基于AHP的中低壓配電網基建項目優選模型研究

雷才嘉

（廣州供電局，廣東廣州510620）

基于AHP的中低壓配電網基建項目優選模型研究

雷才嘉

（廣州供電局，廣東廣州510620）

針對廣州中低壓配電網基建項目特點，提出了基于層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）的優選方法，根據AHP體系及項目分類，通過德爾菲法確定了各類項目及每項指標的優選權重，形成適用于廣州配電網的基建項目優選模型，進而利用oracle數據庫開發廣州供電局中低壓配電網項目綜合評價優選系統。并利用廣州供電局年度中壓配電網實際情況對所提出的方法和模型進行實證研究加以驗證。結果表明，該模型可以實現同類、跨類別項目比選，將電網急需和效益顯著的項目優選出來，有效指導中低壓配電網的建設改造。

配網；項目優選；層次分析法

0　引言

隨著電力體制改革的推進，以及國資委對央企經營考核日益提升的要求，各級電網公司對投資效益和價值創造的要求也越來越高。各電網公司相繼建立了以各專業滾動規劃為依據，以投入產出效益為原則，按照安全性、經濟型、政策性等分類的項目優選模型［1-4］。但是，目前多數優選模型還停留在指標體系不完整、優選評分離散性大和無法實現跨項目類別比選等問題。本文針對廣州中低壓配電網現狀，基于AHP方法制訂了一套優選指標體系。并通過德爾菲法確定了各類項目及每項指標的優選權重，形成適用于廣州配電網的基建項目優選模型，通過并利用廣州供電局年度中壓配電網立項申報項目對本文提出的方法和模型進行實證研究加以驗證。結果表明，該模型可以有效指導廣州供電局中低壓配電網項目優選排序，并為科學安排項目投資規模提供支撐［5］。

1　 AHP模型

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是美國運籌學家匹茨堡大學教授T.L.Saaty于20世紀70年代初，在為美國國防部研究“根據各個工業部門對國家福利的貢獻大小而進行電力分配”課題時，提出的基于多目標的層次權重決策分析方法。AHP將結構較為復雜、決策準則較多且不易量化的難題，通過定量化的層次分析方法，轉換成比較容易解決的多目標綜合評價決策問題的實用方法［6］。

由于電網企業配電網投資項目優選評價是一個涉及到多層次指標，維度復雜且很多指標難以量化的問題，因此，適用于應用AHP法進行分析［7］。

本文將AHP方法應用到廣州中低壓配電網基建項目優選的流程包括以下關鍵環節。

（1）明確研究對象

確立目標明確的問題，即對研究對象進行系統分析，明確利用AHP法要解決的問題范圍、所包含的因素、因素之間的相互關系、所要采用的方法對策、能利用到的各種有利和不利因素等相關信息，都需要廣泛地收集。

（2）建立遞階層次結構

根據中低壓配電網基建項目的工程實際難度和所需達到的綜合目標，將中低壓配電網基建系統分解為不同的組成要素，以形成中低壓配電網基建項的不同層次。具體到中低壓配電網基建項的實際情況，分為由淺到深的中低壓配電網基建項目標層、準則層和方案層三個層次。

（3）構造兩兩比較判斷矩陣

確定遞階結構中相鄰層次元素間相關程度，通過構造兩兩比較判斷矩陣及矩陣運算的數學方法，確定對于上一層次的某個元素而言，本層次中與其相關元素的重要性排序即相對權值。采用“1-9標度法”形成判斷矩陣，如表1所示。

表1　指標權重

（4）層次單排序

根據判斷矩陣，計算出對于上層某元素而言，本層次各元素相對重要性權值，也就是確定同類別項目特性指標之間的權重值。層次單排序可以歸結為計算判斷矩陣的特征根與特征向量。

（5）一致性檢驗和計算重要性排序

運用特征根方法，通過兩兩比較，按規定標度確定層次中各因素的重要性排序等級。

另外，對象的復雜性與人們認識的多樣性決定了在構造判斷矩陣時，并不確保判斷矩陣具有嚴格的一致性。但是，要求判斷矩陣具有基本的一致性卻是必要的，因此需要對其一致性進行檢驗。

（6）計算各指標的組合權重

通過逐層計算，得到方案層對目標層的權重，根據已知的指標權重計算出評估對象的分值，得到最后結果。總排序一致性檢驗與單排序一致性檢驗一樣，如果層次總排序一致性檢驗不滿意，亦需對判斷矩陣進行調整，最后根據分析計算結果提出決策建議。

2　項目優選模型

2.1項目分類

根據本次研究目的和配電網投資項目分類原則，并結合《中國南方電網有限責任公司10（20）千伏及以下配電網項目可行性研究內容深度規定》中有關配電網項目分類方法，將配電網投資項目分為：解決中壓線路過載、解決中壓線路重載、解決中壓線路末端電壓不合格、變電站新出線滿足新增負荷供電、解決配變過載、解決配變重載、新建臺區滿足負荷需求、解決臺區電壓偏低問題、解決中低壓線路存在的安全隱患問題、完善中壓網架、更換殘舊設備或線路、其他等12類，其中其他類又根據廣州供電局的管理要求，分為降低線損和其他兩類。

2.2優選指標體系

（1）優選指標

本文通過廣泛調查研究，吸收國外內項目優選評價指標體系的經驗，同時結合廣州供電局自身特點，就每一類配電網投資項目建立了針對性的優選評價指標體系。

以解決中壓線路過載類項目為例，本文解決中壓線路過載類配電網投資項目優選評價指標體系采用了：保供電等級、負荷級別、改造前線路裝見配變容量（含專變）、過載時段、當前過載線路的最大負載率、前一次過載線路進行網架完善的時間、投資后過載線路的負載率、萬元投資改善負載率、客戶投訴9個指標。各指標的賦值及判斷標準如表2所示。

表2　中壓線路過載類項目指標

1）保供電等級

該指標用來反映用電負荷的重要程度。從社會影響等因素考慮，根據電力系統用電的重要性程度，結合實際供電的難度情況，對不同的用戶賦予不同的等級。

2）負荷級別

該指標用來反映配電網供電區規劃的中遠期用電負荷密度大小。

3）改造前線路裝見配變容量（含專變）

該指標用來反映中壓線路供電范圍大小。計算公式如下：

中壓線路裝見配變容量（kVA）=中壓公變容量之和（kVA）+中壓專變容量之和（kVA）

4）過載時段

該指標用來反映中壓線路正常運行狀態下（無轉供電）過載持續時間的長短。

5）當前過載線路的最大負載率

該指標用來反映當前中壓線路過載的嚴重程度。計算公式如下：

線路最大負載率=全區縣最大負荷日的線路最大負荷/線路最大傳輸容量。

6）前一次過載線路進行網架完善的時間

該指標用來反映中壓線路是否存在反復投資改善過載問題以及反復投資的時間間隔。

7）投資后過載線路的負載率

該指標用來反映投資后過載線路年最大負載率情況。計算公式如下：

線路最大負載率=全區縣最大負荷日的線路最大負荷/線路最大傳輸容量。

8）萬元投資改善負載率

該指標用來反映配配電網投資的經濟效益。指萬元配電網投資對應的中壓線路負載率改善程度。計算公式如下：

萬元投資改善負載率（%/萬元）=（當前過載線路的最大負載率（%）-投資后過載線路的負載率（%））/項目總投資（萬元）

9）客戶投訴

該指標用來反映客戶對于中壓線路過載引起的電能質量問題的關注程度。

12類項目總共建立了88個評價指標。

（2）指標權重

本文采用德爾菲法及專家打分法，其特點在于專家之間不得互相討論，也就是問題對專家來說是個黑箱子，但通過第三方不斷反復地咨詢專家意見，在專家中逐步找到共性點，從而將專家的共同意見作為指標權重。同樣以解決中壓線路過載的項目為例，各項指標權重如表3所示。

表3　中壓線路過載類項目的指標權重

2.3各類項目權重

為了區別各類配電網投資項目的重要性，本文也通過邀請各專業的專家對項目重要性進行兩兩打分，參照優選評價指標權重的確定方式，得出各類配電網投資項目重要性權重，該權重可在今后根據實際情況需要進行調整。各類項目權重如表4。

項目優選得分=該類項目分類系數×項目指標得分

表4　各類項目權重表

圖1　項目優選系統項目錄入界面

3　優選模型的應用

為使該優選模型的得到全面地應用，本文基于利用oracle數據庫開發廣州供電局中低壓配電網項目綜合評價優選系統，如圖1所示。并在2014、2015年廣州供電局配電網基建項目優選工作中全面應用，得到了良好的效果，在有限的投資內，充分發揮了資金的效益，解決了廣州中低壓配電網的迫切問題，使各項指標得到了明顯提升。

4　結論

本文基于AHP分析法，建立起配電網投資項目優選評級模型，實現了規范量化、客觀全面、可參照對比的中低壓配電網基建項目優選模型，并在實際工作中予以應用。實踐證明該模型符合廣州中低壓配電網實際，具有較好的推廣應用價值。

［1］盛四清，王浩.用于配電網規劃的改進遺傳算法［J］.電網技術，2008（17）：69-83.

［2］肖峻，崔艷妍，王建民，等.配電網規劃的綜合評價指標體系與方法［J］.電力系統自動化，2008（15）：35-40.

［3］王文山.電網建設項目投資決策評價［J］.電網技術，2007（S2）：90-92.

［4］趙會茹，王鶴，韓英豪，等.電網建設項目投資優化及輔助決策支持系統研究［J］.華東電力，2007（06）：31-33.

［5］趙云飛，陳金富.層次分析法及其在電力系統中的應用［J］.電力自動化設備，2004（09）：85-87.

［6］李曉輝，張來，李小宇，等.基于層次分析法的現狀電網評估方法研究［J］.電力系統保護與控制，2008（14）：57-61.

Research on Optimization Model of MV and LV Grid Infrastructure Project Based on AHP

LEI Cai-jia
（Guangzhou Power Supply Bureau，Guangzhou 510620，China）

To MV and LV distribution network in Guangzhou for infrastructure projects，proposed a preferred method based on AHP（Analytic Hierarchy Process，AHP）.According to the AHP system and project classification，the project type and the weight of each indicator is determined by the Delphi method，forming preferred model grid suitable for infrastructure projects in Guangzhou.And then oracle database is developed in Guangzhou Power Supply Bureau MV and LV distribution network project evaluation system.The proposed medium voltage distribution network situation in Guangzhou Power Supply Bureau is used to verify the proposed method.The results show that the model can fit all categories of project selection，to select the project urgently needed with the most benefits，effectively guiding the low voltage distribution grid construction and transformation.

distribution network；project selection；analytic hierarchy process

TM715

A文獻標識碼：1009-9492（2015）12-0043-04

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.012

雷才嘉，男，1982年生，廣東潮州人，碩士。研究領域：配電網規劃、微機保護、控制與自動化。已發表論文2篇。

（編輯：阮毅）

2015-11-25