一种可再生能源规划方案的评估方法及装置与流程

1.本发明涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种可再生能源规划方案的评估方法及装置。


背景技术：

2.近年来，新能源增长迅猛，每年新增风电装机容量已超过7000万千瓦，新增光伏发电装机容量已超过4500万千瓦，风电和光伏新增装机容量之和接近1.2亿千瓦，因此，在构建以新能源为主的新型电力系统的背景下，含可再生能源的优选电源规划方案成为迫切需要研究的课题。
3.而目前现有的规划方案评价指标较为片面，而且目前评价方法主观意识较强，无法全面而且客观的来衡量规划方案的合理性与优越性，因此，亟需一种对于可再生能源规划方案的评估方法。


技术实现要素：

4.为了克服上述缺陷，本发明提出了一种可再生能源规划方案的评估方法及装置。
5.第一方面，提供一种可再生能源规划方案的评估方法，所述可再生能源规划方案的评估方法包括：
6.获取预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中各末级评价指标的指标值；
7.分别基于所述各个末级评价指标各自的第一权重系数和第二权重系数，确定所述各个末级评价指标的权重系数；
8.基于所述各末级评价指标的指标值及所述各末级评价指标的权重系数确定待评估可再生能源规划方案的综合评价值；
9.其中，所述预先构建的综合能源系统的状态评价体系中各末级评价指标的第一权重系数和第二权重系数分别基于层次分析法和熵权法获取。
10.优选的，所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系为二级状态评价体系，所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中的一级指标包括下述中的至少一种：经济性指标、技术性指标、环保性指标；
11.所述经济性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：投资费用、减排费用、弃电率、运行维护费用；
12.所述技术性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：电力不足概率、电量不足期望值、灵活性不足概率、灵活性不足期望；
13.所述环保性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：污染物排放量、新能源占比。
14.优选的，所述各个末级评价指标的权重系数的计算式如下：
15.16.上式中，ω
i.z
为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中第i个末级指标的权重系数，ω
i.ahp
为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中第i个末级指标的第一权重系数，ω
i.sq
为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中第i个末级指标的第二权重系数，n为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中末级指标总数。
17.优选的，所述待评估可再生能源规划方案的综合评价值的计算式如下：
[0018][0019]
上式中，x为所述待评估可再生能源规划方案的综合评价值，ej为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中的第j个一级指标的指标值，m为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中的一级指标总数。
[0020]
进一步的，所述基于所述各末级评价指标的指标值及所述各末级评价指标的权重系数确定待评估可再生能源规划方案的综合评价值之后，包括：
[0021]
若待评估可再生能源规划方案的综合评价值超出预设范围，则待评估可再生能源规划方案不合格，否则，待评估可再生能源规划方案合格。
[0022]
进一步的，所述电力不足概率a
21
的计算式如下：
[0023][0024]
所述电量不足期望值a
22
的计算式如下：
[0025][0026]
所述灵活性不足概率a
23
的计算式如下：
[0027][0028]
所述灵活性不足期望a
24
的计算式如下：
[0029][0030]
上式中，ps为系统处于第s个电力不足状态的概率，cs为系统处于第i个电力不足状态的电力缺额，s为电力不足状态场景总数，ts为系统处于第s个电力不足状态的持续时间，为灵活性裕量的概率密度函数，z为灵活性裕度变量，τ为可再生能源规划方案中规定的时间尺度。
[0031]
进一步的，所述污染物排放量a
31
的计算式如下：
[0032][0033]
所述新能源占比a
32
的计算式如下：
[0034][0035]
上式中，p为火电机组总发电量，μk为第k类污染物单位排放量，k为污染物总类数，p
x
为系统新能源装机容量，pm为系统总装机容量。
[0036]
第二方面，提供一种可再生能源规划方案的评估装置，所述可再生能源规划方案
的评估装置包括：
[0037]
获取模块，用于获取预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中各末级评价指标的指标值；
[0038]
第一确定模块，用于分别基于所述各个末级评价指标各自的第一权重系数和第二权重系数，确定所述各个末级评价指标的权重系数；
[0039]
第二确定模块，用于基于所述各末级评价指标的指标值及所述各末级评价指标的权重系数确定待评估可再生能源规划方案的综合评价值；
[0040]
其中，所述预先构建的综合能源系统的状态评价体系中各末级评价指标的第一权重系数和第二权重系数分别基于层次分析法和熵权法获取。
[0041]
优选的，所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系为二级状态评价体系，所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中的一级指标包括下述中的至少一种：经济性指标、技术性指标、环保性指标；
[0042]
所述经济性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：投资费用、减排费用、弃电率、运行维护费用；
[0043]
所述技术性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：电力不足概率、电量不足期望值、灵活性不足概率、灵活性不足期望；
[0044]
所述环保性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：污染物排放量、新能源占比。
[0045]
优选的，所述第一确定模块，具体用于按下式计算各个末级评价指标的权重系数：
[0046][0047]
上式中，ω
i.z
为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中第i个末级指标的权重系数，ω
i.ahp
为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中第i个末级指标的第一权重系数，ω
i.sq
为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中第i个末级指标的第二权重系数，n为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中末级指标总数。
[0048]
优选的，所述第二确定模块，具体用于按下式计算待评估可再生能源规划方案的综合评价值：
[0049][0050]
上式中，x为所述待评估可再生能源规划方案的综合评价值，ej为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中的第j个一级指标的指标值，m为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中的一级指标总数。
[0051]
第三方面，提供一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行所述的可再生能源规划方案的评估方法。
[0052]
第四方面，提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述的可再生能源规划方案的评估方法。
[0053]
本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
[0054]
本发明提供一种可再生能源规划方案的评估方法，所述方法包括：获取预先构建
的可再生能源规划方案的评估体系中各末级评价指标的指标值；分别基于所述各个末级评价指标各自的第一权重系数和第二权重系数，确定所述各个末级评价指标的权重系数；基于所述各末级评价指标的指标值及所述各末级评价指标的权重系数确定待评估可再生能源规划方案的综合评价值；其中，所述预先构建的综合能源系统的状态评价体系中各末级评价指标的第一权重系数和第二权重系数分别基于层次分析法和熵权法获取。该方案对评价指标体系的完善，涵盖技术性、经济性、环保性等方面，可以对多种方案进行客观合理、全面、系统的评价，进而选出最优电源规划方案，对于以新能源为主的新型电力系统的构建具有重要意义。
附图说明
[0055]
图1是本发明实施例的可再生能源规划方案的评估方法的主要步骤流程示意图；
[0056]
图2是本发明实施例的可再生能源规划方案的评估装置的主要结构框图。
具体实施方式
[0057]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0058]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0059]
参阅附图1，图1是本发明的一个实施例的可再生能源规划方案的评估方法的主要步骤流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的可再生能源规划方案的评估方法主要包括以下步骤：
[0060]
步骤s101：获取预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中各末级评价指标的指标值；
[0061]
步骤s102：分别基于所述各个末级评价指标各自的第一权重系数和第二权重系数，确定所述各个末级评价指标的权重系数；
[0062]
步骤s103：基于所述各末级评价指标的指标值及所述各末级评价指标的权重系数确定待评估可再生能源规划方案的综合评价值；
[0063]
其中，所述预先构建的综合能源系统的状态评价体系中各末级评价指标的第一权重系数和第二权重系数分别基于层次分析法和熵权法获取。
[0064]
本实施例中，所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系为二级状态评价体系，所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中的一级指标包括下述中的至少一种：经济性指标、技术性指标、环保性指标；
[0065]
所述经济性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：投资费用、减排费用、弃电率、运行维护费用；
[0066]
所述技术性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：电力不足概率、电量不足期望值、灵活性不足概率、灵活性不足期望；
[0067]
所述环保性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：污染物排放量、新能源占比。
[0068]
在一个实施方式中，首先利用层次分析法对评价体系的中各个指标的主观权重进行计算，然后通过熵权法分别计算各个指标的客观权重，然后将两个权重求调和平均数得到组合权重，具体的，所述各个末级评价指标的权重系数的计算式如下：
[0069][0070]
上式中，ω
i.z
为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中第i个末级指标的权重系数，ω
i.ahp
为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中第i个末级指标的第一权重系数，ω
i.sq
为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中第i个末级指标的第二权重系数，n为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中末级指标总数。
[0071]
进一步的，利用层次分析法对评价体系的中各个指标的主观权重进行计算的过程首先需要根据层次分析法构造层次分析结构与判断矩阵，在此基础上计算第一权重系数并进行一致性检验，具体包括：
[0072]
(1)构造层次分析结构：
[0073]
梳理清楚综合能源系统状态评价问题的条理性和层次性，将层次分析结构分为三层，最上层为综合能源系统状态评价结果，中间层为一级指标集，最下层为末级指标集；
[0074]
(2)构造判断矩阵：
[0075]
在已经构造的层次分析结构中的每一层(最上层除外)，采用比例标度法对已有的指标进行两两比较，判断每一个指标的重要程度，得到判断矩阵c；
[0076]
(3)判断矩阵的一致性检验：
[0077]
通过判断矩阵的特征根变化进行矩阵的一致性程度检验，具体可写为：
[0078][0079][0080][0081][0082][0083]
式中：n为评价指标总个数；a
ij
表示判断矩阵中的元素；为单一准则下第i个评价指标的相对权重；wi为单一准则下第i个评价指标的绝对权重；λ
max
为判断矩阵的最大特征根；(cw)i表示判断矩阵c与单一准则下评价指标的绝对权重向量w之间乘积的第i个元素；ci为一致性指标；ri表示同阶平均随机一致性指标，通过查表获得；cr表示随机一致性比率。如果计算后的cr不满足需要调整构造的判断矩阵c，直到满足后输出单一准则下各末级评价指标的绝对权重，即各末级评价指标的第一权重系数。
[0084]
熵权法确定各末级评价指标的第二权重系数的过程在此不再赘述。
[0085]
本发明提供的实施例中，所述经济性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：投资费用、减排费用、弃电率、运行维护费用；
[0086]
具体的，投资费用a
11
：即各类机组的一次投资成本，由不同机组单位容量投资成本乘以相应装机容量获得，计算公式为：
[0087][0088]
减排费用a
12
：即完成减排量需要的资金投入，减排量越大，采用新技术、新设备、电厂改造增加的投资费用越多，计算公式为：
[0089]a12
＝δe
·
ψ
[0090]
δe＝δes δed[0091]
弃电率a
13
，计算公式为：
[0092][0093]
运行维护费用a
14
：指一定时间内，各类机组正常使用过程中产生的成本，计算公式为：
[0094][0095]
上式中，pi为第i类机组装机容量，γi为第i种能源机组单位装机容量投资成本，δe为依靠新技术获得的污染物减排量，ψ为电价，δes为电源侧影响减排量，δed为负荷侧影响减排量，δpq为单位时间内弃风弃光电量，pq为单位时间内风电、光伏发电理论发电量，p
gi
为第i类机组装机容量，mi为第i类机组单位运维费用，j为可再生新能源机组类别数。
[0096]
本发明提供的实施例中，所述技术性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：电力不足概率、电量不足期望值、灵活性不足概率、灵活性不足期望；
[0097]
具体的，电力不足概率a
21
：表示一定时间内系统由于电力不足而造成的失负荷电力期望值，计算公式如下：
[0098][0099]
所述电量不足期望值a
22
：表示一定时间内系统由于电力不足而造成的失负荷电量期望值，计算公式如下：
[0100][0101]
所述灵活性不足概率a
23
：指一定时间内灵活性供给不能满足灵活性需求的概率，分为上调灵活性不足概率和下调灵活性不足概率，对应系统限电和系统失负荷现象。计算公式为：
[0102][0103]
所述灵活性不足期望a
24
：指一定时间内系统失负荷量期望值和可再生能源限电量期望值。计算公式为：
[0104][0105]
上式中，ps为系统处于第s个电力不足状态的概率，cs为系统处于第i个电力不足状态的电力缺额，s为电力不足状态场景总数，ts为系统处于第s个电力不足状态的持续时间，为灵活性裕量的概率密度函数，z为灵活性裕度变量，τ为可再生能源规划方案中规定的时间尺度。
[0106]
本发明提供的实施例中，所述环保性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：污染物排放量、新能源占比。
[0107]
具体的，所述污染物排放量a
31
：指一定时间内，火电机组燃烧产生的so2、no
x
等气体污染物、煤灰渣产生的固体污染物等排放总量。可用火电机组发电量乘以单位污染物排放量求得，计算公式为：
[0108][0109]
所述新能源占比a
32
：指系统新能源装机容量占总装机容量的比值。计算公式为：
[0110][0111]
上式中，p为火电机组总发电量，μk为第k类污染物单位排放量，k为污染物总类数，p
x
为系统新能源装机容量，pm为系统总装机容量。
[0112]
进一步的，所述待评估可再生能源规划方案的综合评价值的计算式如下：
[0113][0114]
上式中，x为所述待评估可再生能源规划方案的综合评价值，ej为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中的第j个一级指标的指标值，m为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中的一级指标总数。
[0115]
本实施例中，在所述基于所述各末级评价指标的指标值及所述各末级评价指标的权重系数确定待评估可再生能源规划方案的综合评价值之后，包括：
[0116]
若待评估可再生能源规划方案的综合评价值超出预设范围，则待评估可再生能源规划方案不合格，否则，待评估可再生能源规划方案合格。
[0117]
本发明提供一种可再生能源规划方案的评估方法，所述方法包括：获取预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中各末级评价指标的指标值；分别基于所述各个末级评价指标各自的第一权重系数和第二权重系数，确定所述各个末级评价指标的权重系数；基于所述各末级评价指标的指标值及所述各末级评价指标的权重系数确定待评估可再生能源规划方案的综合评价值；其中，所述预先构建的综合能源系统的状态评价体系中各末级评价指标的第一权重系数和第二权重系数分别基于层次分析法和熵权法获取。该方案对评价指标体系的完善，涵盖技术性、经济性、环保性等方面，可以对多种方案进行客观合理、全面、系统的评价，进而选出最优电源规划方案，对于以新能源为主的新型电力系统的构建具有重要意义。
[0118]
基于同一发明构思，本发明提供一种可再生能源规划方案的评估装置，如图2所
示，所述可再生能源规划方案的评估装置包括：
[0119]
获取模块，用于获取预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中各末级评价指标的指标值；
[0120]
第一确定模块，用于分别基于所述各个末级评价指标各自的第一权重系数和第二权重系数，确定所述各个末级评价指标的权重系数；
[0121]
第二确定模块，用于基于所述各末级评价指标的指标值及所述各末级评价指标的权重系数确定待评估可再生能源规划方案的综合评价值；
[0122]
其中，所述预先构建的综合能源系统的状态评价体系中各末级评价指标的第一权重系数和第二权重系数分别基于层次分析法和熵权法获取。
[0123]
优选的，所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系为二级状态评价体系，所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中的一级指标包括下述中的至少一种：经济性指标、技术性指标、环保性指标；
[0124]
所述经济性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：投资费用、减排费用、弃电率、运行维护费用；
[0125]
所述技术性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：电力不足概率、电量不足期望值、灵活性不足概率、灵活性不足期望；
[0126]
所述环保性指标对应的末级指标包括下述中的至少一种：污染物排放量、新能源占比。
[0127]
优选的，所述第一确定模块，具体用于按下式计算各个末级评价指标的权重系数：
[0128][0129]
上式中，ω
i.z
为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中第i个末级指标的权重系数，ω
i.ahp
为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中第i个末级指标的第一权重系数，ω
i.sq
为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中第i个末级指标的第二权重系数，n为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中末级指标总数。
[0130]
优选的，所述第二确定模块，具体用于按下式计算待评估可再生能源规划方案的综合评价值：
[0131][0132]
上式中，x为所述待评估可再生能源规划方案的综合评价值，ej为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中的第j个一级指标的指标值，m为所述预先构建的可再生能源规划方案的评估体系中的一级指标总数。
[0133]
进一步的，所述基于所述各末级评价指标的指标值及所述各末级评价指标的权重系数确定待评估可再生能源规划方案的综合评价值之后，包括：
[0134]
若待评估可再生能源规划方案的综合评价值超出预设范围，则待评估可再生能源规划方案不合格，否则，待评估可再生能源规划方案合格。
[0135]
进一步的，所述电力不足概率a
21
的计算式如下：
[0136]
[0137]
所述电量不足期望值a
22
的计算式如下：
[0138][0139]
所述灵活性不足概率a
23
的计算式如下：
[0140][0141]
所述灵活性不足期望a
24
的计算式如下：
[0142][0143]
上式中，ps为系统处于第s个电力不足状态的概率，cs为系统处于第i个电力不足状态的电力缺额，s为电力不足状态场景总数，ts为系统处于第s个电力不足状态的持续时间，为灵活性裕量的概率密度函数，z为灵活性裕度变量，τ为可再生能源规划方案中规定的时间尺度。
[0144]
进一步的，所述污染物排放量a
31
的计算式如下：
[0145][0146]
所述新能源占比a
32
的计算式如下：
[0147][0148]
上式中，p为火电机组总发电量，μk为第k类污染物单位排放量，k为污染物总类数，p
x
为系统新能源装机容量，pm为系统总装机容量。
[0149]
进一步的，本发明提供一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行所述的可再生能源规划方案的评估方法。
[0150]
进一步的，本发明提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述的可再生能源规划方案的评估方法。
[0151]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0152]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0153]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或
多个方框中指定的功能。
[0154]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0155]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。