农村屋顶光伏系统电能质量评估

      农村屋顶光伏项目的推进得到了国家政策的大力支持，但光伏的出力具有间歇性和波动性，接入电网后将会对配电网的电能质量造成影响，因此光伏接入后配网的电能质量也变得十分重要。判断矩阵的构造是电能质量评估的重要步骤，由于电能质量指标两两之间重要程度的判别是一个比较模糊的概念，因此各个专家对于指标间重要程度的判别必然会出现一些差异。文中利用 D-S 证据理论将多位专家对各项电能指标之间重要程度的不同判断意见融合起来，以此构成判断矩阵，避免了由于单个专家判断失误而造成评估结果不准确的风险。再使用熵权法与层次分析法相结合的方法来减小主观因素的干扰，并针对层次分析法以及熵权法存在的不足之处做出了改进。最后通过仿真试验表明，当电能质量综合评估中的三相不平衡指标和电压偏移指标剧烈变动时，采用文中所提出的方法可将这两项指标的权重从 0.067 和0.183 提升到了 0.164 和 0.192，最终的评估结果也从 2.323 提升到 2.679，从权重系数上体现了二者的剧烈变化是对电能质量造成影响的主要因素，因此文中所提出的方法相比于传统的电能质量评估方法更加适用于电能质量指标波动情况较大的农村配电网系统。
      光伏扶贫作为国务院扶贫办 2015 年确定实施的“十大精准扶贫工程”之一，充分利用了农村地区的屋顶、大棚顶部的空置空间，实现了扶贫开发和新能源利用、节能减排相结合，因此得到了各地政府的大力推广。农村地区相比于城市地区有着地域广袤、人口密度低、用电量小，也具有低能量密度的特点，因此，非常适合光伏的发展和应用。但太阳能具有间歇性和波动性，接入电网后将会对配电网的电能质量造成影响，因此需要对电能质量做出评估。但现有的电能质量评估方法，如层次分析法主要针对的还是城市配网，并不完全适用于农村配网。由于农村配网的容量较小，因此电能质量受到分布式光伏的影响相比城市配网的影响更大，各项电能质量的波动情况相比于城市配网也要更加剧烈。而层次分析法的权重值是专家给出的固定值，即使某一项指标剧烈波动对电能质量造成巨大的影响，也不能相应的增大此项指标的权重值，因此不能很好的反映农村配网电能质量的波动性。所以，需要建立一种可以反应这种波动性的评估方法去对屋顶光伏接入农村配网系统的电能质量进行评估。
      现有的电能质量综合评估方法主要有层次分析法、模糊数学法、概率统计和矢量代数法、熵权法以及各种智能算法。但层次分析法和模糊数学法属于主观赋权法，其结果受人为主观因素影响较大，与之相反熵权法则只考虑电能指标实际的波动情况，完全忽视了专家的工程经验，因此都不能很好的反应实际的电能质量情况。概率统计法中基准值选择不一致时会导致结果有较大的差距。而各种智能算法的使用需要利用大量的样本进行训练，当样本容量不足时会造成评估结果的不准确。上述方法在实际中均得到了相关应用，利用了主观分析的方法进行电能质量评估，但该种方法却忽视了客观事实的影响，因此无论各项电能指标如何波动，这种方法的权重系数都不会改变。因此在面对电能质量波动较大的光伏接入农村配网系统并不能很好的适用。使用了主客观相结合的方式确定权重系数，减小了主观因素的影响，相比于仅使用层次分析法更加适合光伏接入的农村配网系统的电能质量评估，但一方面文献内各个指标的重要程度划分并不符合光伏接入的农村配网系统，例如文中将频率认为是各项电能质量指标中最重要的指标，但农村光伏发电系统处电网末端，由于大电网系统的支撑，其频率问题一般是可以忽略的，因此在农村配网系统中并不应当处于如此重要的地位；另一方面该文使用的熵权法在熵值趋近于1的情况下，微小的变化都会造成熵权成倍数的变化，对结果产生极大影响。