網絡堅強度是交直流混合微電網構建與運行的基礎,可體現系統的容量、結構合理性以及抗干擾能力。在定義網絡堅強度和描述其表現的基礎上,提出了一套交直流混合微電網的網絡堅強度評估指標體系。該體系基于系統對堅強度的需求層次,衍生出結構、容量、聯絡程度、備用大小和故障轉移能力等相關指標,考慮了節點和支路的分布情況、節點和支路的供電能力以及交流和直流微網的容載比等因素。同時提出了可體現數據獨立性和波動性的獨立信息熵權法,并運用基于獨立信息熵權-層次分析-主成分分析(independentinformationentropy-analytichierarchyprocess-principalcomponentanalysis,IIE-AHP-PCA)的分層組合評價模型對網絡堅強度進行評估。通過算例證明,所提出的指標體系與評價方法合理有效。
      0引言
      在構建堅強智能電網的背景下,微電網作為聯系電源與負荷的重要系統,其堅強度是系統穩定、高效運行的基礎,會直接影響智能電網的堅強度,因此,對微電網的堅強度評估有重要意義。交直流混合微電網作為微電網的新興結構,還未大量開展建設,對所提出的結構進行堅強度評估有利于其建設與發展。
      目前,現有研究集中于對傳統交流或直流微電網的可靠性和經濟性進行評估。文獻[1]利用短期停運的量化模型,構建了狀態變量和組件故障的關系,并基于此建立了可靠性評估模型;文獻[2]基于隨機模型研究了保護系統對系統可靠性的影響;文獻[3]構建了微網的綜合效益評估模型,說明了用戶負荷重要性程度和微網建設地點對投資合理性的影響;文獻[4]建立了包括投資建設、運行維護以及回收利用的全生命周期內經濟性評估系統。
      對于堅強度的評估,目前研究中的指標體系尚不全面。文獻[5]從裕度和抗毀性2個角度對配電網的網架堅強度進行了評估,但沒有考慮網架本身的結構特點;文獻[6]僅考慮系統的結構堅強度,從支路、節點、運行情況三方面評估了結構堅強度。與堅強度相關的還有系統的魯棒性、生存性、抗毀性和脆弱性等,文獻[7]基于抽樣優化對控制策略進行了魯棒性評估;文獻[8]通過系統的生存性評估對電網中的關鍵線路進行了識別;文獻[9]基于有權網絡的抗毀性評估方法,建立了中壓配電網網絡結構的抗毀性評估模型;文獻[10]研究了復雜電力系統的固有脆弱環節識別和系統整體脆弱性評估。
      而對于微電網的堅強度,尤其是交直流混合微電網的堅強度鮮有研究。為此,本文提出了一套交直流混合微電網的網絡堅強度評估指標體系。目前研究中對網絡堅強度的定義尚較狹隘,本文首先更全面地定義了微電網的網絡堅強度,然后同時考慮結構水平、供電裕度、聯絡程度以及交直流混合微電網的特點等因素,從結構、容量、聯絡程度、備用大小和故障轉移能力等角度構建了網絡堅強度的評估指標體系。接著又提出了一種新的賦權方法—獨立信息熵權法,并將該客觀賦權法與主成分分析法、層次分析法相結合,構成分層組合評價法來      對各指標賦權,實現了評估。
1微電網的網絡堅強度
      本文將微電網的網絡堅強度定義為其承受各種擾動時維持系統穩定的能力,是微電網的結構和容量合理性、對負荷的承受能力以及抗毀能力的綜合體現。這種能力具體表現為：
1)微網內各電源分配合理,自消納負荷能力強,僅存在少量不平衡功率。
2)微網中某元件出現故障時,故障元件下游負荷仍能正常供電。
3)在對現有負荷的供電基礎上,能承受一定的負荷增長,即有一定的供電裕度。
4)網絡的連通度較高。
2交直流混合微電網的網絡堅強度評估指標體系
2.1評估指標的選取原則
      根據網絡堅強度的定義和表現,構建交直流混合微電網的網絡堅強度指標體系時,應滿足以下幾點原則：
1)指標的全面性。指標體系中的指標可全面體現評價對象的各項信息,能系統地反映網絡堅強度。
2)指標與評估目標的一致性。指標應反映評估目標,是評估目標的具體細化。
3)指標的相互獨立性。各指標之間基本互不相關。
4)指標的易獲取性。指標數據可通過簡單的計算或測量得到,且具有一定的可操作性。
2.2指標體系的構建
      要構建網絡堅強度的指標體系,需明確其核心價值,而需求是價值的體現。因此,該指標體系本質上是利益相關者堅強度需求滿足程度的衡量。為保證指標系統的完整性,本文參照馬斯洛需求層次理論,并結合網絡堅強度的定義,依據利益相關者的需求不被滿足所造成的后果嚴重程度,對堅強度的需求進行層次劃分。堅強度需求的構成與其對應的一級指標如圖1所示,構架合理是底層需求,系統可靠是基本需求,故障自愈是上層需求,各需求層次由低到高、逐級提升。該方法可使指標體系層次分明、內容完備、便于應用。下面為各層次需求的影響：
1)構架合理需求。該需求不被滿足時,會給利益相關者帶來巨大的損失。
2)系統可靠需求。該需求不被滿足時,雖不至于帶來巨大的損失,但會對正常的運行帶來不利影響。
3)故障自愈需求。該需求不被滿足時,雖不會影響正常運行,但會造成運行效益的降低。

圖1堅強度的需求構成與其對應的一級指標