基于單元制規(guī)劃的配電單元發(fā)展水平評價方法

祁 暉， 馮 偉， 楊 樂

（國網泰州供電公司，江蘇 泰州 225300）

0 引言

隨著我國經濟發(fā)展進入“新常態(tài)”，增長速度逐步放慢，與之相伴的電力需求增速也有所回落，供電公司售電收入增速放緩，單純依賴電量增長提升公司效益的發(fā)展方式難以為繼。隨著電力體制改革的深入推進，公司步入市場競爭更加激烈、投資監(jiān)管更加嚴格的發(fā)展環(huán)境。如何科學地進行配網項目儲備，統(tǒng)籌資金總盤，安排各供電單元的建設時序，是目前亟須解決的問題。本課題以“江蘇公司試點開展配網投資分級評估有效提高配電規(guī)劃投資效益”為契機，以配電單元為評價對象，充分考慮市場環(huán)境下各單元電網現(xiàn)狀、負荷電量變化、技術提升等多方因素，利用層次分析法AHP（analytic hierarchy process） 對配電單元的發(fā)展水平進行綜合評價，提出基于單元制規(guī)劃的配電單元發(fā)展水平評價方法，從而合理安排配電單元的建設時序，實現(xiàn)目標網架的有序建設，為泰州供電公司“精準投資”的決策目標提供參考。

1 配電單元發(fā)展水平關鍵指標選取

配電單元發(fā)展水平評價指標體系主要是找準配電單元現(xiàn)狀電網發(fā)展存在的突出問題，量化內需及外需的緊要迫切度。結合電網建設的重要關注點，從電網“內需”及“外需”兩方面著手，梳理影響配電網指標的關鍵要素。其中，電網“內需”指標體系從安全指數(shù)、供電質量、經濟運營3 個維度出發(fā)，以堅強可靠的電網滿足公眾的用電需求，保證配電“落得下、用得上”，以優(yōu)質高效的電力傳輸提供優(yōu)質高效的電力，保證配電“用得好、用得巧”；電網“外需”指標體系分別為負荷發(fā)展、網架承載、用戶接入，具體的關鍵指標如圖1 所示。其中，區(qū)別于常規(guī)指標的幾個指標釋義如下。

1.1 10 kV 線路運行均衡度

指標釋義：為實現(xiàn)電網資源的合理利用，同一單元內的10 kV 線路應運行均衡，其運行效率不應出現(xiàn)太大差異。對10 kV 線路運行效率均衡程度的分析能反映規(guī)劃建設和調度運行方面的問題。

不難證明，該均衡度是介于0 和1 之間的常數(shù)。均衡度越高說明單元內10 kV 線路的運行效率越一致，均衡度越低10 kV 線路的運行效率差異越大，可能存在局部重載或局部輕載的資源分配不合理現(xiàn)象。

1.2 負荷發(fā)展飽和度

指標釋義：負荷發(fā)展飽和度是表明單元負荷發(fā)展程度的指標。負荷發(fā)展飽和度采用現(xiàn)有負荷發(fā)展程度與近期負荷發(fā)展程度比值進行計算。

1.3 可開放容量占比

指標釋義：充分考慮配電單元內線路N-1 條件限制，計算單元內的可用裕度，即可開放容量。該指標作為業(yè)擴報裝是否可直接接入電網的判斷依據(jù)，一方面可反映配電單元的現(xiàn)狀供電能力，另一方面則可根據(jù)負荷增長及業(yè)擴報裝情況，動態(tài)分析現(xiàn)有網架、線路對負荷發(fā)展的適應性，反映配電單元現(xiàn)狀網架所對應的供電能力對未來負荷發(fā)展的支撐程度。

為了具備實現(xiàn)單元間的橫向對比，消除因配電單元規(guī)模大小而產生的可開放容量差異，評價采用“可開放容量占比”對各單元進行統(tǒng)一。

1.4 用戶接入便利度

指標釋義：反映配電單元對用戶接入的便利程度。由于用戶的接入半徑不易統(tǒng)計，且數(shù)量眾多，本次指標定義采用類似“城市路網密度”的計算方式，即計算區(qū)域內所有公線的總長度與區(qū)域內有效供電面積之比。

圖1 配電單元發(fā)展水平具體評價指標選取

2 配電單元發(fā)展水平評分方法

2.1 權重設置

在統(tǒng)計理論和實踐中，權重是表明各個評價指標（或者評價項目） 重要性的權數(shù)，表示各個評價指標在總體中所起的不同作用。本文指標權重的確定采用層次分析法。

對于配電網而言，不管是從社會責任還是從電網企業(yè)角度出發(fā)，電網的安全可靠運行都是最重要的，只有切實保障了電網的安全運行、電網的優(yōu)質供電，電網企業(yè)才有長足發(fā)展的根基?；谠擖c考慮，配電網內需中的3 個關鍵指標重要程度分別為安全指數(shù)>優(yōu)質供電>高效運營。

與此同時，如果具體指標影響的對象較多，其對配電網來說也相對更為重要，這是從影響角度來對指標重要性的一個大致判斷。為此，基于具體特性指標與關鍵指標之間的影響機理，分析每個具體特性指標重要程度。將各具體指標影響對象進行匯總，得到的交集結果如圖2 所示。

圖2 具體特性指標與關鍵指標的關系分析

通過圖2 可以大致了解各個指標對于配電網的影響程度。其中，重載因素交集次數(shù)最多，對電網安全指數(shù)、優(yōu)質供電、高效運營3 個維度均有影響，其重要程度不言而喻；其次交集較多的為10 kV 線路截面規(guī)范化率、10 kV 長度超限比例。因此，就單一維度內，這幾個指標的重要度要高于其他指標。

在此分析基礎上，采用“1～9 標度”含義表（見表1） 構建判斷矩陣并賦值。

表1 重要性標度含義表

指標權重具體計算步驟如下。

a） 構建判斷矩陣。綜合權衡各項條件，給出的內需及外需指標判斷矩陣見表2、表3。

b） 幾何平均法求權重。根據(jù)表2、表3 分別計算配電單元發(fā)展水平內需及外需的指標幾何平均數(shù)Wi、Qi。

設m階判斷矩為首先按行將各元素連乘并開m次方，即求得各行元素的幾何平均值

表2 配電單元發(fā)展水平判斷矩陣——內需

表3 配電單元發(fā)展水平判斷矩陣——外需

再把bi（i=1，2，3，…，m）歸一化，即求得指標xj的權重系數(shù)wj

具體以10 kV 線路平均電源數(shù)W1為例進行計算，計算公式如下

其他依次類推計算出W2～W10以及Q1～Q3數(shù)值。對各矩陣進行歸一化處理，求出各指標權重。

其他依次類推計算出W2’~W10’以及Q1’~Q3’數(shù)值。

由計算結果可知，10 kV 線路重載指標權重最高，為0.297；10 kV 架空線路絕緣化率、10 kV 老舊線路、10 kV 線路分段合理率權重相對較低，均為0.025。

2.2 評分標準

依據(jù)指標含義，將配電單元發(fā)展水平具體特性指標分為正指標與負指標。正指標指該指標取值越高越好，理想值為1；負指標則是取值越低越好，理想值為0。針對不同的指標類型，指標評分計算公式如下。

式中：x為評價指標現(xiàn)狀值，y為評價指標得分；對于正向或逆向指標，a為指標下限，“低于”該值時得分為0；b為指標上線，即目標值，達到或高于該指標時得滿分。

具體特性指標的類型和及指標參考限值見表4。結合各指標得分，最終計算出配電單元的現(xiàn)狀評分。在此評分體系下，配電單元評分越低說明該配電單元現(xiàn)狀越差，需要提升的迫切程度越高，需重點安排項目予以解決提升。

3 案例應用及分析

基于網格化規(guī)劃的配電網建設投資策略已基本完善，在此基礎上，泰州供電公司以海陵區(qū)最新規(guī)劃項目為試點，對2018—2020 年的規(guī)劃項目進行了實例應用，為海陵區(qū)配電網項目計劃排序決策提供了依據(jù)。

根據(jù)配電網格劃分原則，泰州市共劃分99 個供電分區(qū)、427 個供電網格。由于市政民生工程項目、配電網安全穩(wěn)定運行項目是涉及電網、人身安全及具有政治意義的項目，所以在項目安排上，首先將區(qū)域內所有必須完成的特殊項目摘出，享有絕對優(yōu)先權，優(yōu)先建設。按照相關評分細則，對泰州海陵區(qū)各網格發(fā)展水平進行打分計算。結果如表5 所示。在表5 各網格發(fā)展水平得分確定的基礎上，按照得分由高到低進行降序排序，該次序即為考慮發(fā)展水平因素下得到的泰州各網格的建設優(yōu)先級。

表4 各供電區(qū)域評價指標參考系數(shù)值

以TZHL_JS_11C 網格為例，改造前該網格存在重載線路4 回，不通過“N-1”校驗線路5 回，架空裸導線9.5 km，長度超限線路5 回，站內聯(lián)絡線3 回，對應到單體項目得分，以該網格的“泰州海陵110 kV 云龍變10 kV 配套工程”為例進行說明。

該項目解決了重載線路1 回，不通過“N-1”校驗線路2 回，長度超限線路2 回，標準接線3回，則該項目對該網格技術指標得分提升貢獻度為 [（1/4）×0.297×100+（2/5）×0.22×100+（2/5）×0.042×100+（3/3）×0.158×100]×0.5=16.85（分）。

同理計算該網格內其他項目得分，最終得到各單體項目對該網格技術指標得分提升貢獻度得分（見表6），并以此進行項目排序。

表5 各網格發(fā)展水平評價結果

表6 TZHL_JS_11C 網格內單體項目貢獻度得分

4 結束語

為了與單元制規(guī)劃相呼應，力求“單元制”理念貫穿到項目投資領域，把握分區(qū)電網的差異性、敏感性，提高項目投資的精準性、適應性，以配電單元為基礎，參考單元屬性，兼顧單元發(fā)展需求，構建了相應的關鍵評價指標體系。通過配電單元發(fā)展水平評價分析，找準配電網發(fā)展存在的突出問題，從宏觀層面多維度分析確定配電單元投資重點，最終實現(xiàn)精準投資目標。