基于AHP-TOPSIS的水电站与抽水蓄能联合运行的性能综合评价方法

doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.04.015

湖南电力 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (4): 104-111.doi: 10.3969/j.issn.1008-0198.2025.04.015

基于AHP-TOPSIS的水电站与抽水蓄能联合运行的性能综合评价方法

周专¹, 边家瑜², 于志勇², 陈衡³, 吴红杉³

1.国网新疆电力有限公司,新疆乌鲁木齐 830000;
2.国网新疆电力有限公司经济技术研究院,新疆乌鲁木齐 830000;
3.华北电力大学,北京 102206

收稿日期:2025-03-31 修回日期:2025-05-08 出版日期:2025-08-25 发布日期:2025-09-05
通信作者: 陈衡(1989),男,博士,主要从事多能互补优化方面的研究工作。
作者简介:周专(1987),男,硕士,主要从事多能互补及分布式能源系统方面的研究工作。边家瑜（1988）,男,硕士,主要从事多能互补及分布式能源系统方面的研究工作。于志勇（1988）,男,硕士,主要从事多能互补优化方面的研究工作。吴红杉(2000),男,硕士,主要从事多能互补优化方面的研究工作。

Performance Comprehensive Evaluation Method for Hydropower Station and Pumped Storage Joint Operation Based on AHP-TOPSIS

ZHOU Zhuan¹, BIAN Jiayu², YU Zhiyong², CHEN Heng³, WU Hongshan³

1. State Grid Xinjiang Electric Power Company Limited, Wulumuqi 830000, China;
2. State Grid Xinjiang Electric Power Company Limited Economic and Technological Research Institute, Wulumuqi 830000, China;
3. North China Electric Power University, Beijing 102206, China

Received:2025-03-31 Revised:2025-05-08 Online:2025-08-25 Published:2025-09-05

摘要/Abstract

摘要： 为科学评估水电站与抽水蓄能联合运行的综合性能,提出一种基于层次分析法（analytic hierarchy process,AHP）与逼近理想解排序法（technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS）相结合的多指标综合评价模型。首先,从经济性、技术性、环境效益、水情及政策5个维度出发,构建包含发电效率、调峰能力、碳排放强度、来水量变化等11项指标的综合评价体系。其次,采用AHP确定各指标权重以体现不同维度的差异性影响,并通过TOPSIS计算各运行方案与理想解的贴近度,实现联合运行模式的优劣排序。最后,以某区域水电站与抽水蓄能联合工程为实例进行验证分析。结果表明：相较于传统单一评价方法,AHP-TOPSIS模型能够有效兼顾主客观因素,量化评价结果,其中调峰能力与动态投资回收期对综合性能影响显著;同时,联合运行方案中储能容量配置与调度策略的协同优化可提升系统综合效益15%以上。研究结果为多能互补系统中水电-抽蓄联合运行的方案优选与决策制定提供了理论依据,对推动清洁能源高效利用具有实际意义。

关键词: 水电站, 抽水蓄能, AHP-TOPSIS, 综合评价, 联合运行

Abstract: In order to scientifically evaluate the comprehensive performance of the joint operation of hydropower station and pumped storage, a multi-index comprehensive evaluation model based on the combination of analytic hierarchy process(AHP) and technique for order preference by similarity to an ideal solution(TOPSIS) is proposed. Firstly, from the five dimensions of economy, technology, environmental benefits, water conditions and policies, a comprehensive evaluation system of 11 indicators, including power generation efficiency, peak regulation capacity, carbon emission intensity, and changes in the amount of incoming water is constructed. Secondly, AHP is used to determine the weights of each index to reflect the differential influence of different dimensions, and the closeness of each operation scheme to the ideal solution is calculated through TOPSIS to realize the ranking of the advantages and disadvantages of the joint operation mode. Finally, the joint project of hydropower station and pumped storage in a certain region is taken as an example for verification and analysis. The results show that, compared with the traditional single evaluation method, the AHP-TOPSIS model can effectively take into account the subjective and objective factors, and quantify the evaluation results, among which the peak regulation capacity and dynamic payback period have a significant impact on the comprehensive performance. At the same time, the collaborative optimization of energy storage capacity allocation and scheduling strategy in the joint operation scheme can improve the comprehensive benefit of the system by more than 15%. The study results provide a theoretical basis for the scheme optimization and decision-making of hydropower-pumped storage joint operation in multi-energy complementary systems, and have practical significance for promoting the efficient utilization of clean energy.

Key words: hydropower station, pumped storage, AHP-TOPSIS, comprehensive evaluation, joint operation

中图分类号:

TM612

周专, 边家瑜, 于志勇, 陈衡, 吴红杉. 基于AHP-TOPSIS的水电站与抽水蓄能联合运行的性能综合评价方法[J]. 湖南电力, 2025, 45(4): 104-111.

ZHOU Zhuan, BIAN Jiayu, YU Zhiyong, CHEN Heng, WU Hongshan. Performance Comprehensive Evaluation Method for Hydropower Station and Pumped Storage Joint Operation Based on AHP-TOPSIS[J]. Hunan Electric Power, 2025, 45(4): 104-111.

参考文献

[1] 王鹏翔,姜晓萱,徐杨,等. 水电工程生态效益评价指标体系研究[J].长江科学院院报,2024,41(9):8-18.
[2] 刘泳. 水电助力区域发电系统低碳转型研究与综合评价[D]. 咸阳:西北农林科技大学,2024.
[3] 李哲,王殿常. 从水库温室气体研究到水电碳足迹评价:方法及进展[J]. 水利学报,2022,53(2):139-153.
[4] 赵子文. 能源转型背景下水电灵活性潜能与机组运行稳定性评估[D]. 咸阳:西北农林科技大学,2023.
[5] 秦小清. 水电工程施工采购全过程风险评价研究[D]. 成都:西华大学,2022.
[6] 苏仁庚,冯凯. 作为抽水蓄能电站下水库的已建水库大坝混凝土质量检测及其安全评价[J]. 红水河,2024,43(1):44-49.
[7] 李慧玲,芦新波,刘大川,等. 基于AHP-TOPSIS的电力能效项目综合评价[J]. 现代电力,2014,31(4):88-94.
[8] 汪威,潘少华,罗立哲,等. 基于AHP-熵权法的抽水蓄能电站施工变电站选址规划研究[J]. 水利水电快报,2024,45(12):16-22.
[9] 秦小元,胡伟,刘仁杰,等. 基于层次分析与改进模糊评价的水电机组检修效果综合评价[J]. 水电能源科学,2024,42(4):183-187.
[10] 张指辉,张毅,李健宁. 基于改进层次分析法与熵权法的目标选择模型[J]. 探测与控制学报,2022,44(6):117-121.
[11] 孙亚男. 基于全寿命周期的水利工程PPP项目风险评价方法研究[D]. 宜昌:三峡大学,2020.
[12] 刘从法,罗日成,雷春燕,等. 基于AHP灰色定权聚类的电力变压器状态评估[J]. 电力自动化设备,2013,33(6):104-107,133.
[13] 陈家乐. 基于层次分析法的水利水电工程项目造价成熟度评价模型构建与分析[J]. 四川水利,2022,43(6):40-44.
[14] 田思源,项华伟,周清平,等. 抽水蓄能和电化学储能电站的经济效益研究[J]. 建筑经济,2024,45(S1):577-580.
[15] 单丹妍. 面向新型电力系统的抽蓄电站投资效益评价研究[D]. 北京:华北电力大学,2024.
[16] 肖裕富,姜文瑾,卢旻,等. 抽水蓄能电站投资及容量电价分析[J]. 福建水力发电,2024(1):80-84.
[17] 张帆,金伟,刘庆,等. 抽水蓄能电站建设安全评价及其对策研究[J]. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版),2024,46(4):547-550.
[18] 刘芳,邱会旺. 建设项目全寿命周期成本探析[J]. 水利规划与设计,2020(9):74-79.
[19] 张宇,田亮. 基于PCA和改进TOPSIS法的火电机组运行综合评价[J]. 华北电力大学学报(自然科学版),2023,50(3):110-116,126.
[20] 龚振,邓子昂,常飞,等. 基于改进层次分析法的抽水蓄能电站选址评价[J]. 水利技术监督,2025(2):222-226.

基于AHP-TOPSIS的水电站与抽水蓄能联合运行的性能综合评价方法

Performance Comprehensive Evaluation Method for Hydropower Station and Pumped Storage Joint Operation Based on AHP-TOPSIS

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 8

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	田海平, 莫剑, 谭新丛, 徐润伊, 陈彦奇, 张冀, 黄晟. 考虑新能源消纳的梯级水电站联合储能系统容量配置与运行优化[J]. 湖南电力, 2025, 45(3): 18-26.
[2]	王辉, 王政伟, 陈衡, 范蓝心, 董长青, 雷兢. 抽水蓄能电站与下游水电站协同调峰调度优化[J]. 湖南电力, 2025, 45(3): 27-34.
[3]	魏加富, 刘慧波, 刘浩然, 邓小亮, 汪沛. 基于AHP-CRiTiC模糊综合评价的湖南省中小水电调能评估方法[J]. 湖南电力, 2025, 45(3): 42-48.
[4]	秦正斌, 张午寅, 田海平, 陈彦奇. 基于区域保供电和新能源消纳的常规抽水蓄能项目投资效益测算研究[J]. 湖南电力, 2025, 45(1): 46-53.
[5]	王奕楠, 陈衡, 范蓝心, 潘佩媛, 辛诚, 姜雪. 基于改进TOPSIS-RSR法的输变电工程综合效益评价研究[J]. 湖南电力, 2024, 44(6): 104-112.
[6]	刘硕, 马兆兴, 刘金鑫, 钱宝珊, 王瑞华. 面向新能源消纳的新型电力系统优化运行策略[J]. 湖南电力, 2024, 44(1): 59-66.
[7]	兰征, 郭凯涛, 尹锐, 邹彬, 曾进辉, 谭友奇, 李娟. 基于组合赋权和改进灰色关联的配网运行水平评估方法[J]. 湖南电力, 2023, 43(3): 70-76.
[8]	聂靓靓, 陶诗迪, 厉天威, 刘磊, 李斌, 王琪. 抽水蓄能发电机定子线棒端部电磁屏蔽研究[J]. 湖南电力, 2023, 43(1): 110-115.