面向可再生能源的微电网电能质量特点分析与综合评价方法研究.pdf

第４４卷第１９期２０１６年１Ｏ月１日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶＯ１．４４ＮＯ．１９０ｃｔ．１．２０１６Ｄ０Ｉ：１０．７６６７／ＰＳＰＣ１５１７０９面向可再生能源的微电网电能质与综合评价方法研究量特点里叶寸曾君，徐冬冬，郭华芳，李晨迪，刘俊峰分析（１．华南理工大学，广东广州５１０６４０；２．中国科学院广州能源研究所集成技术研发中心，广东广州５１０６４０）摘要：微电网已成为智能电网建设中的重要组成部分，是可再生能源等分布式电源接入电网的有效方式。微电网电能质量客观科学的综合评价对于微电网的运营建设具有重要的现实意义和指导价值。基于微电网中电能质量的特点进行分析，提出了一种新的适合于微电网电能质量的评价方法。首先，从电压指标、电流指标和频率指标，结合对比大电网，对微电网电能质量各单项指标进行了详细阐述，指出其特点，并根据相关标准，确定电能质量各单项指标阈值。进一步，借鉴模糊评价思想，根据电能质量指标特点，采用柯西分布，提出了一种最优隶属度方法，并结合Ｇ１层次分析法确定指标主观权重，结合客观权重得到各指标的综合权重后进行综合评价，得到量化的微电网电能质量综合评价结果。最后，采用一组数据进行测试，并和其他方法进行对比分析，验证了所提出的方法的有效性。关键词：微电网；电能质量；综合评价；最优隶属度Ｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙ－－ｏｒｉｅｎｔｅｄｍｉｃｒｏ・－ｇｒｉｄｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎＺＥＮＧＪｕｎ，ＸＵＤｏｎｇｄｏｎｇ，ＧＵＯＨｕａｆａｎｇ，ＬＩＣｈｅｎｄｉ，ＬＩＵＪｕｎｆｅｎｇ（１．ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ；２．ＧｕａｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｃｒｏ．ｇｒｉｄｈａｓａｌｒｅａｄｙｂｅｅｎａｎｅｓｓｅｎｔｉａｌｐａｒｔｏｆｓｍａｒｔｇｒｉｄ．ＩｔｉＳａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｔｏｃｏｎｎｅｃｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｕｃｈａｓｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙｔｏｐｏｗｅｒｇｒｉｄ．Ｉｔｉｓｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｙａｎｄ——ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌｌｙｆｏｒｔｈｅｍｉｃｒｏｇｒｉｄ．Ｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｎｅｗｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｍｉｃｒｏ．ｇｒｉｄ．Ｆｉｒｓｔｏｆａｌｌ，ｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｖｏｌｔａｇｅ，ｃｕｒｒｅｎｔａｎｄ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｏｗｅｒｇｒｉｄ，ｅｖｅｒｙｉｎｄｅｘｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌａｎｄｔｈｅ’ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｄｅｘｅｓａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｓｏｍｅｒｅｌａｔｉｖｅｓｔａｎｄａｒｄｓ．ａｌ１ｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｉｎｄｅｘｅｓｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓａｒｅｅｎｓｕｒｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｆｕｚｚｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．ＣａｕｃｈｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐｆｕｎｃｔｉｏｎｉＳａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅａｌｌ’’ｉｎｄｅｘｅｓｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐｂｅｌｏｎｇｔｏｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．ＩｎｄｅｘｅｓｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅｗｅｉｇｈｔｓａｒｅｄｅｆｉｎｅｄｂｙＧ１ｍｅｔｈｏｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｕｎｅｃｔｉｖｅａｎｄｏｂｉｅｃｔｉｖｅｗｅｉｇｈｔｓ，ｔｈｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃｗｅｉｇｈｔｓａｒｅｇｏｔａｎｄｕｓｅｄｆｏｒｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．Ａｎｄａ—ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｍｉｃｒｏｇｒｉｄｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓａｐｐｌｉｅｄｂｙａｇｉｖｅｎｓｅｔｏｆｄａｔａｆｒｏｍｍｉｃｒｏ．ｇｒｉｄ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉＳａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．ＴｈｉｓｗｏｒｋｉＳｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．６１５７３ｌ５５）ａｎｄｔｈｅＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈＦｕｎｄｓｆｏｒｔｈｅＣｅｎｔｒａ１ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎｏ．２０１５ｚｍ００８ａｎｄＮｏ．２０１５ｚｚ０９７）．—Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ；ｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ：ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；ｏｐｔｉｍａｌｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ０引言能源是社会经济发展的动力。到现阶段，能源危机、环境污染和生态恶化已是人类面临的三大主基金项目：国家自然科学基金（６１５７３１５５）；华南理工大学中央高校基本科研业务费（２０１５ｚｍ００８，２０１５ｚｚ０９７）要问题。大力发展可再生能源为解决能源与环境之问的矛盾提供了一条可行和必行之路。根据可再生能源的时空分布特性，配备一定的传统能源与储能系统，就近形成微电网，可以大大地解决分散电力的需求，减少电力新建或升级输、配电网的费用，是可再生能源利用的一条有效途径。对于微电网的研究，目前主要集中在规划设计、曾君，等面向可再生能源的微电网电能质量特点分析与综合评价方法研究．１１－运行优化、保护控制、仿真实验等技术＿ｌＪ。微电网的电能质量的研究￣，ｒＪｐＪＨ０引起重视。正如智能电网“”对自愈、互动、优质、兼容、经济的追求，微“”电网终极目标亦是自治、开放、灵活、优质和经济，微电网的电能质量问题研究至关重要，关键在于：第一，从微电网本身来讲，与传统电网相比，它由分布式电源、储能设备、能量转换装置、监控和保护装置以及负荷等汇集而成，既可与大电网并网运行亦可孤岛自治运行【ｊ４Ｊ。相比较于大电网，微电网的电能质量有它自己的新特点。第二，定性并且定量地建立微电网运行的评价指标体系对于微电网建设、运行、评估以及决策都具有重要意义。而微电网的电能质量是评价指标体系的重要内容。第三，微电网运行时，优化与协调控制是关键ｐＪ。而这个优化与协调控制的过程实际上是一个既包含连续运行又具有离散决策的混杂过程。寻求激发系统从连续运行到离散决策动态演化机制是建立合适的优化与协调控制策略的基础。电能质量的好坏是激发系统实时优化与协调的重要指标。此外，在未来电力市场背景情况下，微网的渗“”透率逐步提高，必然会走上按质定价的道路，电能质量的优劣将直接影响其经济效益，并决定其是否能并网。因此，微电网电能质量的研究对微电网的发展具有重要的意义与价值。本文在介绍微电网基本结构的基础上，综述了目前微电网电能质量的研究现状，阐述并总结了微电网电能质量的特点。以此为基础，借鉴模糊综合评价思想，提出了一种新的基于最优隶属度的微电网电能质量综合评价方法，并通过仿真实验验证了该评价方法的有效性。１微电网结构及电能质量特点分析微电网的典型结构如图１所示。微网中包含有多个分布式电源（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＤＧ）和储能系统，联合向负荷供电。整个微电网作为一个整体，通过开关与大电网相联。该微电网分布式电源部分由可再生能源（光伏阵列、风力发电机为主）、柴油发电机（后备电源），储能设备（主要采用蓄电池、超级电容）以及负荷（根据其重要程度，分为不可中断负荷和可中断负荷。从图１可以看出，微电网的特点是：（１）通过隔离变压器、隔离装置与大电网相连。可以并网运行亦可孤网独立运行，当电力不足时可切除非重要负荷，保证不可中断负荷的电力供应。（２１内部绝大部分ＤＧ都采用电力电子变换器与母线和负荷相联。（３）这样的结构加上系统的动态随机性和分散性，决定了微电网的特殊网络性质和运行特点，决定了其电能质量相比于大电网来说，具有其许多新的特点。图１微电网结构示意图—Ｆｉｇ．１Ｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍ借鉴大电网电能质量标准和评价体系，对比列出大电网和微电网的电能质量指标特点，如表１所示。而目前和微电网相关的电能质量标准，主要是国家电能质量标准、分布式电源并网标准和配电网相关标准等。结合表１和各项标准，综合进行分析。第一，对于微电网来说，表１中各指标最重要的是电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、电压谐波和频率偏差等六项指标。而分布式电源的直流电流分量和电流谐波大小在允许接入电网的范围内即可，不需要将其作为电能质量检测内容。第二，本文取各单项指标的合格限值如下：（１）频率偏差。小容量电力系统（３００ＭＷ以下）的正常频率偏差不得超过土０．５Ｈｚ，冲击负荷引起的系统频率偏差变化为士０．２Ｈｚ。（２１电压偏差。２０ｋＶ及以下三相公共连接点的电压偏差不超过标称电压的土７％；２２０Ｖ单相公共连接点电压偏差不超过标称电压的＋７％，一１０％。ｆ３）电压波动。对３５ｋＶ及以下中低压系统，公共连接点处的电压波动限值％）与电压波动频度ｆ次／ｈ１有关。当ｒＳ＿ｌ时，ｄ＝－４；当ｌ＜ｒＳ＿１０时，ｄ＝３；．１２．电力系统保护与控制当ｌ０＜１Ｏ０时，限值ｄ＝２；当ｌＯ０＜ｒ＿ｌ０００时，限值ｄ－－１．２５。表１微电网和大电网电能质量特点—Ｔａｂｌｅ１Ｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄａｎｄｐｏｗｅｒｇｒｉｄ指标大电网特点微电网特点类型大电网电压偏差出现较大微电网中无功调节能力较差，考虑电的时刻是负荷峰谷时刻，到成本和技术因素，分布式电源的压其他情况下，通过对系统功率阂数也只能在Ｏ．９８（超前）～偏中无功补偿设备进行控０．９８ｆ滞后）之间Ｌ６Ｊ，无功调整手段较差制，使得无功平衡，电压为有限。偏差较小。大电网中发电设备运行状微电网中分布式电源具有间歇性波态较为稳定，电压波动和且投切较为频繁，会引起电压波动动电闪变由于负荷的功率变动与闪变，在负荷和分布式电源的共与压所引起。功率变动相比于同作用下，电压波动与闪变问题会闪指系统容量较小，因此电压加重。另外，储能或者无功补偿不变标波动与闪变程度较轻。足也容易引起电压波动与闪变。———●二二大电网巾最主要的负载是微电网中单相负荷占总负荷的比相三相电动机，单相负荷占重较大，并可能存在单相电源，如不总负荷比重较小，因此三果控制不当，在两者共同作用下，甲相不平衡问题较轻。鼍相不平衡现象较严重。另外，大衡电网三相不平衡会渗透到微电网。犬ＩＵ网中谐波主要由于非微电网中谐波主要是由非线性负谐线性负荷引起。荷和变流器引起。大电网电压谐波波也会渗透到微电网。直大电网中基本不会出现直分布式电源不经过变压器直接和电流流电流分量问题。微电网相连，变流器交正负半周不流分对称会产生直流分量。指标谐人电网电流谐波主要由非微电网电流谐波是变流器和非线波线性负荷引起。性负荷共同作用引起。容量大，冲击负荷造成频容量小，冲击负荷易造成频率偏频频率偏差较小，出现频率偏差。分布式电源可调节余量较小豪束差时可以通过发电机的余时，也易出现频率偏差。另外，并指偏量和牛调频厂进行调频。网微电网和大电网进行功率交换标差时出现波动也会造成频率偏差。储能装置是微电网的重要调频手段。（４）闪变：对３５ｋＶ及以下中低压系统，分布式电源连接的公共连接点处的闪变限值％）与闪变频度ｆ次／ｍｉｎ）有关。当ｒ＜ｌＯ时，ｋ＝Ｏ．４；当１Ｏ一＜ｒ一＜２００时，七＝０．２；当＞２００时，ｋ＝Ｏ．１。对低压系统，分布式电源和负荷直接相连接的情形下，负荷的短时间闪变限值ｋ＝Ｏ．３５，长时间闪变限值＝０．２５。（５）谐波。对标称电压为０．３８ｋＶ电网，电压总谐波畸变率不得超过５％，奇次谐波不得超过４％，偶次谐波不得超过２％。（６）三相不平衡。公共连接点的三相电压不平衡度不应超过２％，短时不超过４％；其中由各分布式电源引起的公共连接点三相电压不平衡度不应超过１．３％，短时不超过２．６％。２微电网电能质量综合评价方法目前，对于电能质量的综合评估方法主要有神经网络法［，投影寻踪法引，理想解法１，密切值…“法【ｌ，概率统计与矢量代数法【１，标准样本评估误差最小法＿１ｚｊ和模糊数学法。其中，对于神经网络法和投影寻踪法，合适、准确有效样本的选取对评价的有效性具有非常重要的影响，而目前电网合格与不合格数据的多样性难以全面获取，这将直接影响评价模型的有效性。理想解法在遇到贴近度相等时不能区分样本之间优劣性。密切值法适用于多测点、多指标的评价系统，但是当评估方案变化时，评估“”结果可能出现逆序。概率统计与矢量代数法仅能够对长期电能质量状况进行评价。目前应用最为广泛的当属模糊数学法１１３－１５］，但其模糊化结果不能定量地给出评价结果，并且存在一定的误判率。而且，目前很少见专门针对微电网的电能质量特点的研究。正是基于此，本文针对微电网特点，借鉴传统的模糊综合评价方法的思想，考虑到电能质量的特点，是相对于标准值的偏差越小越好，采用柯西分布，提出了一种新的最优隶属度方法，实现了对微电网电能质量有效的量化综合评价。２．１基于最优隶属度的综合评价方法借鉴模糊综合评价思想，基于最优隶属度的综合评价，关键在于：（１）评价指标的确定。按照前文分析，本文选取电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、电压谐波和频率偏差等六项指标。（２）隶属函数的建立，对每个指标进行最优识别；（３）确定各单项指标的权重，采用合适的加权方法进行综合评判。关键在丁如何减少主观因素的影响以及一致性检验。本文所提出的基于最优隶属度的模糊综合评价流程关键步骤如下：（１）根据上传信息，确定监测点频率偏差类型、电压类型、电压波动与闪变频度、三相不平衡类犁等，从而确定各指标的限值。（２）隶属函数的建立，有效反应合格度，直观，曾君，等面向可再生能源的微电网电能质量特点分析与综合评价方法研究即便对于不合格区域也能有效评价，并且能快速还原不合格原因。（３）存在单项指标不合格，直接判断为不合格，并以最小的隶属度值作为最终评价结果。（４）权重确定，主客观结合，减少主观影响。其中，客观权重设定原则：采用木桶理论，对每个指标，隶属度越小，则客观权重越大。再应用Ｇ１法确定主观权重。对主观权重和客观权重进行综合得到综合权重。２．２微电网电能质量综合评价实现为了准确判断电能质量是否合格，本文对评价作如下规定：（１）按照［０，１］来定量给出电能质量评价结果，其中１为最优，０为最差，０．５为合格的阂值；（２）当存在指标不合格时，对应的隶属度在［０，０．５），综合评价结果在『０，０．５）；（３）当所有指标均合格时，那么各单项指标的隶属度均在［０．５，１］，综合评价结果在［０．５，１］。２．２．１隶属函数的确定针对电能质量指标特点，本文提出最优隶属度法，关键在于只计算分项指标属于最优ｆ偏差为零）的隶属度。采用柯西分布建立各指标的隶属度函数，可以满足上述规定。柯西分布如式（１）所示。＝…１／（１＋・ｘｉ虞）＝１，２，，６）（１）式中：为指标ｉ的隶属度；为指标ｉ偏差量的绝对值；和分别为指标ｉ对应的常数。以电压偏差为例，确定隶属度函数时，计算电压偏差在［０，１００％】时对应的隶属度，以调整和的大小。将电压偏差指标限值ｆ此处按０．３８ｋＶ三相公共连接点情况，取值７％）代入式（１），通过试凑法，取＝０．０５９５，：１．４５００。此时电压偏差的隶属度如表２所示，隶属函数曲线如图２所示。２．２．２指标权重确定指标权重的选取直接影响综合评价的结果。采用主观权重与客观权重相结合，可以兼顾对各指标权重的感知，减小人为因素的影响。（１）利用Ｇ１法确定指标主观权重Ｇｌ法是一种针对层次分析法（ＡｎａｌｙｔｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ，ＡＨＰ）￣行改进的一种方法Ｌｌ，与ＡＨＰ法相比，其计算量比ＡＨＰ法大幅减小，提高了计算速度，而且无需构造判断矩阵，不需一致性检验。Ｇｌ法的步骤为：１）选出最重要的指标；２１从余下指标中再选出最重要的指标；３）依次类推；４）确定相邻指标之间的相对重要程度。的取值参考表３。表２电压偏差对应的隶属度Ｔａｂｌｅ２Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐｄｅｇｒｅｅｏｆｖｏｌｔａｇｅｄｅｖｉａｔｉｏｎ图２隶属度函数曲线Ｆｉｇ．２Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐｆｕｎｃｔｉｏｎｃｕｒｖｅ表３指标权重比例形成原则Ｔａｂｌｅ３Ｉｎｄｅｘｗｅｉｇｈｔｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ￣ｒｍｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ重要程度定义１．Ｏ１．２１．４１．６１．８指标Ｉｋ与指标Ｉｋ同样重要指标比指标ｌｋ稍微重要指标一，比指标，明显重要指标＾一。比指标＾强烈重要指标Ｉｋ比指标极端重要按照前文分析，对电能质量的六个指标排序：频率偏差＞谐波畸变＞电压波动＞闪变＞电压偏差＞三相不平衡，取相对性重要程度依次为１．２，１．２，１，１．２，１．８［１５，１７］。对指标权重进行归一化，得到各指标权重如表４所示。表４各指标主观权重Ｔａｂｌｅ４Ｉｎｄｅｘｅｓｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅｗｅｉｇｈｔｓ电压偏差０．１４０４Ｊ电压波动ｗ２０．１６８５『闪变ｗ３Ｏ．１６８５谐波ＷＪ０２０２１不平衡度ｗｃ０．０７８０频率偏差ｗ６０．２４２５指标主观权重重要性分析：①频率出现偏差时，设备的运行效率会发生显著变化，偏差超出一定范围时直接影响微电网运行一１４．电力系统保护与控制的稳定性，因此频率偏差指标最重要。②当系统中出现电压谐波时，会在输电线路和负荷产生严重的附加损耗，并且可能出现谐振过电压，加速绝缘老化威胁设备运行安全，因此谐波指标较重要。③电压波动为一系列电压变动或连续的电压偏差。闪变则除了电压波动外，还考察人为对闪变的视觉感受。电压波动与闪变一般只会短时间影响设备性能，危害程度较轻。故电压波动与闪变指标类似，重要性程度一般。④电压过高或过低主要是对设备运行效率造成影响，不危害运行安全，重要性程度较低。⑤只要存在单相负荷，出现三相不平衡就是难以避免的，不超过限值对系统安全和设备运行状态就不会造成太大影响。（２１客观权重的确定本文定义客观权重为１６１＝÷∑／÷…（ｉ＝１，２，，６）（２）ｋ＝ｌ式中：ｖ为指标ｉ客观权重；为指标ｉ隶属度。显然，隶属度越小，指标ｉ客观权重ｖ，越大。（３）综合权重权重常见的合成方法有：ｖ（取大）、＾（取小）、＋（加）和×（乘）。本文采用×，避免权重组合时ｖ和＾忽略其中一个权重，或者＋不能够体现很小的权重的缺点。故综合权重的计算表达式为Ｌ１８】＝…（ｉ＝１，２，，６）ｔｎ－Ｊ、！■—ｆ一一…一，，，，２：；ｗｊｖｊ式中：ｗ为指标ｉ的主观权重；ｖ，为指标ｉ客观权重；为指标ｉ的综合权重。２．２．３综合评价令：隶属度向量为，Ａ＝［丑…］，取ｉ＝ｍｉｎ｛），（ｉ＝１，２，，６）。综合权重向量为，Ａ：［］。最终评价结果为Ｏ－，若ｉ＜０．５，＝ｉ；≥若ａｍｉ０．５，＝Ａ．Ａ。３仿真实验和结果分析３．１场景模拟取一组某微电网电能质量监测数据，如表５所示。，，，Ｑ４为４个监测点：为电压偏差；为电压波动；Ｘ３为电压闪变；Ｘ４为谐波；Ｘ５为不平衡度；为频率偏差。表５评价数据１＇ａｂｌｅ５Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｄａｔａ／％Ｘ２／％ｘ３／％ｘ４／％Ｘ５／％／％Ｑ１６．５３０．０８６０．３５０３．３３１．８５１．２１Ｑ２２．３６１１３７０．１７７１．７８０．７７０．２５４．叭２．２５１０．２５０５．２６２．３５０．５３Ｑ４３．３７１７８９０．１０１４．４８１．０１０．８８考虑以下三种不同的情况，对电能质量进行评价。情况Ａ：０．３８ｋＶ三相公共连接点，电压波动频度为２０次／ｈ，电压闪变频度为５次／ｒａｉｎ，非分布式电源引起的正常不平衡度，正常频率偏差；情况Ｂ：０．３８ｋＶ三相公共连接点，电压波动频度为５次／ｈ，电压闪变频度为ｌ３次／ｒａｉｎ，分布式电源引起的短时不平衡度，冲击频率偏差；情况Ｃ：６ｋＶ三相公共连接点，电压波动频度为５次／ｈ，电压闪变频度为５次／ｒａｉｎ，非分布式电源引起的短时不平衡度，正常频率偏差。评价步骤如下：①以情形Ａ的Ｑ，监测点为例，确定各指标的合格阈值矩阵【７％，２％，０．４％，５％，２％，ｌ％】，隶属度函数对应的矩阵『０．０５９５，０．０３６６０，３．７７５８，０．０９６９，０．３６００，１．０００］和矩阵［１，４５，１，４５，１．４５，１．４５，１．４５，１．４５］。②计算点隶属度，得到＝［０．８２８７，０．６９４，０．７６５３，Ｏ．８１７２，０．７９９６，０．８８１９］，＝ｍｉｎ｛Ａ（ｉ）｝＝０．６９４０＞０．５，故继续。若＜０．５，则最终评价结果＝ｉ。③计算客观权重，并求出综合权重。根据式（２）确定的客观权重为：［０．１５９６，０．１９０５，０．１７２８，０．１６１８，０．１６５４，０．１４９９１，根据式（３），结合主观权重：ｆ０．１４０４，０．１６８５，０．１６８５，０．２０２１，０．０７８０，０．２４２５］，计算出综合权重：Ａ＝［０．１３５３，０．１９３９，０．１７５８，０．１９７５，０．０７７９，０．２１９６］。④’得到综合评价结果。Ｑ点的综合评价结果＝Ａ．Ａ＝０。７９８６。⑤①②③④重复、、、得出所有监测点在不同情况下的评价结果。３．２结果及分析用最优隶属度法对表５中４个监测点在三种情形下的电能质量进行评价。评价结果如表６所示。排序：Ｂ＞ｃ＞Ｑ２Ａ＞Ｂ＞Ｂ＞Ａ＞０，５＞Ｂ＞Ａ＞Ｑ４ｃ＞ＱｌＡ＝ｃ＞ｃ，其中Ｂ～Ａ点综合评价结果大于０．５，电能质量合格，剩余点电曾君，等面向可再生能源的微电网电能质量特点分析与综合评价方法研究一１５．能质量不合格。（注：Ｑ２表示Ｑ２点在情形Ｂ的评价结果）。表６评价结果Ｔａｂ１ｅ６Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ作为对比，采用传统的模糊综合评价方法，对上述监测数据进行了仿真实验。表７是本文所提出①的最优隶属度法与传统模糊评价方法ｆ可变权重①②法［（后文简称方法）和改进隶属度法（后文②简称方法））评价结果的对比。表７评价结果对比Ｔａｂｌｅ７Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ从表７可以看出：（１）本文提出的最优隶属度法的评价结果为数值形式，而传统评价方法的评价结果为等级形式。最优隶属度法的评价结果数值在［０，１］区间，以０．５为合格阈值，评价结果越接近１，表示电能质量越好。评价结果更为简单直观。而且，如果需要进行定性分析时，只需要给出分级阈值，亦可快速判断。（２１最优隶属度法是依据指标偏离最优的程度来进行评价，更加符合电能质量评价特点，因此，①②评价结果准确率更高。如模糊方法和在点和点分别出现了误判。（３）最优隶属度法不需要对指标进行分级，而且，对不合格范围仍具有精细评价，并可以快速还原，追查不合格原因。４结语本文对微电网的电能质量特点进行分析，借鉴模糊评价的思想，提出了基于最优隶属度的综合评价方法，可以准确有效地对微电网各种运行情况下①的电能质量进行评价。具有如下特点：可以对微电网的电能质量进行定量的精细评价，隶属函数的②设计更加符合电能质量评价的特点，准确率高；对不合格范围内的电能质量仍能够进行有效和精细③评价，并且能够快速还原不合格原因；评价结果是连续化的数值形式，而不是等级形式，不会出现等级形式评价时两个电能质量相接近的点被分到不同等级的情况，也不会出现同一等级内部无法比较的问题。最后算例验证表明了本文方法的有效性和实用性。参考文献［１］王成山，武震，李鹏．微电网关键技术研究【Ｊ］．电工技术学报，２０１４，２９（２）：１－１２．ＷＡＮＧＣｈｅｎｇｓｈａｎ，ＷＵＺｈｅｎ，ＬＩＰｅｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄ［Ｊ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