一种考虑源-荷平衡的环网式配电网发展水平评估的可变权重耦合协调度方法

《Results in Engineering》:A Variable-Weight Coupling Coordination Degree Method for Evaluating the Development Level in Meshed Distribution Networks Considering Source-Load Balance

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年03月30日 来源:Results in Engineering 9.4

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  随着大量灵活负荷和分布式电源接入环网式配电网,源-荷之间的交互变得更加复杂。传统评价体系不再适用于环网式配电网的差异化评估。因此,研究人员建立了一个新的指标体系,并提出了一种基于可变权重理论(VWT)和耦合协调度(CCD)的评价方法。首先,通过分析多种类型源-

  
随着大量灵活负荷和分布式电源接入环网式配电网,源-荷之间的交互变得更加复杂。传统评价体系不再适用于环网式配电网的差异化评估。因此,研究人员建立了一个新的指标体系,并提出了一种基于可变权重理论(VWT)和耦合协调度(CCD)的评价方法。首先,通过分析多种类型源-荷接入对电网的影响,建立了一个新的指标体系。其次,建立了基于最小鉴别信息原理(PMDI)和可变权重理论的权重模型。与博弈论(GT)计算的权重结果相比,所提模型在权重分配上表现出更小的波动性,并增强了评估不同供电电网的适用性。最后,利用CCD评估了各指标之间的协调发展水平。结果表明,所提出的指标体系和综合评价方法在评估不同供电电网的源-荷指标水平方面优于其他方法。该方法有效识别了源-荷交互下供电电网的协调发展水平,为环网式配电网的建设提供了有价值的参考。
**论文解读:基于可变权重耦合协调度的环网式配电网发展水平评估方法**

**研究背景与问题**
随着新型电力系统建设加速,环网式配电网面临系统性变革,包括能源结构向清洁能源主导转变、负荷呈现新特征、电力电子设备比例显著增加。这些变化导致源-荷两侧不确定性叠加、多能流耦合更复杂,对配电网规划和评估产生重大影响。现有指标体系多从传统配电网运行角度建立,涵盖范围广,但未能充分描述源-荷交互特性;现行评估方法多采用单一赋权(如层次分析法)或依赖客观数据的组合赋权(如博弈论),难以准确刻画多源-荷交互背景下的环网运行特征,无法适用于不同供电电网的差异化评估。因此,需要重新建立能表征源-荷交互的指标体系,并构建可衡量各供电电网源-荷指标协调发展水平的综合评价方法。论文发表在《Results in Engineering》。

**主要关键技术方法**
研究人员建立了一个包含电压质量、供需平衡、经济灵活性、安全可靠性四个一级指标的多维评估指标体系,并细化为电压波动率、电压越限率、备用容量率、净负荷波动率、综合线损率、可调负荷容量占比、N-1合规率、分布式电源(DG)支撑能力等二级指标。权重计算采用G1法确定主观权重,改进CRITIC法(引入信息熵修正对比强度、使用1-|rij|处理负相关)确定客观权重,然后基于最小鉴别信息原理(PMDI)实现主客观权重的最优融合,并结合可变权重理论(VWT)根据实际数据动态调整权重,形成组合赋权模型。综合评价采用耦合协调度(CCD)模型,先计算耦合度(C)反映指标间相互依赖程度,再计算发展度(T)与耦合协调度(D)判定协调发展状态。案例数据取自某年官方统计的典型运行台账,选取一个城市电网(电网A)和一个农村电网(电网B)进行验证,使用MATLAB计算。

**研究结果**

**5.2.1 权重计算**
通过比较G1法、改进CRITIC法、博弈论(GT)组合权重与所提方法(PMDI+VWT)的计算结果,发现:所提方法的组合权重波动幅度介于主客观权重之间,比博弈论更稳健;经可变权重校正后,备用容量率、DG支撑能力等指标的权重根据电网实际数据被激励或惩罚,更符合不同电网的运行场景。

**5.2.2 不同加权方法的评估指标**
与博弈论加权结果对比,所提方法在安全可靠性一级指标上存在明显差异。针对N-1合规率已达100%的实际情况,可变权重模型削弱了该指标权重,结果更合理。对备用容量率、净负荷波动率、可调负荷容量占比、DG支撑能力等关键源-荷交互指标,所提方法实现了不同电网的差异化权重分配,验证了其更好的适用性。

**5.2.3 综合评价结果分析**
电网A在电压质量和经济灵活性指标上明显优于电网B,因其为成熟发展区域,网架结构和负荷需求趋于完善;电网B因大量新能源接入导致部分节点电压不平衡,但集中式光伏接入使其净负荷波动率和DG支撑能力保持良好。通过耦合度分类,两个案例均达到“最高耦合”水平。进一步计算耦合协调度:电网A为0.7349,属于“中级协调”发展状态;电网B为0.7000,属于“基本协调”发展状态。电网A需优化多类源-荷接入后的协调性和灵活性建设;电网B需协调内部分布式能源节点以改善电压并降低线损。结合2024年实际运行维护数据验证,电网A(更高CCD评分)在故障次数、平均用户停电时长、功率爬坡事件响应成功率方面均优于电网B,表明CCD评分与配电网实际安全、可靠、稳定运行性能正相关。

**总结讨论**
论文在讨论部分指出,所提模型在源-荷不确定性影响下仍有不足,后续研究将关注时变指标的统计建模以提升普适性,并引入不同地区、不同运行条件的配电网案例和长期运行数据进行泛化验证。**研究结论**翻译如下:
(1) 构建的指标体系能反映各供电电网中源-荷的交互作用,有助于厘清不同网络差异化建设下源-荷发展的影响。
(2) 与博弈论计算的权重结果相比,基于最小鉴别信息原理和可变权重理论的组合赋权模型在处理不同电网数据的异常值突变方面表现出更好的鲁棒性和适用性,可变权重系数可在评估中灵活调整以达到更佳结果。
(3) 通过耦合协调度模型进行分类,可明确电网内多维源-荷指标间的协调发展水平,为面向多样新源-荷发展场景的供电电网分层规划与建设提供决策支持。
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