魏 巍，艾 欣

(华北电力大学 新能源电力系统国家重点实验室，北京 102206)

0 引言

当前，客户成为了企业关注的中心。微网客户对电网贡献是指由客户为企业带来的价值收益，即客户价值[1～3]，体现了客户对企业的重要性。客户为电力企业做出的贡献越多，客户为企业提供的价值也越大。因此，电力企业有必要对微网客户对电网做出的贡献进行分析与评价，从而对客户进行分类管理，将企业的资源集中起来选择那些对企业有贡献的客户进行投入，进一步吸引和保持高质量的客户，放弃那些对企业价值的增加影响不大的客户。

现在国际社会对微网的经营模式主要分为以下几种:(a)供电公司拥有并经营小区微网，并为用户提供服务; (b)某个机构拥有并经营微网，并向其自身成员提供服务;(c)若干企业或个人共同拥有和经营微网，为自己提供服务，所有用户通过签订合同的形式加入;(d)一个用户或企业拥有并经营微网。针对中国国情，这些经营微网的模式并不是都适用的，其中模式 (a)的可行性比较大，因此，本文所举例的微网拟采用电力公司拥有所有权的经营模式。

本文从企业角度出发，通过分析微网客户对电网贡献的影响因素，采用层次分析法构建了微网客户对电网贡献的评价指标模型，对采用电力公司拥有所有权的微网客户对电网的贡献进行了分析与评价。

1 层次分析法 (AHP)简介

层次分析法 (Analytic Hierarchy Process，AHP)[5～7]是美国运筹学家、匹兹堡大学教授 T．L．Saaty于20世纪70年代初提出的一种定量和定性分析相结合的决策分析方法。其本质上是一种决策思维方式，通过一定模式使人们的思维过程和主观判断实现规范化、数量化，从而使很多不确定因素得到很大程度降低，不仅简化了系统分析与计算工作，而且有助于决策者保持其思维过程和决策过程原则的一致性。

AHP方法的思想是[8]将影响问题的定性的、主观的因素通过判断矩阵进行量化，再结合定量信息进行综合决策。AHP的求解过程如下:

(1)建立评价指标层次模型。分为目标层、准则层、因素层，建立递阶层次结构。其中目标层为一个元素，是问题的最终目的;将影响问题决策的几个大方面作为准则层，准则层可分多层;因素层是准则层的细化，其中的元素均隶属于准则层中的一个或多个元素。

(2)采用“1－9标度法”形成判断矩阵，如表1所示。通过专家对某一层次中的所有元素，以所属的上一层次中的某元素为准则进行两两比较，根据重要性等级赋值，从而可得到判断矩阵A。

表1 1－9标度法说明[9]Tab.1 1 － 9 Scale method instruction[9]

(3) 判断矩阵权重求解[10]，步骤如下:

a．对判断矩阵每列正规化:

b．将每列正规化的判断矩阵¯A按行加总:

c．对wi正规化:

所得W=(w1，w2∧wn)T为所求的最大特征值对应的特征向量，判断矩阵的最大特征值为判断矩阵的阶数;

(4)对单一准则下的元素进行一致性检验，其步骤如下:

a．计算随机一致性指标CI:

b．计算一致性比率CR:CR=CI/RI，式中:RI为平均随机一致性指标，其数值如表2所示。

表2 矩阵阶数 n不同时对应的标 RI值[11]Tab.2 Average random consistency index RI value[11]

当CR=0时，比较矩阵具有完全一致性;当CR＜0.1时，则认为有满意的一致性;否则，需对判断矩阵RI进行调整，返回步骤 (1)。1阶和2阶判断矩阵具有完全一致性，RI值为0，不需计算;

(5)计算各层元素对目标层权重合成并进行一致性检验:计算同一层次所有元素对于最高层(目标层)的相对重要性的排序权重，比重最大的因素即为对目标影响最大的因素。

2 基于AHP的客户对电网贡献分析

现以某采用电力公司拥有所有权，具有微网结构的智能用电小区为例，利用层次分析法对该微网内的客户对电网贡献进行分析。

(1)建立评价指标层次模型

本文将智能用电小区的客户对电网的贡献作为总目标层，将平衡本地电力需求和帮助电网安全运行作为准则层，而将平衡本地电力需求和帮助电网安全运行的具体指标作为因素层，如表3所示。

表3 微网客户对电网贡献的评价指标模型Tab.3 Evaluation index model of the customer credit value in microgrid

(2)采用“1－9标度法”形成判断矩阵

对每一层中与上一层某因素有关的各因素根据重要性进行两两比较，可以得到判断矩阵如表4、表5、表6。

(3)判断矩阵权重求解

根据AHP层次分析法，通过使用MATLAB软件，将以上判断矩阵分别按公式 (1)、公式(2)、公式 (3)、公式 (4)计算，得到判断矩阵的权重如表4、表5、表6所示。

表4 A的判断矩阵与指标权重Tab.4 Judgment matrix and index weight of A

表5 A1的判断矩阵与指标权重Tab.5 Judgment matrix and index weight of A1

表6 A2的判断矩阵与指标权重Tab.6 Judgment matrix and index weight of A2

(4)一致性检验

A，A1均为2阶判断矩阵，具有完全一致性，RI值为0，不需计算;

利用MATLAB软件算出:

A2的指标 λmax=3．039，CI=0.019，CR=0．033＜0.1，可见A2的判断矩阵符合一致性。

最后，计算出各因素层对目标层的综合权重，微网客户对电网贡献的各指标权重如表7所示。

表7 微网客户对电网贡献的各因素权重Tab.7 The factors weights of microgrid contribution to power grid

3 微网客户对电网贡献评价

根据上述层次分析法，对某采用电力公司拥有所有权的微网客户对电网的贡献进行评价。在总排序权重表中。

并网对主网的影响所占的比重最大。对于大电网来说，微电网可被视为电网中的一个可控单元，其运行方式有两种，并网运行和孤岛运行。微网与大电网并列运行应该是微网的主要运行方式，孤岛自治运行只是作为一种保护关键负荷的紧急运行状态，只有当大电网出现电压降落、故障、停电检修等情况时才采取的运行方式[12]。传统大电网单一地由集中式大机组供电，而微网与主网并列运行后，可以相互支援，提高电力系统运行可靠性。对于主网，如果微网的数量规模达到一定水平，可以一定程度上弥补主网的电力不足，有效保证主网的经济运行;对于微网，微网内电力的不足部分可以由主网补充，多余的电力可以向主网输送，有利于实现微网内的供需动态平衡，使得微网内电源始终运行在比较稳定和经济的工况下，同时也保证了用户的电能质量[13]。可见，微网客户并网运行不仅可以给大电网一定的功率支撑，对大电网安全运行起到积极作用，同时对自身的用电质量也有一定的保障。希望电力企业对并网时对主网的影响引起一定的关注，从而促使微网客户为电网做出更多的贡献。

“削峰填谷”中起到的作用所占的比重次之。由于微网可通过为客户提供双向互动服务[14]有效实现需求侧管理，使微网客户可根据电网发布的电价调整时段用电，这样，不仅可以使客户节约更多的电费，同时也使供电公司减小了负荷高峰期的压力，降低了电网运行成本，达到了削峰填谷的效果。不仅为电网节省了资源，提高了利用能源的效率，同时也平衡了电网负荷。因此，供电公司可以通过实时的电价系统[15，16]，为用户提供更多样化的用电信息，使更多的用户可以错峰用电，利用电价的杠杆来达到削峰填谷的目的，这样不仅提高了电力系统的稳定性，也提高了客户为电网做出的贡献，提高了客户对企业带来的价值。同时，智能用电小区应建有电动汽车的充电桩，以满足拥有电动汽车的客户的需求，并鼓励其利用夜间和其他低谷时段充电，负荷高峰时设定电动汽车为放电模式，削峰填谷，来平衡电网负荷，同时也有助于安排调度机组。

可否提供紧急功率支持所占比重为第三。微网中的分布式发电系统要存储一定数量的电能，用以应付突发事件[17]。因此，储能技术在分布式发电中起到了重要作用。微网与大电网并网运行时，有了足够的储存电力，智能用电小区成为可调度的机组单元。微网客户可以用自己拥有的分布式电源根据不同情况向电力公司卖电，一方面可以为大电网提供调峰和紧急功率支持等服务，另一方面客户本身也可以获取最大的经济效益。这样，用户的用电习惯就发生了改变。因此，电力企业可以根据用户为电力企业提供的削峰、紧急功率支持等服务的情况，给予一定的奖励政策，从而将突发事件的概率降低到最小。

可否满足电网电力增长需求也占有相当的比重。智能用电小区配备了分布式电源和储能设备以满足小区内部负荷的电能和热能需求[18]，分布式发电与储能系统使小区的能源结构多样化，并与传统能源供应体系形成互补体系，不仅减少了化石燃料的消耗，降低了碳排放量，而且增加了电力供应，满足了电力增长的需求。

可否作为黑启动备用电源所占的比重最小。微网作为大电网下的一个可控单元，可以参与电网的调峰，分担电网的部分负荷。在系统发生重大事故时，微网内部分布式电源可作为系统黑启动的备用电源，提高系统的自恢复能力。在电网大面积停电后，采取电网黑启动措施，将大大减少电网停电时间，尽快恢复电网的正常运行。

在准则层中:

微网客户帮助电网安全运行比平衡本地电力需求占的比重大一些。电力系统安全可靠运行是电力系统运行的最基本要求。在保证电网安全运行的基础之上，鼓励更多的用户根据电网发布的电价调整时段用电，削峰填谷，平衡本地的电力需求。

在总排序权重表中，可以看出微网并网对主网的影响和小区在“削峰填谷”中起到的作用，这两个因素使客户对电网产生的贡献最大，为电力企业带来的价值也越多。电力企业应该采取一定的优惠政策来提倡更多的客户在并网和“削峰填谷”中起到积极作用，及时配合主网的操作，从而增加电力企业的收益。这对微网的商业推广和运行管理都具有良好的促进作用。

4 结论

本文采用层次分析法对微网客户对电网贡献相关影响因素进行了分析，了解到客户对电网贡献影响因素的比重分布，同时对影响因素进行了分析，为微网的商业推广提供了一定的依据。

但本文只对采用电力公司拥有所有权的微网客户所做的贡献进行了评价。在评价客户对电网贡献的具体操作中，应根据微网的经营模式的不同加以具体分析，将相关的指标予以调整并加以细化。电力公司拥有所有权是在考虑用户的电力需求前提下，用户帮助电力公司实现整个电网的供需平衡;用户拥有所有权是用户根据自身的电力需求运行小区微电网;若干企业或个人共同拥有和经营微网是为自己提供服务，所有用户通过签订合同的形式加入。当微网采用的经营模式不同时，其准则层和因素层的指标因素应根据具体所采用的经营模式做出相应调整。此时，应根据微网的实际运行情况，重新分析该微网所采用的经营模式下客户对电网贡献的影响因素，构建客户对电网贡献的评价指标模型，并采用层次分析法计算各因素的比重分布，进而对影响因素进行分析与评价，以有利于企业更好地挖掘有价值的客户，实现双方效益最优。

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