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區(qū)域綜合能源系統(tǒng)（Regional Integrated Energy System, RIES）作為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，利用先進(jìn)的物理信息技術(shù)和創(chuàng)新管理模式對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)耦合電力、天然氣、熱冷源等多種能源滿足系統(tǒng)內(nèi)部的多元化用能需求，提升能源利用效率。建設(shè)完善的RIES是低碳經(jīng)濟(jì)背景下實(shí)現(xiàn)能源變革的一種解決方案，而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)是推進(jìn)RIES建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。

目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)RIES的評(píng)價(jià)研究主要集中于系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)層面，受限于傳統(tǒng)供能系統(tǒng)的評(píng)價(jià)思路而忽略了系統(tǒng)的管理層面和外部反饋情況，以至于最后無(wú)法上升到綜合評(píng)價(jià)的高度。

同時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部可再生能源和多元負(fù)荷的大量接入使得RIES運(yùn)行狀態(tài)的不確定性增加，考慮到評(píng)價(jià)指標(biāo)取值于某一時(shí)間段，其典型代表性隨著狀態(tài)不確定性程度的增加而減小，故而可將指標(biāo)值看作是受系統(tǒng)狀態(tài)影響的不確定數(shù)值，RIES綜合評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)換為一個(gè)不確定性評(píng)價(jià)問(wèn)題。

云模型作為一種描述不確定性的有效方法，有學(xué)者在評(píng)價(jià)體系中引入正態(tài)云模型，將傳統(tǒng)的確定性指標(biāo)替換為不確定形式的云指標(biāo)；有學(xué)者提出可拓云模型，保留指標(biāo)數(shù)值形式而將物元等級(jí)界限以云模型形式表達(dá)，指標(biāo)的不確定性體現(xiàn)為兩者的相對(duì)不確定性。顯然，相比于前者，可拓云模型增加了處理不相容問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)，但考慮到云關(guān)聯(lián)度具有恒大于0的特征，這將削弱系統(tǒng)短板的評(píng)價(jià)影響，需要對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行改善以免造成評(píng)價(jià)結(jié)果失真。

燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院的研究人員認(rèn)為，區(qū)域綜合能源系統(tǒng)利用先進(jìn)的物理信息技術(shù)和創(chuàng)新管理模式將各子供能系統(tǒng)聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，且隨著RIES中可再生能源的逐漸增加，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)不確定性對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)典型代表性的影響已不可忽略。基于此，他們提出了一種基于變權(quán)可拓云模型的RIES綜合評(píng)價(jià)模型。

圖1 RIES綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

研究人員充分考慮管理決策和外部資源在其發(fā)展運(yùn)行中的作用，分別從驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)五個(gè)方面建立RIES評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。接著，利用非線性最優(yōu)規(guī)劃將網(wǎng)絡(luò)分析法（Analytic Network Process, ANP）、熵值法和變異系數(shù)法進(jìn)行組合以求得各指標(biāo)權(quán)重，再結(jié)合可拓云模型在處理不確定問(wèn)題上的優(yōu)勢(shì)得到各指標(biāo)的評(píng)價(jià)云等級(jí)，并通過(guò)懲罰型變權(quán)將各指標(biāo)云等級(jí)進(jìn)行組合，得到RIES綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

他們以國(guó)內(nèi)某綜合能源系統(tǒng)工程項(xiàng)目作為算例進(jìn)行仿真分析，同時(shí)在靈敏度仿真驗(yàn)證中確定了各評(píng)價(jià)指標(biāo)的改善順序，驗(yàn)證了評(píng)價(jià)模型的可行性與有效性。

研究人員最后指出，為求模型的通用性和評(píng)價(jià)的綜合性，所建指標(biāo)體系犧牲了一定的深入性，而深度挖掘RIES某一方面的特性并將其具體量化仍然是一個(gè)值得探究的課題。此外，利用ANP計(jì)算主觀權(quán)重時(shí)，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行重要性判別和相關(guān)性分析會(huì)給專家?guī)?lái)可觀的工作量，未來(lái)對(duì)其進(jìn)一步優(yōu)化是所建評(píng)價(jià)模型得到重用的關(guān)鍵一步。

本文編自2022年第11期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“基于變權(quán)可拓云模型的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)”。本課題得到了國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目的支持。