的网损仿真对比图，分析风电多发情况下有无高载能负荷参与调峰对线损和变－ｎ鬟－＾霾－ｎ・７５０ｋＶ线路损耗ｏ３３０ｋＶ线路损耗－变压器３０１０ＭＷ３８７０ＭＷ３０１０ＭＷ３８７０ＭＷ高载能负荷未参与高载能负荷参与图１网损对比图Ｆｉｇ．１Ｐｏｗｅｒｌｏｓｓｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ图中对比所示，在风电多发的情况下，高载能负荷参与调峰，能够降低电网的线损和变损，起到节能效果。ｆ２）对电源发电成本的影响ａ１对常规电源煤耗率的影响高载能负荷参与调峰对常规电源发电成本的影响，主要体现在减少常规电源的调峰容量，减少煤耗等。由于新能源发电的不确定性，使电网调峰需求增大【ｏＪ。图２即为风电接入前后调峰需求对比图。…・负荷曲线图２调峰需求曲线图Ｆｉｇ．２Ｃｕｒｖｅｏｆｐｅａｋｄｅｍａｎｄ由图分析，风电接入后，调峰需求增大，相应增加了常规电源调峰容量，进而增加煤耗率。高载能负荷参与调峰能有效缓解常规电源的调峰压力。在负荷低谷时段增加用电，等效于增加了系统负荷；在负荷高峰时段降低用电，等效于减“”小了系统负荷；能够抵消部分风电反调峰容量，从而降低常规电源调峰容量，降低煤耗率。图３所示为３００ＭＷ机组负荷与供电煤耗率关系曲线１。图中所示，随着机组发电负荷的降低，煤耗率增加幅度加大。如果高载能负荷参与调峰，可以提高机组发电负荷，降低煤耗率。朦㈠Ｕ。■■●■ＩｆＯ００Ｏ０ＯＯ∞∞㈣舯如。的亭苫＼皤匿掳李淑鑫，等荷源联合调峰运行方案的电力节能评估研究一９．妻图３３００Ｍｗ机组负荷与供电煤耗率关系曲线Ｆｉｇ．３Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎ３００ＭＷｕｎｉｔｌｏａｄａｎｄｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｃｏａｌｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｒａｔｅ对于水电厂，与火电机组类似，高载能负荷参与调峰，同样可以提高机组效率，节约水资源。ｂ）对风电送出功率的影响高载能负荷参与调峰将增加风电送出功率，从而提高风电企业的经济效益。图４所示为某地区风电输出功率的仿真对比图，分析高载能负荷参与调峰前后风电最大送出功率的变化。厂］７００６００５。。００３００２００藉１００幄Ｏ无高载能参与高载能参与高载能参与３００ＭＷ６００ＭＷ。风电最大送出功率一高载能负荷参与容量图４高载能负荷参与调峰前后风电最大输出功率变化Ｆｉｇ．４Ｍａｘｉｍｕｍｏｕｔｐｕｔｗｉｎｄｐｏｗｅｒｃｈａｎｇｅｂｅｔｗｅｅｎｂｅｆｏｒｅ—ａｎｄａｆｔｅｒｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｌｏａｄｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｎｇ由图分析，高载能负荷不参与调峰的情况下，该地区的风电最大送出极限为６０００ＭＷ：考虑高载能负荷参与调峰后，风电最大送出功率相应增加。高载能负荷参与调峰能够增加风电送出功率，减少弃风电量。（３）对高载能负荷电能损耗的影响高载能负荷参与调峰对高载能节能的影响，主要体现在高载能负荷自身的电能损耗方面。ａ）对负荷启停损耗的影响高载能负荷参与调峰，为适应调峰需求，需进行启停或者增压负荷操作，表２所示为某铁合金高载能企业在负荷高峰时段，进行停炉调峰操作的启停损耗情况。可以看出，该铁合金高载能企业参与调峰，产量降低；在停炉过程中造成了电能损耗。表２铁合金高载能企业参与调峰的损耗—Ｔａｂｌｅ２Ｌｏｓｓｏｆｆｅｒｒｏａｌｌｏｙｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｗｉｔｈｐｅａｋｉｎｇｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｎｇｂ１对高载能企业用电设备损耗的影响高载能企业正常运行状态下，用电设备以最佳运行效率工作；高载能负荷参与调峰，进行增切负荷操作，负载率降低或者负荷率升高，都会使用电设备的运行效率降低，设备的损耗也相应增加。以高载能企业中的电动机负荷为例，电动机负载率发生变化，对电动机效率产生影响。表３为电动机的效率和功率因数与负载率的关系。表３电动机效率和功率因数与负载率关系Ｔａｂｌｅ３Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｍｏｔｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｐｏｗｅｒｆａｃｔｏｒａｎｄｌｏａｄｆａｃｔｏｒ鱼垫至窒墼！功率因数０．２０．５０．７７０．８５０．８９效率０７８％８５％８８％８７％ｃ１对负荷长时间缺电损耗的影响高载能企业长时问中断，对企业损耗也有影响。以电弧炉设备为例，高载能负荷中断调峰，造成电弧炉系统降温一升温的过程，造成电能损耗。图５给出了四个发达国家停电持续时间对工业用户的影响的数据ｉｓ－１０Ｊ。高载能负荷缺电持续的时间越长，高载能负荷的损耗就越大。图５停电持续时间对工业用户的影响Ｆｉｇ．５Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｄｕｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｕｓｅｒｓ虽然高载能企业参与调峰使电能损耗及能源损耗增加，但可以通过电价优惠降低单位生产成本，使企业经济效益得到提高。２荷源联合调峰的电力节能指标基于上述对荷源联合调峰对电力节能的影响分析，建立节能评估指标。２．１电网侧节能指标（１）线路损耗节能指标∞∞∞∞∞∞∞∞∞５４３２１Ｏ９８７６６６６６６５５５事ｅ件督丑医．１０．电力系统保护与控制定义凡表示高载能参与调峰后线路减少损耗成本（元）。＝ｌ一（Ｐ一＝—（２ＰＡＰＢ）×（１）式中：为导体电阻；ＣＯＳ为功率因数；为线路运行电压；Ｐ为负荷功率；为高载能负荷调峰填谷的负荷；Ｔ为调峰时间；为综合电价（元／ｋＷｈ）（２）变压器损耗节能指标定义表示高载能参与调峰后变压器减少的损耗成本（元）。＝计，］｝×：冬（２Ｓｉ－－ＡＳＢ，ｉ）×（２）式中：．为第ｉ台变压器空载损耗；ＰＫ７．，为额定功率损耗（ｋＷ）．ＳＮ为额定负荷；Ｓｉ为负荷容量；ＡＳＢ，ｉ为高载能负荷调峰填谷的负荷。２．２电源侧节能指标（１）常规电源煤耗率节能指标定义表示高载能参与调峰后发电机组供电”煤耗减少的成本（元）【ｌ。＝—（ＦｏＦＢ）×ＰｘＪｅＴ＝ｆ（一）一［一（＋ＡＰｕ）］｝ｘＰｘＪ￣Ｔ△△：×————一“（１一『）（１一）（３）式中：为高载能负荷调峰前的机组煤耗率；为参与后的煤耗率；ｍ（ｐ）为供电煤耗随负荷的变化函数（ｇ／ｋＷｈ），见图３；是调峰机组的额定容量（ｋｗ）；△为高载能负荷调峰前的备用容量；尸Ｈ为高载能△负荷参与调峰的容量（ｋＷ）；为等效的备用容量（ｋｗ）；Ｐ为机组出力（ｋｗ）；肋厂用电率；为煤的价格（ｇ／元）。（２）风电送出功率节能指标定义表示高载能参与调峰后风电场增发电量的经济效益ｆ１２］。＝△×—ＪｗＴＴ（４）△式中：ＰＨ为高载能参与调峰的容量，可以等效为电网增加的风电消纳出力；为单位时间内增发的风电运行成本（元／ｈ）；Ｊｗ为风电场的上网电价ｆ元／ｋＷｈ）。２．３高载能负荷侧节能指标（１）负荷启停损耗成本定义表示高载能参与调峰引起的启停损耗成本（元）。＝Ｊｑ×ｉ（５）机组启停损耗成本是指机组适应调峰变化，退出或投入时额外消耗的成本。为单次启停的成本费用（元），ｉ为机组参与调峰的启停次数，此处根据机组启停组数确定。（２）负荷长时间缺电损耗成本根据图５，停电持续时间对工业用户的影响曲线，分析模拟长时间缺电引起的停电损失成本。定义表示高载能企业参与调峰造成的停电损失成本（元）。。ｓｓｓ×ＡＰＨ…ｌｇ。。＝１．２６＋０．４７ｌｇ（ｔ／６０）一△式中：。为长时间停电损失（元／ｋＷ）；尸Ｈ为高载能负荷参与调峰的容量（ｋＷ１；为高载能负荷参与调峰引起的缺电时间，单位为ｈ。（３）高载能企业用电设备损耗成本定义表示高载能参与调峰增加的用电设备损耗成本（元）。＝∑∑１一Ｊｄ（７）Ｌ，ｆＪ式中：为设备ｉ在高载能参与调峰下的用电量；７７ｆ为此时相应的设备效率；仉。¨为设备ｉ的最佳运行效率。３大规模风电集中接入电网荷源联合调峰的电力节能综合评估针对荷源联合调峰运行方案的电力节能效益需要进行综合评估的问题，本文选取基于层次分析法的多级模糊综合评估模型，利用上述电力节能指标，对荷源联合调峰运行方案的电力节能效益进行综合评估，为确定最优方案提供理论依据。３．１综合模糊评估方法概述模糊综合评估方法基于模糊数学，结合层次分析法，建立递阶层次模型，对评估对象进行评分和排序，同时根据模糊评估集上的数值按最大隶属度原则去评定目标所属等级ｌ】引。模糊综合评估方法的具体流程如图６所示。李淑鑫，等荷源联合调峰运行方案的电力节能评估研究．１１－确立评估目标，并结合指标建立因素集和子因素集，建立模糊评估递阶层次模型进行权重计算，形成判断矩阵，根据特征向量法，得到准则层的权熏和各指标层权重集针对多个节能方案，根据指标量化公式，得到各个指标的得分建立评语集吸对应的分数集确定隶属度函数，进行单因素评估，得到隶属度矩胄根据公式Ｓ＝屁，计算方案准则层的模糊综合评价集结合准则层的权熏口准则层模糊综合评价集得到目标层的综合模糊评估评价集根据公式Ｎ＝ＳＥＴ，计算得到节能方案的评估分数图６模糊综合评估方法流程图Ｆｉｇ．６Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｆｕｚｚｙｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ３．２电力节能综合评估ｆ１）确立评估目标，建立模糊评估递阶层次模型针对大规模风电集中接入电网荷源联合调峰多个运行方案，首先进行安全分析，在满足电网安全运行条件下，选取高载能负荷参与调峰的电力节能效益为目标，建立递阶层次模型，如图７所示。其中电网侧节能和电源侧节能的效益指标为极大型指标，即越大对目标越有利；高载能负荷侧节能的效益指标为极小型指标，即越小对目标越有利。图７模糊递阶层次结构图Ｆｉｇ．７Ｆｕｚｚｙｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（２）进行权重计算，建立权重集首先计算准则层权重。采用９尺度法，将准则层电网侧节能准则Ａ、电源侧节能准则Ａ和高载能负荷侧节能准则Ａ，的相对重要程度进行两两对比，形成判断矩阵：Ｂ＝（）３ｘ３ｆ，Ｊ＝１，２，３（８）其中ａ，为节能准则Ａ对Ａ，的重要程度之比，矩阵满足ａｆ１，ａｆ，＝１／ａ计算判断矩阵的特征向量Ｗ＝（ｗｘ，ｗ２，ｗ３）和最大特征向量。若满足一致性校验，则判断矩阵特征向量即为准则层的权重矩阵，即为节能准则Ａ对于电力节能效益目标的权重。同理计算指标层的权重，分别得到电网侧节能的指标层权重．，电源侧节能的指标层权重，，高载能负荷侧节能的指标层权重。ｆ３）结合运行方案，进行指标评分针对多个荷源联合调峰运行方案，结合上述的各指标量化公式，将指标层各效益指标进行评分。得…到方案，在效益指标下的评分，，ｉ＝１，２，，７。（４）建立评语集及对应的分数集“”将目标高载能负荷参与调峰的电力节能效益“”“”“”“”划分为很好、较好、一般、差４种情况，即电力节能效益评语集为－＿（１，１，Ｖ２，Ｖ３，ｖ４）＝（很好，较好，一般，差），对应的分数集为Ｅ＝［１０，７，４，１】ｕ制。（５）进行单因素评估，得到隶属度矩阵利用半梯形和三角形隶属度函数，将指标层各效益指标的评分结果映射到电力节能效益评语集中，如图８所示ｌＪ。靛噬鉴垂ｊ籁效益指标／万元图８效益指标的隶属度函数Ｆｉｇ．８Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｄｅｘ图中为方案，在效益指标下的打分，和为该效益指标对评语集的隶属值，≤０，１；一为常数，表示效益指标的经验判断值，对于电网侧节能和电源侧节能的效益指标，到依次递减，对于高载能负荷侧节能的效益指标，到元依次递增。以图８所示情况为例，在方案．，中效益指标的隶属度矩阵＝［０，，，０］。据此得到，对于方案，，在电网侧节能准则Ａ的电力系统保护与控制隶属度矩阵Ｒ＝［墨，，『ｒ；电源侧节能准则Ａ：的隶属度矩阵Ｒ卜Ａ：＝［Ｒ３，，Ｒ４，ｒ；高载能负荷侧节能准则Ａ，的隶属度矩阵Ｒｊ一，＝［Ｒｓ，，Ｒ，，Ｒ『ｒ。（６）综合评估计算根据上述计算得到的权重矩阵和隶属度矩阵进行多级模糊运算。首先计算节能准则的模糊综合评价集。对于方案，节能准则４的模糊综合评价集。ＳＡ＝・Ｒｉ１，２，３（９）同理计算方案，关于电力节能效益目标综合模糊评价集。Ｓｊ＝Ｗ×【ＳＡ１，２，ＳＡ３Ｊ（１０）Ⅳ最后计算方案，的模糊评价得分。Ｎ＝Ｓｊ・Ｅ（１１）４实例应用以甘肃河西酒泉地区电网为例进行分析。在２０１４年冬大典型运行方式下，河西地区常规能源总发电功率为３０６７Ｍｗ，风电实时并网容量为３５４２ＭＷ，负荷总量３０９９ＭＷ，接线示意图如图９所示。图９高载能负荷接线图—Ｆｉｇ．９Ｗｉｒｉｎｇｄｉａｇｒａｍｏｆｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｌｏａｄ在酒泉风电场集群片区中，风电场以玉门３３０ｋＶ变电站作为中间汇集站，地区调峰压力较大；酒钢铝厂高载能负荷，已投产７００Ｍｗ，具备连续调节能力；常规电源主要有酒泉热电厂、金昌电厂等多个火电机组，具备调峰能力。选取０３：００～０５：００（负荷较小，风电大发１和１９：００～２１：Ｏ０（负荷较重，风电少发）两个时问段，制定调峰方案。结合上述评估方法，对荷源联合调峰方案进行节能评估。（１）高载能负荷参与荷源联合调峰方案及增加的损耗成本在投入资金一定的情况，高载能企业提出２套参与荷源联合调峰的方案，如表４所示。表４高载能企业参与联合调峰方案—Ｔａｂｌｅ４Ｐｅａｋｉｎｇｓｃｈｅｍｅｗｉｔｈｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｌｏａｄｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｎｇ方案具体措施—在０３：０００５：００，确定电解铝高载能负荷容量３３０Ｍｗ参与激励填谷，调峰时长共计２ｈ；在２０：００．２１：００，确定电解铝高载能负荷容量３３０Ｍｗ参与中断调峰，调峰时长共计１ｈ。在０３：００．０４：００，确定电解铝高载能负荷容量３９６Ｍｗ参与激励填谷，调峰时长共计１ｈ；２在１９：００．２１：００，确定电解铝高载能负荷容量２６４Ｍｗ参与中断调峰，调峰时长共计２ｈ。根据节能指标量化公式，计算求得高载能负荷侧效益指标的得分，如表５所示。表５高载能负荷侧节能效益指标得分—Ｔａｂｌｅ５Ｉｎｄｅｘｓｃｏｒｅｏｆｌｏａｄｓｉｄｅｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（２）常规电源参与荷源联合调峰方案及减少的损耗成本根据高载能负荷参与荷源联合调峰的方案，常规电源调整调峰运行方案，如表６所示。表６常规电源参与联合调峰方案Ｔａｂｌｅ６Ｐｅａｋｉｎｇｓｃｈｅｍｅｗｉｔｈｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｐｏｗｅｒｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｎｇ方案具体措施—在０３：０００５：００，该地区常规电源较传统调峰运行方式减少下降出力３６０Ｍｗ；１在２０：００．２１：００，该地区常规电源较传统调峰运行方式减少上升出力３６０Ｍｗ。—在０３：０００４：００，该地区常规电源较传统调峰运行方式减少下降出力４３０ＭＷ：２在１９：００．２１：００，该地区常规电源较传统调峰运行方式减少上升出力２９０Ｍｗ。根据节能指标量化公式，计算求得电源侧效益指标的得分，如表７所示。表７电源侧节能效益指标得分—Ｔａｂｌｅ７ＩｎｄｅｘｓｃｏｒｅｏｆｓｏＨｒｃｅｓｉｄｅｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ李淑鑫，等荷源联合调峰运行方案的电力节能评估研究（３）电网侧减小的损耗成本根据上述高载能负荷和常规电源共同参与的荷源联合调峰方案，计算求得电网侧节能效益的得分，如表８所示。表８电网侧节能效益指标得分Ｔａｂｌｅ８Ｉｎｄｅｘｓｃｏｒｅｏｆｇｒｉｄ－ｓｉｄｅｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ根据上述的电力节能综合评估方法，根据不同的目标需求，对２个节能方案进行评估。Ａ以基于降低电网损耗的综合效益最大为目标ａ）权重计算根据上述权重计算方法，分别计算准则层权重和指标层权重。对于以降低电网损耗综合效益最大的目标，电网侧的节能效益的重要程度最大；进行权重计算准则层的权重系数为ｆ０．４２３，０．３０８，０．２６９）。电网侧节能指标权重，Ａ１＝（０．６２４，０．３７６）；电源侧节能权重，Ａ２＝（０．５８６，０．４１４）；高载能负荷侧节能权重，Ａ３＝（０．２４５，０．５５１，０．２０４）。ｂ）隶属度矩阵计算利用半梯形和三角形隶属度函数，分别对两个方案计算隶属度矩阵。对于方案ｌ：ＲＩ－Ａ，＝ＪＲ，＝；－０．：『００ｏ．２３ｏ．７７］墨．Ａ］［Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，］＝ｌ０．６７０．３３００ｌｌ０．５０．５００ｊ对于方案２：Ｒ２＿Ａ１＝［Ｒ１＝‘。５Ｒ２＿Ａ２＝＝０．５：ｌ『０・５０・５００］一Ａ３＝［２，，Ｒ７２］＝ｌ０００．６７０．３３ｌｌ００１０Ｊ根据式（９）一式（１１），计算方案的模糊评价得分，并与网源荷总经济效益进行对比，如表９所示。表９以降低电网损耗效益为目标的方案评估结果对比Ｔａｂｌｅ９Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｕｎｄｅｒｔｈｅｔａｒｇｅｔｆｏｒｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｐｏｗｅｒｌｏｓｓ由表９可以看出，以降低电网损耗的综合效益最大为目标时，采用综合模糊评价法，方案２得分较高，能够反映电网降损经济效益；而网源荷总经济叠加效益计算不能满足预期的结果。Ｂ以基于节约能源的综合效益最大为目标对于以节约能源的综合效益最大的目标，电源侧的节能效益重要程度最大；进行权重计算准则层的权重系数为（０．３０８，０．４２３，０．２６９）。其他的模糊计算过程与目标需求Ａ中相同，得到对比计算结果如表１０所示。表１０以节约能源效益为目标的方案评估结果对比Ｔａｂｌｅ１０Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｕｎｄｅｒｔｈｅｔａｒｇｅｔｆｏｒｓａｖｉｎｇｅｎｅｒｇｙ由表ｌ０可以看出，以基于节约能源的综合效益最大为目标时，采用综合模糊评价法，方案１得分较高，能够反映电源节能经济效益。结论表明：１）对比网源荷总经济效益叠加计算方法，本文提出的基于综合模糊理论的评估方法能够细化指标权重，反映目标需求，具有灵活性；２）综合模糊评估法能够追踪不同的目标需求，筛选不同的运行方案，可以为调度运行人员制定调峰计划给予参考。５结论本文提出高载能负荷参与的荷源联合调峰的电力节能评估体系及方法。在深入分析高载能负荷调节特性和对电网调峰影响的基础上，从荷一网．源三个方面提出了表征电力节能的指标。并结合评估指标，提出基于综合模糊评价法的荷源联合调峰电力节能综合评估方法。最后进行实例计算，证明建立的电力节能综合评估体系的合理性和评估方法的有效性，可以作为后续设计选择的参考。参考文献［１］马林东，葛智平，张世才，等．基于高耗能企业参与电＼．１４．电力系统保护与控制网内风电消纳的主动调峰技术［Ｊ］．电力建设，２０１３（１０）：１０２．１Ｏ６．ＭＡＬｉｎｄｏｎｇ，ＧＥＺｈｉｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＳｈｉｃａｉ，ｅｔａ１．Ａｃｔｉｖｅ—ｐｅａｋｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂａｓｅｄｏｎｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｎｇｉｎｗｉｎｄｐｏｗｅｒａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎｉｎｐｏｗｅｒｇｒｉｄ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２０１３（１０）：—１０２１Ｏ６．［２］何桂雄，曹年林，蒋利民，等．风电富裕区域高载能负荷—参与电网调峰研究［Ｊ］．可再生能源，２０１５（４）：４９１４９６．ＨＥＧｕｉｘｉｏｎｇ，ＣＡＯＮｉａｎｌｉｎ，ＪＩＡＮＧＬｉｍｉｎ，ｅｔａ１．—Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｐｅａｋｌｏａｄｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｗｉｔｈｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｏｎｏｆ—ｈｉｇｈｕｓｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｏｎｓｕｍｅｒｓｉｎｗｉｎｄｐｏｗｅｒｒｉｃｈａｒｅａ［Ｊ］．—ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，２０１５（４）：４９１４９６．［３］王志勇，邱泽晶，王振宇，等．高耗能企业能效水平的—多级模糊综合评估方法［Ｊ】．冶金能源，２０１３（６）：１２１６，５８．ＷＡＮＧＺｈｉｙｏｎｇ，ＱＩＵＺｅｊｉｎｇ，ＷＡＮＧＺｈｅｎｙｕ，ｅｔａ１．—Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｆｕｚｚｙｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ—ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｆｏｒｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｉｎｇｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ—ｆｏｒＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０１３（６）：１２１６，５８．［４］张艳霞，董永平，王洪．关于用电负荷参与新能源调峰—的可行性分析中国电业（技术版），２０１４（１）：６１６３．ＺＨＡＮＧＹａｎｘｉａ，ＤＯＮＧＹｏｎｇｐｉｎｇ，ＷＡＮＧＨｏｎｇ．Ｔｈｅｎｅｗｅｎｅｒｇｙｐｅａｋｉｎｇｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｔｈｅｌｏａｄｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ［Ｊ］＿ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ—（ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｄｉｔｉｏｎ），２０１４（１）：６１６３．［５］刘军．需求侧管理评价指标体系及评价模型【ＪＪ．华北电力技术，２００３（７）：１０．１１．ＬＩＵＪｕｎ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘａｎｄｍｏｄｅｌｏｆｄｅｍａｎｄｓｉｄｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔ［Ｊ］．ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２００３（７）：１０．１１．［６］张涛，李家珏，张延峰，等．计及电网调峰约束的风电接纳调度方法研究【Ｊ】．电力系统保护与控制，２０１４，４２（２１）：７４－８０．ＺＨＡＮＧＴａｏ，Ｌ１Ｊｉａｙｕ，ＺＨＡＮＧＹａｎｆｅｎｇ，ｅｔａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｗｉｎｄｐｏｗｅｒａｃｃｅｐｔａｎｃｅｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｐｅａｋｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ—ａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１４，４２（２１）：７４８０．［７］缑新科，崔乐乐，巨圆圆，等．火电厂机组煤耗特性曲线拟合算法研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１４，—４２（１０、：８４８９．ＧＯＵＸｉｎｋｅ，ＣＵＩＬｅｌｅ，ＪＵＹｕａｎｙｕａｎ，ｅｔａ１．Ｓｔｕｄｙｏｎｃｕｒｖｅｆｉｔｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｕｎｉｔｓｃｏａｌｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１４，４２（１０）：８４－８９．［８］ＫＯＳＫＯＬＯＳＮＣ，ＭＥＧＡＬ０Ｃ０ＮＯＭ０ＳＳＭ，ＤＩＡＬＹＮＡＳＥＮ．ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｐｏｗｅｒｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｃｏｓｔｓｆｏｒｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｕｓｔｏｍｅｒｓｉｎＧｒｅｅｃｅ［Ｃ】／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ８ｔｈＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＨａｒｍｏｎｉｃｓａｎｄ—ＱｕａｌｉｔｙｏｆＰｏｗｅｒ．Ａｔｈｅｎｓ，Ｇｒｅｅｃｅ：ＩＥＥＥ，１９９８：７６１７６６．［９］ＴＯＬＬＥＦＳＯＮＧＢＩＬＬＩＩＮＴＯＮＲ，ＷＡＣＫＥＲＧｅｔａ１．ＡＣａｎａｄｉａｎｃｕｓｔｏｍｅｒｓｕｒｖｅｙｔｏａｓｓｅｓｓｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｗｏｒｔｈ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，—１９９４，９（１）：４４３４５０．［１０］ＫＡＲＩＵＫＩＫＫ，ＡＬＬＡＮＲＮ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｗｏｒｔｈａｎｄｖａｌｕｅｏｆｌｏｓｔｌｏａｄ［Ｊ］．ＩＥＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｎＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ，Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，１９９６，１４３（２）：１７１．１８０［１１］刘福国，蒋学霞，李志．燃煤发电机组负荷率影响供电煤耗的研究［Ｊ］＿电站系统工程，２００８（４）：４７－４９．ＬＩＵＦｕｇｕｏ，ＬＩＡＮＧＸｕｅｘｉａ，ＬＩＺｈｉ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎａｆｆｅｃｔｓｏｆｇｅｎｅｒａｔｏｒｌｏａｄｏｎｃｏａｌｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｒａｔｅｉｎｆｏｓｓｉｌｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８（４）：４７．４９．［１２］刘文颖，文晶，谢昶，等．考虑风电消纳的电力系统源荷协调多目标优化方法ｆＪ］．中国电机工程学报，２０１５，３５（５）：１０７９・１０８８．ＬＩＵＷｅｎｙｉｎｇ，ＷＥＮＪｉｎｇ，ＸＩＥＣｈａｎｇ，ｅｔａ１．Ｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍａｌｍｅｔｈｏｄｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｗｉｎｄｐｏｗｅｒ—ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｓｏｕｒｃｅｌｏａｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ［Ｊ］．—ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２０１５，３５（５）：１０７９１０８８．［１３］刘永欣，师峰，姜帅，等．智能变电站继电保护状态监测的一种模糊评估算法［Ｊ］．电力系统保护与控制，—２０１４，４２（３）：３７４１．ＬＩＵＹｏｎｇｘｉｎ，ＳＨＩＦｅｎｇ，ＪＩＡＮＧＳｈｕａｉ，ｅｔａ１．Ａｆｕｚｚｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｓｍａｒｔｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ—ａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１４，４２（３）：３７４１．［１４］李正明，张纪华，陈敏洁．基于层次分析法的企业有序用电模糊综合评估［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１３，—４１（７）：１３６１４１．ＬＩＺｈｅｎｇｍｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＪｉｈｕａ，ＣＨＥＮＭｉｎｊｉｅ．Ｆｕｚｚｙｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｅｎｔｅｒ’ｐｒｉｓｅｓｏｒｄｅｒｌｙｐｏｗｅｒｕｔｉｌｉｔｙｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｔｉｃｈｉｅｒａｒｃｈｙｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ—ＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１３，４１（７）：１３６１４１．［１５］郭新志，乞建勋，李星梅．基于改进模糊层次分析法的火电厂选址综合评价方法研究［Ｊ］．现代电力，２００７，—２４（３）：６７７１．ＧＵＯＸｉｎｚｈｉ，ＱＩＪｉａｎｘｕｎ，ＬＩＸｉｎｇｍｅｉ．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｓｉｔｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｓｂａｓｅｄｏｎｉｍｐｒｏｖｅｄｆｕｚｚｙ・ＡＨＰ［Ｊ］．ＭｏｄｅｍＥｌｅｃｔｒｉｃ—Ｐｏｗｅｒ，２００７，２４（３）：６７７１．—收稿１３期：２０１５－０７２５；修回Ｅｔ期：２０１５－１１一Ｏ５作者简介：李淑鑫（１９９１一），男，硕士研究生，研究方向为电力系—统分析与控制：Ｅｍａｉｌ：ｌｉｓｈｕｘｉｎ２３＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ．ｃｎ刘文颖（１９５５－），女，教授，博士生导师，研究方向为电力系统分析与控制及电力系统智能调度；李亚龙（１９８５－），男，博士研究生，研究方向为电力系统分析与控制。（编辑张爱琴）