多權重因子影響的電網(wǎng)規(guī)劃評價指標體系

白樺

（浙江浙電電網(wǎng)工程技術有限公司，杭州 310008）

多權重因子影響的電網(wǎng)規(guī)劃評價指標體系

白樺

（浙江浙電電網(wǎng)工程技術有限公司，杭州 310008）

電網(wǎng)規(guī)劃是保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的有效手段，但對規(guī)劃方案的優(yōu)劣缺乏明確的衡量標準。在對國內(nèi)外現(xiàn)有電網(wǎng)評價指標分析的基礎上，構建了多權重因子影響的電網(wǎng)規(guī)劃指標評價體系并制定了各評價指標的計算方法和評判標準，指標體系分基準層和指標層，分“結構優(yōu)良、安全可靠、經(jīng)濟高效”三大類指標，進一步細化為18組指標，能夠較全面的反映電網(wǎng)規(guī)劃的主要特征因素。

電網(wǎng)規(guī)劃；多權重因子；評價指標；評判標準

電網(wǎng)規(guī)劃是電網(wǎng)建設的重要環(huán)節(jié)，優(yōu)秀的電網(wǎng)規(guī)劃是保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的基礎，同時也是保證電力建設資金合理、有效、充分利用的重要前提。目前電網(wǎng)規(guī)劃存在以下問題：

（1）規(guī)劃研究側重于發(fā)展思路和目標網(wǎng)絡，難以覆蓋電網(wǎng)逐年發(fā)展中的問題。

（2）規(guī)劃工作對外部環(huán)境變化適應性不足，響應較慢。

（3）電網(wǎng)規(guī)劃方案缺乏量化的評價指標，規(guī)劃實施后難以合理量化實施的效果。

導致問題存在的一個主要原因在于：對電網(wǎng)規(guī)劃的要求缺乏全面性的認識和理解，對規(guī)劃方案的優(yōu)劣缺乏明確的衡量標準。為此，迫切需要從方法論的高度重新認識、量化評價電網(wǎng)規(guī)劃方案的優(yōu)劣，研究科學的電網(wǎng)規(guī)劃評價方法[1-5]。

1 國內(nèi)外電網(wǎng)評價指標體系研究

1.1 國內(nèi)電網(wǎng)評價指標體系研究

目前國內(nèi)電網(wǎng)評價指標體系研究方向，主要包括單一角度評價指標研究和電網(wǎng)綜合評價指標體系研究。

單一角度評價指標進行的研究，是指單就供電可靠性、運行經(jīng)濟性或安全性中某一方面的指標分解和量化進行的深入研究，并給出在這一方面的評價結論。對地區(qū)電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性評估主要針對網(wǎng)絡損耗，而電網(wǎng)的供電能力評估是根據(jù)對電網(wǎng)各電壓等級系統(tǒng)的容載比、各變電站負載率以及用戶供電可靠率指標進行分類匯總與分析等，也有對電網(wǎng)的電能質(zhì)量指標進行評估的[6-7]。

電網(wǎng)綜合評價指標體系的研究，是指綜合各項單方面評價的研究成果，力求全方位的對電網(wǎng)進行評價。對于電網(wǎng)綜合評價指標體系的研究又可分為兩類：

一是對指標體系本身的研究，即完善的層次結構、全面合理的指標設置。國家電網(wǎng)公司近期制定了電網(wǎng)發(fā)展水平評估指標體系，同時南方電網(wǎng)公司也制定了相應的評價指標體系。

二是對指標體系評價算法的研究。目前提出的可以應用于電網(wǎng)評價的方法主要包括模糊綜合評價、灰色關聯(lián)分析、主成分分析法、因子分析法、層次分析法等。其共同之處都是將電網(wǎng)發(fā)展水平的評價結果給予量化比較。其主要區(qū)別是適用范圍不同，如模糊綜合評價對帶有主觀評價因素指標適用性較強；主成分分析法適用于多目標評價系統(tǒng)指標差異分析等。

1.2 國外電網(wǎng)規(guī)劃及評價指標分析

國外電網(wǎng)規(guī)劃及評價體系已將量化指標用于對電網(wǎng)的安全可靠性評價和經(jīng)濟性評價。如法國電網(wǎng)公司（RTE）規(guī)定的可靠性指標-失負荷概率，包括停電持續(xù)時間、損失電量、停電頻率等，以確定為滿足給定供電可靠性概率所需要的發(fā)電裝機容量，從而指導發(fā)電投資[8-9]。

北美電網(wǎng)規(guī)劃的重點是電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟性的分析，電網(wǎng)的規(guī)劃目的、可靠性和經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)、電網(wǎng)輸電能力、規(guī)劃計算模型以及設備老化風險評估這幾個方面是其側重點；法國電網(wǎng)的規(guī)劃目的和制定過程、電網(wǎng)效率的評估、電網(wǎng)老化程度的評估、各類用戶接入方式等方面是法國電網(wǎng)規(guī)劃的側重點；巴西電網(wǎng)規(guī)劃在滿足系統(tǒng)運行可靠性和經(jīng)濟性的基礎上，非常注重電網(wǎng)線路工程項目對社會和環(huán)境的影響；俄羅斯在制定可靠性準則時主要突出系統(tǒng)的穩(wěn)定問題。

國內(nèi)對電網(wǎng)規(guī)劃評價體系的研究剛剛起步，還沒有一套成熟的成果可直接應用。國外雖然理論相對成熟，經(jīng)驗較為豐富，但由于國外電力系統(tǒng)發(fā)展階段、發(fā)展任務和電力市場組織方式與國內(nèi)現(xiàn)況區(qū)別較大，也難以直接借鑒。因此，在廣泛吸取國內(nèi)外研究成果，對具體指標進行豐富和完善的基礎上，提出一套全新的電網(wǎng)綜合評價指標體系。

2 電網(wǎng)規(guī)劃評價指標體系的構建原則

為保證評價指標的系統(tǒng)性和合理性,評價指標體系的建立需要滿足一定的原則：

（1）指標要與客體的發(fā)展目標或管理目標相一致，體系內(nèi)各具體指標也要保持一致。

（2）指標所規(guī)定的內(nèi)容可通過實際觀察加以直接測量，以獲得明確的結論。

（3）指標必須反映被評價對象共同的屬性，具有可比性，并且保證評價過程可操作性。

（4）體系內(nèi)的各條指標必須是相互獨立的，同一層次的各條指標必須不存在任何包含與被包含的關系，相互不重疊，不存在因果關系。

（5）指標體系不應遺漏任一重要的指標，需要能夠全面、系統(tǒng)地再現(xiàn)和反映客體的發(fā)展和管理目標。

根據(jù)上述原則，在建立電網(wǎng)評價指標體系時，各指標的選取要盡可能全面地反映電網(wǎng)實際情況，不能遺漏任一重要的指標；同時也要考慮到信息有效性、數(shù)據(jù)采集難度、計算量等實際情況。

3 電網(wǎng)規(guī)劃評價指標體系的構建

3.1 評價指標體系的基準層

滿足企業(yè)、客戶、社會的需求主要從以下幾個方面體現(xiàn)：電網(wǎng)安全性、顧客滿意度、企業(yè)社會責任、企業(yè)利潤最大化。

（1）電網(wǎng)安全性是指人、電力裝備、環(huán)境、制度本身所具有的安全屬性，包括人、物、系統(tǒng)的安全性等。

（2）電網(wǎng)公司以利潤最大化為目標，是電網(wǎng)公司得以生存和發(fā)展的基礎，是電網(wǎng)公司以持續(xù)、安全供電的方式擔負社會責任的重要保障。

（3）電力行業(yè)屬于國民經(jīng)濟基礎產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)，關系國民經(jīng)濟命脈、國家能源安全與社會穩(wěn)定大局，社會責任主要從四個領域體現(xiàn)。

（4）電力顧客在消費電力產(chǎn)品時都帶有特定期望，除了對電力產(chǎn)品本身的品質(zhì)有要求外，還有其附加的電力服務需求。

上述各類指標主要內(nèi)容如圖1所示。

圖1 基準層指標的分析過程一

4類指標并非相互獨立，其中也包含了電力企業(yè)應關注的但并非與電網(wǎng)規(guī)劃直接相關的內(nèi)容，通過對電網(wǎng)發(fā)展根本任務的深入分析，刨除與研究的電網(wǎng)規(guī)劃水平并無直接關聯(lián)的管理、人文方面的指標后，最終可提煉總結出以“結構優(yōu)良、安全可靠、經(jīng)濟高效”作為電網(wǎng)規(guī)劃評價指標體系的基準層指標如圖2所示。

圖2 基準層指標的分析過程二

3.2 評價指標體系的指標層

利用因果分析法繪制魚骨圖，對各基準層指標進行分解，得到指標層的各項指標，分析過程如圖3所示。

圖3 基準層指標影響因素魚骨圖

根據(jù)指標設置原則和圖3的結論，最終得出的電網(wǎng)規(guī)劃評價指標體系如表1所示。

表1 電網(wǎng)規(guī)劃評價指標體系

4 評價指標的計算

為便于說明，將分析得出的電網(wǎng)規(guī)劃評價指標根據(jù)電壓等級細分具體計算指標，并分別給出各項指標的具體參數(shù)。

4.1 110 kV及以上電網(wǎng)評價指標

此部分包括500 kV，220 kV和110 kV電壓等級的相應評價指標計算方法，以500 kV電壓等級為例。

（1）電網(wǎng)容載比，反映電網(wǎng)裕度和滿足負荷增長的能力：500 kV電網(wǎng)容載比=500 kV降壓變電容量/（全省最高負荷時刻負荷-全省最高負荷時刻220 kV及以下電源出力）。

（2）實現(xiàn)“N-1”的電網(wǎng)線路比例，判定電力系統(tǒng)安全性、可靠性：實現(xiàn)“N-1”的500 kV電網(wǎng)線路比例=（實現(xiàn)“N-1”的500 kV線路條數(shù)/500 kV線路總數(shù)）×100%。

（3）實現(xiàn)“N-1”的主變比例，判定電力系統(tǒng)安全性、可靠性：實現(xiàn)“N-1”的500 kV主變比例=（實現(xiàn)“N-1”的500 kV主變臺數(shù)/500 kV主變總臺數(shù)）×100%。

（4）合理負載主變比例，判定電力系統(tǒng)安全性、可靠性、經(jīng)濟性：500 kV合理負載主變比例=（500 kV合理負載主變臺數(shù)/500 kV主變總臺數(shù)）×100%。

（5）電網(wǎng)“N-2”最大負荷損失率，反映電網(wǎng)抗大面積停電的能力：500 kV電網(wǎng)“N-2”最大負荷損失率=（500 kV電網(wǎng)發(fā)生“N-2”故障最大損失負荷量/地區(qū)電網(wǎng)最大供電負荷）×100%。

（6）電網(wǎng)線損率，評價電網(wǎng)運行經(jīng)濟性，以220 kV及以上電網(wǎng)為例：220 kV及以上電網(wǎng)線損率=（220 kV及以上電網(wǎng)線損電量/供電量）×100%。

4.2 10 kV及以下電網(wǎng)評價指標

包括10 kV和380/220 V電壓等級，指標共計10項。其中，10 kV部分如下：

（1）配電網(wǎng)可轉供電率=可轉供的10 kV饋線回數(shù)/10 kV饋線總回數(shù)。

（2）10 kV過載饋線比例=過載10 kV饋線回數(shù)/10 kV饋線總回數(shù)。

（3）10 kV重載饋線比例=重載10 kV饋線回數(shù)/10 kV饋線總回數(shù)。

（4）10 kV饋線平均負載率=10 kV總供電負荷/10 kV饋線最大載流量供電能力，反映電網(wǎng)供電裕度、饋線利用率。

（5）10 kV典型接線比例=10 kV典型接線饋線回數(shù)/10 kV饋線總回數(shù)，反映電網(wǎng)結構合理性。

（6）10 kV饋線供電半徑合格率，供電半徑符合要求的10 kV饋線回數(shù)/線路總回數(shù)。

380/220 V部分如下：

（7）過載配電變壓器（簡稱配變）比例=過載配變臺數(shù)/配變總臺數(shù)。

（8）重載配變比例=重載配變臺數(shù)/配變總臺數(shù)。

（9）低電壓臺區(qū)比例=低電壓臺區(qū)個數(shù)/臺區(qū)總個數(shù)，反映低壓電網(wǎng)供電質(zhì)量。

另有：

（10）中低壓配電網(wǎng)線損率=中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)損電量/中低壓配電網(wǎng)供電量，反映中低壓配電網(wǎng)運行經(jīng)濟性。

4.3 全網(wǎng)經(jīng)濟評價指標

全網(wǎng)經(jīng)濟評價指標共計指標6項。

（1）全社會用電量，所有用電領域的電能消耗總量。

（2）售電量，用電單位入口總表的累積電量。

（3）單位新增電量投資，反映電網(wǎng)投入產(chǎn)出情況，核算期電網(wǎng)建設總投資/核算期內(nèi)新增售電量。

（4）單位新增電量輸配電成本，反映電網(wǎng)投入產(chǎn)出情況，以核算期所產(chǎn)生的新增售電量為基數(shù)，在設定的項目投資內(nèi)部收益率的條件下，計算單位電量輸配電成本。

（5）固定資產(chǎn)投資，某一段統(tǒng)計期內(nèi)電網(wǎng)建設項目總投資。

（6）單位資產(chǎn)售電量=地市當年售電量/年末電網(wǎng)總資產(chǎn)，反映電網(wǎng)投資的經(jīng)濟效益。

5 評價指標的評判標準

為確定指標合理取值區(qū)間，可將指標分為3類，即控制類指標、觀測類指標、趨勢類指標。

控制類指標：對電網(wǎng)某一方面的特性給出相對硬性的標準，較少考慮地域的差別因素造成的影響。容載比、線路平均負載率、“N-2”最大負荷損失率屬于此類指標。

觀測類指標：隨著電網(wǎng)的發(fā)展，每一發(fā)展階段的要求都不一樣，主要用于對電網(wǎng)發(fā)展階段定性分析。全社會用電量、售電量、固定資產(chǎn)投資、單位資產(chǎn)售電量、單位新增電量投資、單位新增電量輸配電成本指標屬于此類。

趨勢類指標：此類指標反映一定的發(fā)展趨勢，電壓偏低臺區(qū)比例、線損率屬于此類，并應逐年降低；負載率合理區(qū)間設備比例、實現(xiàn)“N-1”設備比例、配網(wǎng)可轉供電率、典型接線比例、變電站饋線供電半徑合格率也屬于此類，并應逐年提高。

綜合以上分類結果，總結各類指標合理取值區(qū)間如表2所示。

表2 各類指標取值合理區(qū)間

6 結論

電網(wǎng)規(guī)劃指標指標體系分基準層和指標層，分“結構優(yōu)良、安全可靠、經(jīng)濟高效”三大類指標，再細分為18組指標，其中結構優(yōu)良類指標5組、安全可靠類指標5組、經(jīng)濟高效類指標8組，能夠較全面的反映電網(wǎng)規(guī)劃的主要特征。

最終確定的評價指標體系是電網(wǎng)發(fā)展宏觀目標的微觀表現(xiàn)，因此電網(wǎng)規(guī)劃的成果應保證這些微觀指標按照預期的方向發(fā)展，才能最終將總體戰(zhàn)略目標實現(xiàn)。為保證電網(wǎng)規(guī)劃評價指標體系能夠切實指導電網(wǎng)規(guī)劃方案的制定，在研究成果的基礎上需要進行如下工作：

（1）根據(jù)研究成果完成電網(wǎng)規(guī)劃評價指標庫，發(fā)布體系下各指標的詳細計算方法和邊界條件，統(tǒng)一計算標準。

（2）相對固化年度滾動規(guī)劃的開展模式，并要求各類規(guī)劃報告和規(guī)劃項目庫的上報均應同期上報評價指標體系中各指標計算結果。

（3）按照評價指標的評判標準，核查整批項目是否符合發(fā)展目標的要求，評價體系中的各指標均符合評判標準的要求方可。

[1]桂敏，羅安，申奇男.配電網(wǎng)可靠性評估系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)自動化，2002，26（24）∶31-33.

[2]劉偉，郭志忠.配電網(wǎng)安全性指標的研究[J].中國電機工程學報，2003，23（8）∶85-90.

[3]唐會智，彭建春.基于模糊理論的電能質(zhì)量綜合量化指標研究[J].電網(wǎng)技術，2003，27（12）∶85-88.

[4]李連結，姚建剛，龍立波，等.組合賦權法在電能質(zhì)量模糊綜合評價中的應用[J].電力系統(tǒng)自動化，2007，31（4）∶56-60.

[5]劉璐潔，胡榮，符楊，等.基于節(jié)約理念的配電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合評價[J].電網(wǎng)技術，2008，32（16）∶66-70.

[6]姚剛，劉速飛，馬勁東，等．配電網(wǎng)評估指標體系建立與評估方法[J]．華東電力，2009，37（12）∶2038-2039.

[7]李曉輝，徐晶，李達，等．基于層次分析的配電網(wǎng)可靠性評估指標體系[J]．電力系統(tǒng)及其自動化學報，2009，21（3）∶69-74．

[8]胡榮，周晉雅，朱蘭，等．基于ANP的配電網(wǎng)規(guī)劃綜合評判模型[J]．中國電力，2009，42（4）∶26-29．

[9]劉念，馬麗，朱鐵銘．計及抗災能力和地區(qū)特點的配電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合評估[J]．電網(wǎng)技術，2012，36（5）∶219-224.

（本文編輯：楊 勇）

Evaluation Index System of Power Network Planning with Multiple Weight Factors

BAI Hua
（Zhejiang Power Grid Engineering Technology Company，Hangzhou 310008，China）

Power network planning is an effective way to ensure safe,economic and stable power grid operation. However，there is no clear measurement criteria to evaluate the quality of panning scheme.In this paper，a grid index evaluation system influenced by multiple weight factors is established by analyzing power network evaluation indexes both at home and abroad.In addition，this paper explores the calculation method and measurement criteria of each index.The system is organized by base level and index level and the index level mainly focuses on indexes such as"sound organization，safety and reliability and economical efficiency"，which are extended as 18 groups of indexes to fully reflect main characteristic factors of power network planning.

power network planning；multi-index weight factor；evaluation index；measurement criteria

TM715

A

1007-1881（2015）11-0047-05

2015-09-17

白 樺（1979），男，高級工程師，從事配電網(wǎng)規(guī)劃和建設工作。