基于層次分析法的電網安全經濟性評價研究

張亞鵬 葛鵬江 申雅茹 宮曉珊 樊麗君 胡彩紅

1.國網寧夏電力有限公司經濟技術研究院； 2.國網青島供電公司； 3.北京成和能源咨詢有限公司

一、引言

電力系統的安全經濟運行是我國國民經濟生產重要保障。保障電網安全工作具有長期性、復雜性、艱巨性和反復性的特點。電網快速發展、規模不斷擴大，設備數量大幅增加，內外部環境更加復雜，影響安全的因素不斷增加，電網安全生產面臨諸多風險與挑戰，對安全工作提出更高標準和要求。化解電網公司各種安全風險，實現長治久安，應深化對電網發展規律和技術變革趨勢的認識，堅持標本兼治，大力推進本質安全建設，努力打造本質安全電網。為此，需要構建緊密圍繞電網安全經濟運行評價指標體系，為電網可持續發展提供決策參考。

文1對跨省區大電網安全約束經濟調度所涉及的平衡策略、聯絡線計劃及大規模網絡約束等問題進行模型構建,并通過優化目標選擇及約束條件配置構建適用于滿足不同需求的安全約束經濟調度模型,從而實現求解性能與使用效果的合理匹配。文2提出聚合電網、可觀測點、可觀測點的觀測函數和調控函數的概念,給出聚合電網性能指標,提出可觀測點、可觀測點的觀測函數和調控函數之間的互動關系,實現聚合電網漸進調控機制。文3提出兩種提高輸電運行彈性空間的方式及其建模方法：基于轉移分布因子,建立線路故障短時增容彈性模型；基于互聯外網靜態等值模型,建立考慮外網運行約束的聯絡線調整彈性模型，進而提出考慮輸電運行彈性空間的N-1安全經濟調度優化模型。電網安全經濟運行需要結合地方經濟發展水平和電網投資能力進行評估，本文提出基于層次分析法的電網安全經濟性評價指標體系，結合寧夏電網實際，給出評估案例，論證本文所提方法的合理性。

二、指標體系構建原則

電網安全經濟運行指標體系是對電網安全經濟運行服務業務的發展程度的客觀評價和反映，因此構建評價指標體系一方面要遵循構建評價指標體系的一般原則，另一方面還要根據影響電網安全經濟運行服務的主要影響因素來確定。既要遵循完整性、實用性、規范性及科學性等一般性原則，也要考慮電網安全經濟運行服務對社會經濟的推動，對國家城市環境的影響及對各種能源服務的需求預測等。

（一）指標體系框架

電網安全經濟運行評價指標體系堅持安全第一、預防為主、綜合治理，緊緊圍繞設備安全、運行安全、人身安全、用戶安全，通過電網設備、電網技術、安全管理、可靠供電、效率效益和核心競爭力等方面的指標體系設計，全面覆蓋規劃設計、基建施工、調度運行、運維檢修各環節。

具體指標包括：在役設備抽檢合格率、在役設備周期受檢率、采購設備抽檢合格率、設備運檢智能化率、新能源滲透率、直流受電比例、自然災害發生次數、常規機組性能達標率、大用戶內部管理達標率、在役二次系統抽檢合格率、在役二次系統周期受檢率、采購二次系統抽檢合格率、二次系統運檢智能化率、網絡攻擊次數、網絡攻擊攔截成功率、電網基建管理合格率、電網安全宣貫覆蓋率、電網投資增供效益、電網投資增供效率、新增電網投資增供效益、新增電網投資增供效率、新增泛在電力物聯網投資總額、新增“兩網”融合新興產業集群投資額等。采用層次分析法將電網安全經濟運行評價指標分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關聯影響以及隸屬關系將因素按不同層次聚集組合，形成設備安全、運行安全、人身安全、用戶安全6個維度的分析結構模型，從而最終使綜合評價值歸結為最低層指標相對于綜合評價值的相對重要權值的確定或相對優劣次序的排定。

（二）案例分析

寧夏回族自治區2018年GDP達到3705億元，增速7%，比全國平均增速高4個百分點。其中，第一產業增長4.0%，第二產業增長6.8%，第三產業增長7.7%。常住人口688.11萬人，全區人均生產總值54094元，增長6.0%。發電裝機4715萬千瓦，其中水電、火電、風電、太陽能發電裝機分別為43萬、2845萬、1011萬和816萬千瓦。發電量1614億千瓦時，全社會用電量1065億千瓦時。固定資產投資39億元，其中，電網投資35億元。城網供電電壓合格率達99.997%，供電可靠率99.953%。農網供電電壓合格率達99.878%，供電可靠率99.811%。

通過邀請電網公司內外部專家，針對上述寧夏電網安全經濟運行評價指標的合理性、指標權重及各指標值按百分制進行打分，經一致性檢驗，得出寧夏電網安全經濟運行綜合分數為96。未來主要改進方向是加大配電網建設力度，提高工業園區等重點用戶的供電質量，解決配電網負荷不均衡、容載比分布不均等問題；提高電網運行技術和管理水平，促進供電質量提升，滿足寧夏經濟社會發展的安全可靠用電需求。近期寧夏電網企業需要加大力度開展電網建設運營數據治理、分析工作，挖掘內部潛能，助力寧夏電網提高效率效益、實現可持續發展。

三、結論

電力系統的安全經濟運行是國民經濟生產重要保障，新形勢下電網安全生產面臨諸多風險與挑戰。本文結合地方經濟社會發展，圍繞電網設備安全、運行安全、人身安全、用戶安全，構建涵蓋電網設備、電網技術、安全管理、可靠供電、效率效益和核心競爭力等方面的綜合評價指標體系，應用層次分析法進行綜合評價。案例表明，寧夏電網需加大配電網建設力度，提高電網運行技術和管理水平，近期可通過電力大數據技術挖掘內部潛能，助力寧夏電網提高效率效益、實現可持續發展。案例表明所提方法的可行性。