(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111160709 A(43)申请公布日 2020.05.15
(21)申请号 201911225333.3(22)申请日 2019.12.04
(71)申请人 国网河北省电力有限公司
地址 050000 河北省石家庄市富强大街32
号
申请人 国网河北省电力有限公司雄安新区
供电公司
上海电力设计院有限公司(72)发明人 董彦军 李津 潘俊 祝金会
白涛 王伊晓 侯磊 王立斌 (74)专利代理机构 上海知义律师事务所 31304
代理人 刘峰 倪奇巍(51)Int.Cl.
G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/06(2012.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(54)发明名称
基于层次分析法的综合能源规划评价方法(57)摘要
本发明公开了基于层次分析法的综合能源规划评价方法；步骤如下：步骤一、构建综合能源系统评价指标，包括产出效率、可再生能源占比、一次能源利用率和碳减排率四个指标；步骤二、基于层次分析法建立所述综合能源系统评价的层次结构模型，构建所述综合能源系统评价的判断矩阵，评估综合能源系统的层次单排序及其一致性检验，以及所述综合能源系统的层次总排序及其一致性检验，计算出四个所述指标的权重；步骤三、根据四个所述指标的得分和权重计算综合能源系统的得分。本发明更加精确、全面反应了综合能源系统的本质特征，克服了现有评价方法的片面性。
CN 111160709 ACN 111160709 A
权 利 要 求 书
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1.基于层次分析法的综合能源规划评价方法；步骤如下：步骤一、构建综合能源系统评价指标，包括产出效率、可再生能源占比、一次能源利用率和碳减排率四个指标；
步骤二、基于层次分析法建立所述综合能源系统评价的层次结构模型，构建所述综合能源系统评价的判断矩阵，评估综合能源系统的层次单排序及其一致性检验，以及所述综合能源系统的层次总排序及其一致性检验，计算出四个所述指标的权重；
步骤三、根据四个所述指标的得分和权重计算综合能源系统的得分W，计算公式如下：W＝E1W11+E2W21+E3W22+E4W23；其中，E1为所述产出效率，W11为所述产出效率的权重值，E2为所述可再生能源占比，W21为所述可再生能源占比的权重值，E3为所述一次能源利用率，W22为所述一次能源利用率的权重值，E4为所述碳减排率，W23为所述碳减排率的权重值。
2.根据权利要求1所述的基于层次分析法的综合能源规划评价方法，其特征在于，所述产出效率E1是所述综合能源系统预期达到的效率；当产出效率E1低于公司预期要求时，E1W11为0分，满足公司预期要求时，E1W11为50分，超出公司预期要求20％以上时，E1W11为100分。
3.根据权利要求1所述的基于层次分析法的综合能源规划评价方法，其特征在于，所述可再生能源占比E2是可再生能源系统所提供总能量在用户侧所需的总能量中所占比重，计算公式如下：
E2＝可再生能源能够提供的能量/所需总能量；当所述可再生能源占比E2低于2.5％时，E2W21为0分，在2.5％以上至5％时，E2W21为50分，在5％以上至7.5％时，E2W21为80分，在7.5％以上时，E2W21为100分。
4.根据权利要求1所述的基于层次分析法的综合能源规划评价方法，其特征在于，所述一次能源利用率E3为系统输出能量与一次能耗量的比值，计算公式如下：
E3＝系统功能总量/一次能源消耗总量；当所述一次能源利用率E3低于25％时，E3W22为0分，在25％以上至50％时，E3W22为50分，在50％以上至100％时E3W22为80分，在100％以上时，E3W22为100分。
5.根据权利要求1所述的基于层次分析法的综合能源规划评价方法，其特征在于，所述碳减排率E4是指所述综合能源系统相对于基准能源系统，其二氧化碳排放当量减少的比例，所述碳减排率E4与当前普遍采用的系统相同时，E4W23为0分，低于当前普遍采用的系统10％时，E4W23为50分，低于当前普遍采用的系统10％以上至15％时，E4W23为80分，低于当前普遍采用的系统15％以上时，E4W23为100分。
6.根据权利要求1所述的基于层次分析法的综合能源规划评价方法，其特征在于，所述产出效率的权重值W11、所述可再生能源占比的权重值W21、所述一次能源利用率的权重值W22、所述碳减排率的权重值W23均采用层次分析法确定，包含以下步骤：
A、构造判断矩阵；B、一致性检验，即引入随机一致性指标CI对所建立的矩阵进行一致性检验，步骤如下：B1、计算所述判断矩阵的最大特征根和其对应的特征向量W，并将特征向量归一化为；B2、根据随机一致性比率CR进行一致性检验；B3、如果CR<0.10，即认为判断矩阵具有满意的一致性；否则，需要对判断矩阵进行重新调整，使其具有满意的一致性。
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CN 111160709 A
说 明 书
基于层次分析法的综合能源规划评价方法
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技术领域
[0001]本发明涉及能源技术领域，特别涉及基于层次分析法的综合能源规划评价 方法。背景技术
[0002]综合能源系统是指在规划、建设和运行等过程中，对各种能源的产生、传 输与分配(供能网络)、转换、存储、消费、交易等环节实施有机协调与优化， 进而形成的能源产供消一体化系统。综合能源系统融合了多种能源形式，而且 各种能源形式具有的间歇性、不稳定性以及环保效益等特点使得规划方案的评 价成为难点。[0003]但是，在现有技术中，国内外的研究机构和高校在传统配电网规划、运行、 能效等方面的评价已取得大量的成果，但对于冷、热、电、气之间的互补协调 以及多时间尺度协调调度的评价近乎空白，不能全面反映综合能源系统的协调 优化、安全运行和运行效率。[0004]因此，如果全面的对冷、热、电、气之间的互补协调以及多时间尺度协调 调度进行评价，全面反映综合能源系统的协调优化、安全运行和运行效率成为 本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供基于层次分析法的综合能源规划 评价方法，实现的目的是更加精确、全面反应了综合能源系统的本质特征，克 服了现有评价方法的片面性。
[0006]为实现上述目的，本发明公开了基于层次分析法的综合能源规划评价方 法；步骤如下：
[0007]步骤一、构建综合能源系统评价指标，包括产出效率、可再生能源占比、 一次能源利用率和碳减排率四个指标；[0008]步骤二、基于层次分析法建立所述综合能源系统评价的层次结构模型，构 建所述综合能源系统评价的判断矩阵，评估综合能源系统的层次单排序及其一 致性检验，以及所述综合能源系统的层次总排序及其一致性检验，计算出四个 所述指标的权重；[0009]步骤三、根据四个所述指标的得分和权重计算综合能源系统的得分W，计 算公式如下：
[0010]W＝E1W11+E2W21+E3W22+E4W23；[0011]其中，E1为所述产出效率，W11为所述产出效率的权重值，E2为所述可再生 能源占比，W21为所述可再生能源占比的权重值，E3为所述一次能源利用率，W22为所述一次能源利用率的权重值，E4为所述碳减排率，W23为所述碳减排率的 权重值。[0012]优选的，所述产出效率E1是所述综合能源系统预期达到的效率；当产出效 率E1低于公司预期要求时，E1W11为0分，满足公司预期要求时，E1W11为50分， 超出公司预期要求20％以上时，E1W11为100分。优选的，所述可再生能源占比E2是可再生能源系统所提供总能量在用户侧所需的总能量中所占比重，计算公式 如下：
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CN 111160709 A[0013]
说 明 书
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E2＝可再生能源能够提供的能量/所需总能量；
[0014]当所述可再生能源占比E2低于2.5％时，E2W21为0分，在2.5％以上至5％时， E2W21为50分，在5％以上至7.5％时，E2W21为80分，在7.5％以上时，E2W21为 100分。[0015]优选的，所述一次能源利用率E3为系统输出能量与一次能耗量的比值，计 算公式如下：
[0016]E3＝系统功能总量/一次能源消耗总量；[0017]当所述一次能源利用率E3低于25％时，E3W22为0分，在25％以上至50％时， E3W22为50分，在50％以上至100％时E3W22为80分，在100％以上时，E3W22为100 分。[0018]优选的，所述碳减排率E4是指所述综合能源系统相对于基准能源系统，其 二氧化碳排放当量减少的比例，所述碳减排率E4与当前普遍采用的系统相同 时，E4W23为0分，低于当前普遍采用的系统10％时，E4W23为50分，低于当前 普遍采用的系统10％以上至15％时，E4W23为80分，低于当前普遍采用的系统 15％以上时，E4W23为100分。[0019]优选的，所述产出效率的权重值W11、所述可再生能源占比的权重值W21、 所述一次能源利用率的权重值W22、所述碳减排率的权重值W23均采用层次分析 法确定，包含以下步骤：
[0020]A、构造判断矩阵；[0021]B、一致性检验，即引入随机一致性指标CI对所建立的矩阵进行一致性检 验，步骤如下：
[0022]B1、计算所述判断矩阵的最大特征根和其对应的特征向量W，并将特征向 量归一化为；
[0023]B2、根据随机一致性比率CR进行一致性检验；[0024]B3、如果CR<0.10，即认为判断矩阵具有满意的一致性；否则，需要对判 断矩阵进行重新调整，使其具有满意的一致性。[0025]本发明的有益效果：
[0026]本发明从综合能源系统的特点出发，考虑实际的可操作性，针对综合能源 系统的评价问题进行建模研究，根据评分方法得出的综合得分对不同的综合能 源方案进行评价，为综合能源规划提供参考。
[0027]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说 明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。附图说明
[0028]图1示出本发明一实施例的流程图。
具体实施方式[0029]实施例
[0030]选取某园区项目作为研究对象，应用本发明对该项目的综合能源规划方案 进行对比评价。该园区能源需求包括电力需求、冬季采暖及夏季供冷的冷热需 求。[0031]执行如图1所示的流程。[0032]步骤一、计算两个方案的指标值
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CN 111160709 A[0033]
说 明 书
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基准方案可再生能源占比0，产出效率8.17％。综合能源方案可再生能源 占比
7.84％，产出效率6.97％；[0034]步骤二、根据指标值算出各指标的得分；[0035]步骤三、各指标的得分乘以相应的权重得出总分。[0036]环境效益判断矩阵如下表1所示：
[0037]
[0038][0039][0040][0041][0042]
表1
环境效益相关指标权重统计如下表2所示：
表2
综合能源规划判断矩阵如下表3所示：
[0043]
[0044][0045]
表3
综合能源规划指标权重统计如下表4所示：
[0046]
表4
[0048]由最终的权重得分结果可知基准方案总得分71.6分，综合能源系统方案 总得分98.9分，综合能源系统的方案总得分大于基准方案，说明该综合能源 规划方案具有可行性。
[0049]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术 人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡 本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推 理或者有限的实验可以得到
[0047]
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CN 111160709 A
说 明 书
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的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范 围内。
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CN 111160709 A
说 明 书 附 图
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图1
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