110kV電網(wǎng)網(wǎng)架綜合評價指標體系研究

國網(wǎng)揚州供電公司 李培培 陳正華 鄧杰 陳浩

1 引言

本文基于揚州配電網(wǎng)網(wǎng)架的規(guī)劃，通過綜合評價方法建立兼顧安全性、經(jīng)濟性和可行性等各種因素的指標體系，將各個因素按不同層次聚集組合，確定指標權(quán)重，并采用模糊隸屬度方法確定指標評分標準，形成一個多層次的電網(wǎng)網(wǎng)架綜合評價方法。

2 電網(wǎng)綜合評價體系

研究電網(wǎng)網(wǎng)架時，通常根據(jù)電網(wǎng)現(xiàn)狀和發(fā)展情況，可以設計和考慮多種可行的優(yōu)化方案。而評價這些方案的優(yōu)劣，選擇最優(yōu)方案則是本文研究的重點。如圖1所示為綜合評價指標體系，包括安全性、經(jīng)濟性和可行性等一級指標[1～3]，以及各一級指標的下級指標。

圖1 110kV電網(wǎng)網(wǎng)架評價方法體系結(jié)構(gòu)

3 綜合評價方法

3.1 評價指標

3.1.1. 安全性指標

電網(wǎng)供電安全性指標可以通過數(shù)值大小來衡量電網(wǎng)安全性好壞。本文的安全性指標主要包括：主變負載率。主變通過容量占額定輸送容量的比值；線路負載率。線路通過容量占額定輸送容量的比值；“N-1”通過率?！癗-1”的線路條數(shù)占線路總數(shù)的比值；短路電流。通過三相短路電流計算，判斷變電站主接線形式和一次電氣設備選型的合理性，為電網(wǎng)采取限值短路電流措施提供依據(jù)，進而提高電網(wǎng)網(wǎng)架合理性；同塔雙回線“N-2”情況下的損失負荷。同塔雙回架設的線路發(fā)生“N-2”故障時，負荷損失的值；是否達到目標網(wǎng)架。110千伏電網(wǎng)應充分利用現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的資源，因地制宜，因網(wǎng)制宜，逐步形成以鏈式結(jié)構(gòu)為主的目標網(wǎng)架，減少輻射方式供電。

3.1.2. 經(jīng)濟性指標

經(jīng)濟性指標由年費用F_ann描述，與電網(wǎng)網(wǎng)絡損耗和建設成本有關(guān)，可用如式（1）～（7）所示的表達式描述。

表1 分級標準

表2 綜合評價體系各指標權(quán)重

式中，F(xiàn)tot為工程建設總投資，F(xiàn)_T_tot、F_L_tot分別為變電投資和線路投資；η為資金回收系數(shù)，i為投資收益率，y為計算期，η為0.146；F_op_ann為年運行費用，F(xiàn)_con_ann、F_los分別為維護費和網(wǎng)損費，W_ann為全年電能損耗，ΔP為最大負荷時功率損耗，t為損耗小時數(shù)。

3.1.3. 可行性指標

方案可行性通常需要從站址和路徑的可行性，接入母線間隔是否充裕，是否需跨越其他線路或鐵路、高速、河流等因素決定。

3.2 指標得分標準

指標的定性描述須通過量化轉(zhuǎn)換成規(guī)范的定量數(shù)據(jù)，這是由不同的底層指標是基于不同含義和目的設計而決定的。另外，量化后的數(shù)據(jù)往往具有不同的量綱和數(shù)量級，需要規(guī)范化后才能進行比較或者綜合。這種利用一定的標度體系將各種原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可用于直接比較的規(guī)范化格式就是指標得分標準[4]。

制定指標得分標準的方法采用最為廣泛的是模糊隸屬度法，利用隸屬度函數(shù)反映被考察對象某種模糊性質(zhì)或隸屬某個模糊概念的程度，即建立一個從論域（被考察對象的全體）到[1，5]上的映射。實際工程中，隸屬度函數(shù)通?？梢苑譃槌杀拘?、效益型和適中型三類[5]。指標的得分標準實際就是該指標的隸屬度函數(shù)。隸屬度函數(shù)多為單點模糊評估，在計算得到指標的具體數(shù)值后，直接對照該指標的隸屬度函數(shù)，便可獲得指標的得分，即某項指標對應其隸屬度函數(shù)上的一個確定隸屬度。

本報告將典型網(wǎng)架分為5級，分級標準見表1。

3.3 綜合評價方法

指標權(quán)重是指各項考察指標的相對重要性程度及其在整體中所占價值比例的量化數(shù)據(jù)[6]。平級指標權(quán)重之和為1，平級指標的權(quán)重大小反映其相對于其他指標重要性的高低，一般可用向量表示，如具有n項指標的某層權(quán)重可表示為{X1，X2，…，Xn}，且X1+X2+…+Xn=1。指標數(shù)量不多時，通常由專家直接確定其權(quán)重；指標數(shù)量較多時，專家很難兼顧全局，此時通常按照兩兩比較的方式確定其權(quán)重大小。

輸入收集到的指標原始數(shù)據(jù)，依據(jù)指標的計算公式，以指標的評估判據(jù)作為判斷閥值計算指標數(shù)值，對照指標的評估標準將指標數(shù)值規(guī)范化。

采用層次分析法對指標權(quán)重進行賦值和優(yōu)化，以提高優(yōu)化的可行性和合理性，權(quán)重優(yōu)化結(jié)果如表2所示。

采用如式（8）所示的表達式對各級指標進行綜合計算，求得綜合評價指標。

需要說明的是，綜合評分分值越高優(yōu)化方案越好。

表3 綜合評分1

表4 綜合評分2

4 算例分析

以變電站X為例，評價其優(yōu)化方案的優(yōu)劣。經(jīng)計算，變電站X兩個優(yōu)化方案的綜合評分如表3、4所示。

由上表可見，對變電站X而言，方案一比方案二綜合評分高，即方案一優(yōu)于方案二。

5 結(jié)論

本文以變電站X為例，基于揚州電網(wǎng)現(xiàn)狀網(wǎng)架和遠景規(guī)劃，遵循A、B類供電區(qū)域優(yōu)先優(yōu)化的原則，設計優(yōu)化方案，首先計算其安全性和經(jīng)濟性指標，然后通過現(xiàn)場踏勘，分析相關(guān)變電站站址和線路路徑的可行性；最后，考慮各方案的實際可行性。兼顧上述各項因素，建立綜合評價模型，計算綜合評價指標，判斷方案優(yōu)劣，具備科學性和合理性，并有一定的可復制性。