配電網建設改造工程評價方法

俞玉英， 郭 銘， 郭寅昌， 劉 鋼， 劉 海

(1.上海市電力公司市南供電公司， 上海 201103；2.天津大學智能電網教育部重點實驗室， 天津 300072；3.天津天大求實電力新技術股份有限公司， 天津 300384)

配電網建設改造工程評價方法

俞玉英1， 郭 銘1， 郭寅昌2， 劉 鋼3， 劉 海3

(1.上海市電力公司市南供電公司， 上海 201103；2.天津大學智能電網教育部重點實驗室， 天津 300072；3.天津天大求實電力新技術股份有限公司， 天津 300384)

為了在眾多配電網建設改造項目中科學安排投資、合理安排時序，從而達到最大化產出效益、規避投資風險等目的，需要建立起科學客觀的配電網工程項目評價體系。本文利用層次分析法的基本原理，并結合配電網工程項目的自身特點，深入分析了指標體系、評價方法和權重體系構建過程中的問題，構建起涵蓋配電網工程各方面的項目評價體系。該評價體系既能反映項目本身的性能，又通過權重反饋的方法考慮到配電網需求的影響，在實踐中有較好的適用性。

配電系統； 配電網工程項目評價； 層次分析

電網建設項目在整個電力行業中占據重要地位，它不僅直接關系著居民正常的生產生活，還影響著區域經濟的進程，對整個社會持續、健康、快速的發展有著重要和深遠的意義。近年來我國電力基本建設投資規模繼續增加，2008年電網基本建設投資在電力投資中所占比重首度達到50%。國家出臺的4萬億投資計劃加大了對基礎設施建設的投資力度，其中電網投資建設將成為未來建設的重點，我國的電網建設投資力度將繼續大增。在當前電網建設項目風起云涌之際，面對這樣大的投資規模，如何評價電網的投資策略，如何抵御籌資帶來的較大風險，對電網公司是至關重要的。而重視電網建設，首先就必須加大投資管理的力度，只有將投資方向和企業戰略相結合才能促進公司的發展；只有將公司的投資一個個落實，才能實現公司的既定目標；只有不斷地提高投資的效率，才能提升企業的核心競爭力。因此必須要開展配電網投資綜合評價的相關研究。電網年度投資不斷加大，但是由于受國家宏觀經濟形勢的影響，電網企業經營面臨較大的壓力，一是煤炭價格居高不下；二是受國家宏觀經濟調控和產業結構調整等影響，銷售電價受到政府嚴格管制；三是隨著公司資產規模的擴大，折舊、電網運行和維護費用迅速攀升。因此，如何科學安排投資項目、合理把握投資時序、注重投入產出效益、有效防范和規避經營風險、穩步提高電網經濟效益成為有待深入研究和解決的問題。

對配電網的工程投資進行評價有異于電網其他方面的評價，配電網的工程項目既與配電網特性緊密相聯系，又具備獨特的特點。層次分析法[1～3]是一種針對多因素決策問題進行評價的有效方法，在配電網可靠性評價[4]、經濟性評價[5]以及配電網規劃方案的決策[6～8]等方面有較廣泛的應用。針對配電網建設改造工程，本文借鑒電網其他方面評價工作的層次分析方法，建立了符合配電網工程特點的有效指標和評價規則。

1 投資評價的理論基礎

為了實現對非定量事件做定量分析，有專家提出了層次分析法AHP(analytical hierarchy process)的概念。該方法的原理是把復雜的問題分解為各組成因素，將這些因素按支配關系分組，以形成有序的階梯層次結構，進而對事件進行深入分析。層次分析法研究非定量事件時直觀、便捷的特性恰符合配電網建設改造投資評價的工程需要。通常的層次分析法架構有頂層、中層和下層三個部分，頂層即為分析的目標；中層是影響被分析對象的各個因素；底層為與各影響因素直接相關的具體細節。其中頂層指標通常是唯一的，底層指標通常是可直接測量或評估的具體指標，而中層指標可以根據相互影響、相互作用的邏輯關系，再細化分為幾個子層次。層次分析法通常架構如圖1所示。

進而，對配電網建設改造投資的評價就可以轉化為層次分析法的指標體系的構建和對各指標的比較與分析。

圖1 層次分析法的一般架構

2 指標體系的構建和指標評價

2.1 指標體系的構建

作為配電網建設改造投資評價的基礎，項目評價指標體系的構建應符合科學性、系統性和適應性的要求。科學性要求指標體系能客觀反映項目實施對配電網的影響水平，層次體系清晰明確；系統性要求指標體系可以完整涵蓋項目施工對配電網產生影響的所有方面；適應性要求指標可以緊密結合配電網實際。基于科學性、系統性和適應性要求，指標體系的構建主要依據配電網建設改造工程的必要性，同時結合不同工程項目的特性分析，使之全面囊括各種工程項目可能涉及到的所有因子。

配電網建設改造項目的實施目標是在配電網完善過程的某個階段取得盡可能大的技術經濟效益，所以此為指標體系的上層指標。

至于中層指標，考慮到項目的評價異于對電網的評價，一個配電網工程項目的實施，對上層目標的影響需要從三個方面考慮：首先是項目實施后對配電網性能提升的作用是多少，即實施效果；其次是項目施工期間對供電持續性的影響是多大，即施工影響；再次是項目投入多少資金，即資源投入。因而中層指標的第一個級別劃分為實施效果、施工影響和經濟效益，實施效果由于反映工程項目的本質目的，故作為層次體系的主體。對于實施效果，又可以根據配電網工程項目的類別和電網的本身屬性給出下一級指標：

配電網工程項目的實施依據其結果劃分主要有兩種類型，一種項目是通過新增配電網設備已達到匹配配電網負荷增長或改善配電網網架結構的目的，可稱其為配電網建設類項目；另一種項目是替換故障頻繁的老舊設備或用先進設備替換技術落后設備，可稱其為配電網改造類項目。因此，針對建設類項目的實施效果，可以建立負荷供應水平和網絡結構水平的第二級中層指標；針對改造類項目的實施效果，可以建立起裝配水平和運行維護水平的第二級中層指標。

指標體系的底層因素通過中層指標的展開細化得到，配電網建設改造工程評價的指標層次體系如圖2所示。

圖2 配電網建設改造工程評價的指標層次體系

2.2 指標的評價

基于指標體系的不同中層指標，可構建有針對性的指標評價方法。

(1)實施效果的評價方法

實施效果是直接反映工程技術性的重要指標，是指標體系的最主要部分，實施效果指標著重體現電網性能的改善，所以通過項目建設前和項目完成實施后的電網指標的變化來評估。同時為了使指標可以形成統一的量綱和標準以便于相互比較，把不同指標統一定義為工程項目實施后電網指標的改善程度占指標可改善空間的百分比。所謂可改善空間，把其定義為指標的電網現狀值和理想值之差。按照這個定義，評估一個指標時可以利用項目完成后和項目建設前的兩個電網指標求取差值，但是這樣的處理使得多種指標具有不同的量綱，指標橫向不具備可比性，所以對各指標再乘之以相應的歸一化系數，使其擁有統一的量綱。歸一化系數定義為指標項目施工前的現狀值和理想值差的倒數，如式(1)。

(1)

式中：β為差額指標的歸一化系數；ip為指標電網指標的現狀值；ie為電網指標的理想值。

進而可以對實施效果指標進行橫向間的比較和分析。

(2)施工影響的評價方法

施工影響的評價方法與之前通過電網改善值的計算間接評價工程項目存在一定差異，項目施工中的影響主要體現在對配電網可靠性的影響，施工中部分設備的停用可能導致某些用戶供電間斷，可以利用供電間斷引起的總用電量損失來反映項目施工的影響范圍。施工停電損失電量主要由電網網架結構、電網負載水平和項目施工期決定，所以分析施工停電損失電量的方法如下：

①使施工設備退出運行；

②考察施工設備負荷可轉移情況；

③計算施工停電損失電量，其計算式為

ELOSS=PLOSST

(2)

式中：ELOSS為施工停電損失電量；PLOSS為施工設備不可轉移負荷；T為施工期。

(3)資源投入的評價方法

資源投入的評價通過考察工程項目的投資額，并結合工程項目的技術性，給出類似與性能價格比的評價數據。

3 權重體系的構建

為了根據對指標的評價得到系統的工程項目評價，需要涉及一個權重體系。傳統的層次分析法通過指標間兩兩比較重要性得出權重0-1矩陣，進而計算各指標權重。但是考慮到配電網工程項目的實際情況，具體底層指標權重不僅由指標重要性確定，還受電網狀態影響。例如，某電網指標較差時，該指標的權重應該有一個提升，使得對該指標改善顯著的項目有更高的評價。所以配電網建設改造工程的構建應在傳統的層次分析法權重方案基礎上引入一個有關電網狀態的反饋修正量。該反饋修正量要求能反映電網狀態，同時不破壞所有指標權重求和為1的特性。為達到以上目標，反饋修正項的構造如式(3)和式(4)。

(3)

(4)

δ定義為修正深度，用來刻畫電網需求的修正對權重建立的影響程度，可根據需要調整。

利用指標體系和權重體系，就可以形成配電網建設改造工程項目整體的評價方法。

4 工程項目評價

基于以上分析，可得到工程項目的整體評價，即實施效果、施工影響和資源投入3個部分的加權和。

(5)

5 算例分析

以某地區若干待實施項目為例分析本文提出的評價方法。

全區域由72座高壓變電站提供電源，共計主變數為159臺，中壓公用配電線路共計1 061條。電網狀態數據如表1所示。基于以上電網，給出若干待實施項目，如表2所示。

表1 電網狀態數據

表2 待實施項目

對待實施項目進行評價，影響指標及評價結果如表3所示。

表3 待實施項目評價

從評價的結果可以得到，該地區待實施項目的實施次序應為3-2-6-5-8-1-4-7。由于該地區主變重載情況較為嚴重，主變N-1校驗結果不理想，所以增加變電站的增容和出線聯絡增加的項目被排在了較優先的位置，而變電站全站改造的項目由于其集中建設的特點，往往會有較明顯的效果，也被給與較高的優先級。可見該排序具有一定的工程合理性。

6 結論

本研究以配電網工程項目的實施必要性和實施迫切性為著眼點，從技術性、經濟性等方面給出工程項目的評價和比較方法，以達到策略優化，高效投資，社會資源充分利用和人力財力合理配置的目的。

(1)本研究結合配電網的特點和配電網工程項目的特性，從實施效果、施工影響和資源投入3個角度建立了較為全面的配電網工程項目的評價指標體系，并給出可行的指標評價方法。指標體系的內容涵蓋了配電系統技術性的各個方面。

(2)本研究結合對配電網工程項目特性的分析，提出了帶有反饋修正機制的權重體系方案，使得項目的評價可以較準確的反映出電網的實際需求，在實際有較好的適用性。

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俞玉英(1965-)，女，本科，研究方向為電力系統投資。Email:yuyuyingy@163.com

郭 銘(1979-)，男，本科，研究方向為電力系統投資。Email:dukykwok@gmail.com

郭寅昌(1986-)，男，博士研究生，主要從事城市電網規劃和電力系統優化運行方面的研究。Email:chsguo@gmail.com

EvaluationofConstructionandUpgradingProjectsinDistributionSystem

YU Yu-ying1， GUO Ming1， GUO Yin-chang2， LIU Gang3， LIU Hai3

(1.Shanghai Municipal Electric Power Company Southern Power Company,Shanghai 201103, China;2.Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education,Tianjin University，Tianjin 300072, China;3.Tianjin Tianda Qiushi Electric Power High Technology Co. Ltd, Tianjin 300384, China)

An evaluation system of projects in the distribution system should be set up to arrange the investment and decide the priority reasonably. With the help of the evaluation system, the investment efficiency will be maximized while the investment risk can be avoided. This paper uses the theory of analytical hierarchy process and considers the characteristic of projects in the distribution system. And then, an evaluation system based on the analysis of problems is put forward, which is inevitable in the index system, the evaluation method and the weight system. This evaluation reflects the quality of the projects precisely as while as it considers the demand of the present distribution system. So the evaluation system has a good generality in practice.

distribution system； project evaluation of eistribution system； analytical hierarchy process

TM727.2

A

1003-8930(2012)05-0123-04

2012-05-22；

2012-07-25