配電系統(tǒng)利用效率評估研究進展與展望

袁博

(國網(wǎng)河北省電力有限公司經(jīng)濟技術研究院，石家莊050021)

0 引言

我國配電系統(tǒng)投資的持續(xù)增加使其規(guī)模迅猛發(fā)展。近年來，配電系統(tǒng)以優(yōu)化可靠性為主要目標，帶來了利用效率不高等問題；加之可再生能源、多元化負荷、柔性裝置等新資源的廣泛接入，配電系統(tǒng)的整體利用效率亟待優(yōu)化。在提質增效的電力發(fā)展模式下，提升配電系統(tǒng)利用效率的需求日益迫切。其中，作為優(yōu)化利用效率基礎的評估技術受到廣泛關注，并在利用效率提升方面發(fā)揮著重要作用。然而，與之不適應的是，對配電系統(tǒng)利用效率評估的研究目前尚處于由淺及深的探索過程，具有一定基礎、但整體有待深入。目前，尚無跡象表明相關學者對配電系統(tǒng)利用效率評估進行了綜述研究。

因此，本文對配電系統(tǒng)利用效率評估的研究現(xiàn)狀進行全面綜述，并重點針對該技術領域中適應性評估方法進行展望，以期指導后續(xù)研究。本文結構安排如下：第1節(jié)按照運行資源、存量資源和輔助資源，定義了配電系統(tǒng)利用效率的3類內涵；第2節(jié)按照設備層面和系統(tǒng)層面對配電系統(tǒng)利用效率評估的研究進展進行總結，并分析其內在邏輯聯(lián)系；第3節(jié)針對未來適應性的配電系統(tǒng)利用效率評估方法進行探討，探討未來的研究方向，提出基于3大維度的評估指標體系、設備個體和系統(tǒng)整體的互動評估思路等，并指出配電系統(tǒng)利用效率評估的拓展研究方向；第四章對全文進行了總結。

1 配電系統(tǒng)利用效率的內涵

由于整體研究時間不長，配電系統(tǒng)利用效率尚沒有統(tǒng)一、全面的內涵。為此，在綜合總結國內外對配電系統(tǒng)利用效率界定的基礎上[1 - 3]，本文給出一種配電系統(tǒng)利用效率的含義。

定義1(配電系統(tǒng)利用效率)配電系統(tǒng)利用效率有“廣義”與“狹義”之分。廣義利用效率由配電系統(tǒng)運行資源利用效率、配電系統(tǒng)存量資源利用效率、配電系統(tǒng)輔助資源利用效率3個部分組成；狹義利用效率專指是配電系統(tǒng)運行資源利用效率，運行資源也是配電系統(tǒng)各類資源中最重要的部分。

廣義利用效率3個組成部分進一步定義如下。

定義2(運行資源利用效率)配電系統(tǒng)運行資源利用效率是指，系統(tǒng)中實際運行的電氣資源(含電氣二次資源)的利用效率，應包括設備利用效率和系統(tǒng)利用效率兩個層面。

該定義中，設備利用效率指，單一設備或某類設備的利用率；而系統(tǒng)利用效率則指，配電系統(tǒng)的整體利用效果。在此指出，在評估配電系統(tǒng)運行資源利用效率時，應充分考慮設備利用效率和系統(tǒng)利用效率，并應計及正常運行方式和故障運行方式。

定義3(存量資源利用效率)配電系統(tǒng)存量資源利用效率是指，非運行中的電氣資源(含電氣二次資源)的利用效率，包括老舊資源利用情況和備用資源儲備情況。

該定義中，老舊資源情況指，暫時廢棄且可進一步應用的電氣資源(如設備升級后被替代的老舊線路、變壓器)；備用資源情況則指，已采購但近期尚沒有建設或安裝計劃的電氣資源(如備用的智能電表)。這里指出，在配電系統(tǒng)存量資源利用效率評估時，應綜合考慮電網(wǎng)運行和設備需求等情況，即在保障系統(tǒng)安全和適應發(fā)展的前提下，老舊資源利用量越高、備用資源的儲備量越少時，存量資源利用效率越高。

定義4(輔助資源利用效率)配電系統(tǒng)輔助資源利用效率是指，非電氣類資源的利用效率。

該定義中，非電氣類資源是指，除電氣資源之外一切電網(wǎng)公司資產(chǎn)內的可用資源，如電纜管廊、架空線路走廊、配套建筑、建設用地，以及所具有的知識產(chǎn)權、軟硬件系統(tǒng)等。

本文所述的配電系統(tǒng)利用效率，是指狹義的配電系統(tǒng)利用效率，即配電系統(tǒng)運行資源利用效率。本文對配電系統(tǒng)利用效率評估所做的工作，也主要面向運行資源開展的。目前，配電系統(tǒng)利用效率評估已具有一定研究進展[4 - 5]，并在逐步深入。本文將從總結研究進展和探索研究展望兩個核心方面，進行綜述研究。

2 配電系統(tǒng)利用效率評估的研究進展

電網(wǎng)公司常用“三率”(供電可靠率、線損率和電壓合格率)來評估配電系統(tǒng)的實際工程，但這3個指標過于單一，未能真正反映利用效率。配電系統(tǒng)利用效率評估的核心在于評估指標的構建，本文在梳理該領域研究現(xiàn)狀的基礎上，將配電系統(tǒng)利用效率評估的研究進展分為兩類，分別是設備層面的利用效率評估和系統(tǒng)層面的利用效率評估，這也與上節(jié)所述配電系統(tǒng)運行資源利用效率的定義一致。

2.1 設備層面的配電系統(tǒng)利用效率評估

設備層面的利用效率評估是針對某個設備或某些設備的評估。最初，文獻[6]通過變壓器和線路的容量利用率表征運行設備的利用效率；文獻[7]則利用相關性分析并從資產(chǎn)管理角度提出設備運行效率評估指標體系；上述研究對象是包括輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)在內的各級電網(wǎng)。隨后，針對110 kV及以下配電系統(tǒng)，相關學者基于設備和網(wǎng)絡兩個維度的相互關系，定義了配電系統(tǒng)設備利用率，考慮供電可靠性、網(wǎng)架結構、負荷特性、電網(wǎng)建設裕度等影響因素，提出配電系統(tǒng)設備利用率評價標準和提升措施[8]；進而結合供電能力的中低壓配電系統(tǒng)設備合理利用效率研究受到關注[9]。同時，在實例方面，文獻[10]分析廣東配電網(wǎng)中不同地區(qū)、不同電壓等級的設備利用率及其效率低下的原因。

一般來說，配電系統(tǒng)的核心電氣設備包括變壓器和線路兩類。在變壓器方面，文獻[11]以配電變電站為評估對象，根據(jù)某省變電站輕載情況，剖析了變壓器輕載原因；在線路方面，文獻[12]根據(jù)未來負荷增長、設備停運及發(fā)電機組經(jīng)濟分配等因素，通過計算線路潮流概率分布，獲取線路利用率；文獻[13]則提出了一種基于經(jīng)濟性與可靠性協(xié)調的線路最大利用率評估方法，可獲取線路年均利用率最高水平。上述變壓器和線路的評估對于輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)均具有適用性。

與各類評估思路一致，設備層面的利用效率評估涉及兩個核心環(huán)節(jié)——“各評估指標的構建”(評估指標體系)和“綜合評估指標的計算”。在評估指標體系方面，可從負載率、容載比、容量因子和全周期利用率等不同側面全方位分析設備利用狀態(tài)以構建設備利用率指標體系[14]；或通過安全準則、用電需求、電網(wǎng)建設、負荷特性、分布式電源、設備壽命等影響設備利用率的因素，構建評估退役設備和在運設備的利用效率指標體系[15 - 16]。在綜合評估指標計算方面，文獻[17]構建了基于層次分析法與改進熵權法的設備利用率綜合評價方法，實現(xiàn)主客觀的結合。從本質上講，評估指標構建與計算密不可分，且各類評估指標之間的關聯(lián)性較強。文獻[18]從供電可靠性、網(wǎng)絡結構、供電能力、建設裕度等影響因素中梳理設備利用率指標體系，采用灰色關聯(lián)閾值變權法對層次分析法確定的權重進行調整，得到綜合評估結果。目前，雖然配電系統(tǒng)設備利用效率的具體指標呈現(xiàn)出多樣化的狀態(tài)，但始終從設備利用效率影響因素入手，根據(jù)不同需求構建相應指標[19]。

近年來，隨著研究的深入，設備層面的配電系統(tǒng)利用效率評估出現(xiàn)了2個新特點。

1)考慮非利用率因素的配電系統(tǒng)設備利用效率評估。這類評估的指標是在傳統(tǒng)設備利用效率指標基礎上，考慮與之相博弈的因素構建指標。其中，最具代表性的博弈因素是安全可靠性。文獻[20]提出考慮安全約束的電網(wǎng)利用率評估思路，在概率潮流計算中考慮基于安全約束的發(fā)電調度算法，從而得到設備利用率。文獻[21]則基于國務院599號令構建不同等級事故發(fā)生概率的要求，提出以等級事故概率為約束的設備利用效率評估方法。

2)考慮可再生能源影響的配電系統(tǒng)設備利用效率評估。這類評估通過分析各類可再生能源對傳統(tǒng)設備利用率的影響實現(xiàn)的。文獻[22]研究了分布式電源接入對配電系統(tǒng)設備利用率的影響并提出針對性優(yōu)化措施；文獻[23]則基于運行效率和投資效益構建計及新能源接入的評估指標體系，并基于古林法改進物元可拓模型以實現(xiàn)評估主客觀結合。

2.2 系統(tǒng)層面的配電系統(tǒng)利用效率評估

系統(tǒng)層面的利用效率評估是指針對整個配電系統(tǒng)的整體利用效率評估，涉及電源、電網(wǎng)、負荷3個方面，可以是針對源、網(wǎng)、荷中某一方面的整體評估，也可以是針對“源-網(wǎng)-荷”的整體評估。近十年前，就有學者從年最大負荷、變壓器容量、線路容量、土地利用情況等方面對利用效率進行評估[6]；隨后，相關學者以全壽命單位輸電成本為核心，從運行效率、安全性、經(jīng)濟性、可靠性等角度，提出運營效率評價指標體系[24]，并對比國內外電網(wǎng)評估結果[25]。這些指標體系雖然針對輸電網(wǎng)，但其思想可用于配電系統(tǒng)利用效率評估。文獻[26]提出了一組反映輸配電網(wǎng)整體利用效率的利用水平指標及指標近似估算方法，并從利用水平角度研究了日本輸配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)律。文獻[27]則考慮負荷率、功率因數(shù)和負載率等，構建了評價配電系統(tǒng)利用率的綜合指標。隨著智能電網(wǎng)的推進，相關學者研究了智能電網(wǎng)評價指標，指出利用效率是智能電網(wǎng)評估的重要方面，并提出智能電網(wǎng)設備利率上限、實際利用率、相對利用率等指標的計算方法[28]。

隨著研究的深入，目前系統(tǒng)層面的配電系統(tǒng)利用效率評估，正在關注以下研究方向。

1)考慮非利用率因素的配電系統(tǒng)利用效率評估。與設備層面的評估思路相同，這類評估是在系統(tǒng)利用效率的傳統(tǒng)評估指標基礎上，考慮與之相博弈的可靠性、安全性、風險性等因素。例如，相關研究在構建了利用效率影響因素的基礎上，根據(jù)相關性分析，引入風險因素、網(wǎng)架結構、負荷特性以及電網(wǎng)發(fā)展裕度等影響因素的系數(shù)修正變量，結合靜態(tài)安全分析提出整體利用率評估方法[29]。再如，文獻[30]構建了以最大供電能力為目標、以供電可靠性為約束的非線性模型，結合饋線分區(qū)理念改進配電系統(tǒng)可靠性評估思路，提出考慮供電可靠性的中壓配電系統(tǒng)供電能力評估方法，可用于表征配電系統(tǒng)的整體利用效率評估。

2)基于供電能力或能源利用率的配電系統(tǒng)利用效率評估。供電能力和能源利用率是傳統(tǒng)利用效率指標的集中體現(xiàn)，本文將其歸為一類。其中，供電能力可視為電網(wǎng)支撐負荷的綜合指標，而能源利用率可視為各類電源(含以電為最終并網(wǎng)形式的可再生能源)支撐負荷的綜合指標。顯而易見，這兩類指標是表征系統(tǒng)整體利用效率的主要指標。在供電能力方面，常以最大供電能力進行表征[30]；文獻[31]在最大供電能力的基礎上考慮平均供電能力，以評估配電系統(tǒng)拓撲接線方案；文獻[32]則以最大供電能力為目標、以可靠性需求和故障后負荷響應經(jīng)濟性為約束，提出主動配電網(wǎng)供電能力評估方法，并驗證其對提升利用效率的有效性。在能源利用率方面，文獻[33]構建了一套涵蓋配電規(guī)劃、設備參數(shù)、設備運行狀態(tài)等指標的配電系統(tǒng)能效指標體系，并通過層次分析法確定指標權重；文獻[34]則考慮多類綜合能源的多能流特性及其對配電系統(tǒng)的影響，構建用于多能協(xié)同配電園區(qū)的能源利用率指標。

3)考慮可再生能源的配電系統(tǒng)利用效率評估。本文將配電系統(tǒng)中的“可再生能源”進一步劃分為可再生電源和區(qū)域綜合能源。(1)可再生電源以風電、光伏等為主要形式，文獻[35]考慮分布式電源出力隨機性，提出含分布式電源的配電系統(tǒng)中供電能力的概率評估方法；文獻[36]則基于電動汽車充電網(wǎng)、電力用戶、交通網(wǎng)和配電網(wǎng)之間的耦合關系建立四個準則，構建了涵蓋利用效率評價的電動汽車快充網(wǎng)綜合評估指標體系；文獻[37 - 38]針對微電網(wǎng)進行評估，前者運用魚骨圖建立“源-網(wǎng)-荷”3個維度的微網(wǎng)運行效果評估指標體系，后者則建立考慮全壽命周期內的收益和成本，分析微網(wǎng)項目綜合效益。(2)區(qū)域綜合能源即綜合能源系統(tǒng)的起步階段，多能協(xié)同效果、能源利用率、可再生能源消納率等[34]，是整體利用效率的重要指標；文獻[39]針對“電力-天然氣-熱力”區(qū)域綜合能源系統(tǒng)，分析能源耦合環(huán)節(jié)并建立能量流綜合求解模型，采用系統(tǒng)內耦合性在一定程度上表征利用效率。

4)面向新發(fā)展目標的配電系統(tǒng)利用效率評估。這類評估的核心在于新發(fā)展目標對利用效率的影響，而發(fā)展目標則是隨時間變化的，故該類評估未來將不斷出現(xiàn)新的研究重點。綠色低碳、資源市場化、資源協(xié)調性、社會效益等，是現(xiàn)階段和未來一段時間內配電系統(tǒng)的新發(fā)展目標。文獻[40]建立系統(tǒng)運行均勻性與傳統(tǒng)經(jīng)濟性/安全性之間的關系，并基于此提出了針對運行安全與資產(chǎn)利用效率的均勻性分析方法；文獻[41]則針對大規(guī)模電動汽車對電力市場競爭造成的影響，建立了電力市場古諾均衡模型，可用于分析含電動汽車的配電市場。針對低碳電網(wǎng)，文獻[42]提出面向低碳目標的電網(wǎng)節(jié)能與經(jīng)濟運行評價方法，通過低碳分析實現(xiàn)配電系統(tǒng)利用效率的輔助評估；文獻[43]則基于全生命周期分析理念，構建低碳電網(wǎng)的綜合評價指標體系，可用于表征配電系統(tǒng)的碳利用率。文獻[44]針對社會效益，運用“壓力—狀態(tài)—響應”邏輯框架，將新技術應用視為壓力，將新技術引起的運行效率和資源配置能力的提高作為過渡狀態(tài)，實現(xiàn)社會效益角度的配電系統(tǒng)利用效率評估。

2.3 設備層面和系統(tǒng)層面的評估統(tǒng)一性

在配電系統(tǒng)利用效率評估的研究進展中，設備層面的評估和系統(tǒng)層面的評估在本質上具有統(tǒng)一性，其統(tǒng)一于綜合評估思想，即：對各類設備利用率的評估結果進行綜合，可獲取系統(tǒng)整體評估結果。換言之，設備層面評估是微觀過程，包括單一設備評估和某類設備整體評估；而系統(tǒng)層面的評估則是宏觀過程，其基于某類設備得到的系統(tǒng)整體評估，由多個微觀過程組成。隨著近年來各類可再生能源的接入，區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的評估成為了配電系統(tǒng)評估的拓展。如圖1所示，本文給出了設備層面和系統(tǒng)層面的利用效率評估統(tǒng)一性，其中設備層面和系統(tǒng)層面均具有的多個相應的評估指標，可形成對應的評估指標體系。

圖1 配電系統(tǒng)利用效率評估的一致性Fig.1 Correspondance of the ultilization efficiency evaluation of power distribution system

3 配電系統(tǒng)利用效率評估的研究展望

未來配電系統(tǒng)利用效率評估應適應其發(fā)展形勢，以全面性為目標評估利用效率。配電系統(tǒng)利用效率全面評估中存在兩個關鍵要素，分別為評估指標體系構建和綜合評估指標求解。本文在未來研究展望和未來適應性方法探討中，均按照這兩個關鍵要素進行分析。

3.1 配電系統(tǒng)利用效率評估的未來研究方向

3.1.1 評估指標體系的研究方向

目前，評估指標對配電系統(tǒng)利用效率的考慮尚不全面，對接入系統(tǒng)的影響因素考慮不足。因此，未來應在設備層面和系統(tǒng)層面評估的基礎上，重點從以下2個方向上進行改進性研究。

1)全面的配電系統(tǒng)利用效率評估指標體系研究。這類研究包括2個方向——指標組成類型和指標表征方式。(1)在指標組成類型方面，未來應從運行資源類型和利用效率類型(同類運行資源中)兩個維度確定指標組成類型，因此，如何將配電系統(tǒng)運行資源按照利用效率屬性進行分類，并基于分類結果劃分各類運行資源中的利用效率類型，是未來的研究重點。(2)在指標表征方式方面，未來應以指標組成類型為基礎研究各類指標的表征方式，除各指標計算公式外，研究重點還應包括各指標之間的去耦合性，即如何以低耦合性建立完整指標體系。

2)考慮“源-網(wǎng)-荷”新影響的配電系統(tǒng)利用效率評估指標體系研究。這類研究的關鍵在于分析新影響因素與配電系統(tǒng)利用效率之間的關聯(lián)性，未來應從“源-網(wǎng)-荷”三側新資源或新技術入手，研究其對配電系統(tǒng)利用效率的影響，影響因素如下。

在“源”側，新影響因素主要涉及泛在電源接入、泛在能源接入以及虛擬電廠技術3個方面的影響；其中虛擬電廠技術的研究已較為深入[45 - 46]，本文在此對泛在電源和泛在能源做出定義。

定義5(泛在電源與泛在能源)泛在電源是指風、光、水、燃氣、生物質等最終以電能形式并網(wǎng)的能源，而泛在能源則是指天然氣、冷熱能、交通能源以及儲能設施等非電能形式并網(wǎng)的能源[47 - 48]。

在“荷”側，新影響因素主要涉及多元化負荷(如電動汽車)、需求側管理(可中斷負荷管理)、售電側市場化3個方面的影響，“荷”側新影響因素的研究應與“源”側協(xié)調開展，實現(xiàn)“源-荷”互補以優(yōu)化利用效率。

在“網(wǎng)”側，新影響因素主要涉及兩個方面：一是綜合能源傳輸網(wǎng)架的新資源影響因素；二是潮流控制器等電網(wǎng)側新技術影響因素。

3.1.2 綜合評估指標的研究方向

綜合評估指標是一個能夠計及各類指標、表征系統(tǒng)整體的綜合指標，其值可直接反映配電系統(tǒng)利用效率的量化評估結果。該指標通常采用一些指標綜合方法，對評估指標體系的各項指標值進行綜合得到。顯而易見，各項指標的綜合方法(即綜合指標計算)是研究的關鍵環(huán)節(jié)。在綜合指標計算中，通常采用加權方式進行綜合，其中“線性加權求和”則是最普遍方式[49]，因此各指標權值的確定方法是未來綜合方法研究的核心內容。目前，在配電系統(tǒng)評估中，常用的權值確定方法包括層次分析法、模糊綜合評判法、灰色關聯(lián)度分析法、熵值法、主成分分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡法、因子分析法、德爾菲法、優(yōu)劣解距離法、秩和比法、數(shù)據(jù)包絡分析法、變權重系數(shù)法等[50 - 61]，這些方法的改進研究是目前和未來綜合評價中的研究方向。文獻[62 - 64]對綜合評價中的指標權值確定方法進行了系統(tǒng)闡述，本文不作贅述。

本文認為，未來綜合評估指標應仍以“線性加權求和”為主要計算方式，并繼續(xù)以各指標權值確定方法為研究重點，根據(jù)配電系統(tǒng)具體情況改進現(xiàn)有權值確定方法。未來，指標權值確定方法可參考以下思路進行改進：1)對現(xiàn)有指標權值確定方法進行綜合的改進思路，即兼顧各自方法的優(yōu)勢；2)優(yōu)化指標權值確定方法中某些要素的改進思路；3)優(yōu)化指標之間關聯(lián)性分析的改進思路；四是優(yōu)化指標體系中各指標分類的改進思路。

3.2 配電系統(tǒng)利用效率適應性評估方法探討

3.2.1 配電系統(tǒng)利用效率評估指標體系

隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的推進，配電系統(tǒng)利用效率評估指標體系應適應能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，在現(xiàn)有評估指標基礎上建立全面評估指標體系。為充分適應能源互聯(lián)網(wǎng)各架構發(fā)展，未來配電系統(tǒng)利用效率評估應從能源網(wǎng)架、信息支撐和價值創(chuàng)造3個維度構建指標體系。本文給出一種基于3個維度的配電系統(tǒng)利用效率評估指標體系，其組成架構如圖2所示。

從圖2中可見，配電系統(tǒng)利用效率評估指標包括能源網(wǎng)架、信息支撐和價值創(chuàng)造3個維度的指標體系。其中，能源網(wǎng)架的指標體系通過源、網(wǎng)、荷的體系架構實現(xiàn)，包括設備和系統(tǒng)2個層面；信息支撐的指標體系通過信息系統(tǒng)本身及其與能源系統(tǒng)融合的架構實現(xiàn)，也包括了設備和系統(tǒng)2個層面；價值創(chuàng)造體系則通過經(jīng)濟價值和社會價值的架構實現(xiàn)，而適應未來清潔綠色發(fā)展和泛在可再生能源接入等新戰(zhàn)略方面的利用效率評估則集中體現(xiàn)在了價值創(chuàng)造體系中的社會價值方面。

圖2 配電系統(tǒng)利用效率評估指標體系Fig.2 Evaluation index system of the ultilization efficiency of power distribution system

3.2.2 設備個體和系統(tǒng)整體的互動評估模式

在本文提出的評估指標體系中，無論能源網(wǎng)架維度、信息支撐維度、還是價值創(chuàng)造維度，都可從評估對象的角度進一步細分為設備層面的利用效率評估和系統(tǒng)整體層面的利用效率。由于設備層面的指標和系統(tǒng)層面的指標相互影響且密切相關，因此在進行各自層面評估時應計及另一層面。本文進一步給出了一種基于設備個體和系統(tǒng)整體互動評估模式的配電系統(tǒng)利用效率評估思路，如圖3所示。

從圖3中可見，對各類設備利用效率的評估結果進行加權，可獲取系統(tǒng)整體評估結果；反之，通過各系統(tǒng)層面評估指標體系中的指標，實現(xiàn)對某個或某類設備對系統(tǒng)影響的分析，從而構建設備的評估結果。因此，設備個體的綜合評估指標中應包含“設備自身利用效率”和“設備對系統(tǒng)利用效率影響”2個方面的指標，而系統(tǒng)整體的綜合評估指標中則應包含“系統(tǒng)整體利用效率”和“所有設備利用效率的綜合”2個方面的指標。顯而易見，該互動評估模式下，設備個體和系統(tǒng)整體的兩類綜合評估指標，是以4個方面的指標(設備自身利用效率、設備對系統(tǒng)利用效率影響、系統(tǒng)整體利用效率、所有設備利用效率的綜合)為基礎的；而這4個方面的指標中，又以設備自身利用效率和系統(tǒng)整體利用效率為基礎，本文將這兩類指標稱為基礎性指標。

圖3 設備個體和系統(tǒng)整體的互動評估模式Fig.3 Interactive evaluation pattern of device individual and the system as a whole

1)設備自身利用效率：應包括電源側、電網(wǎng)側和負荷側的各類設備的利用效率。電源側的常見設備利用效率包括各類發(fā)電機組出力效率及電源配套設備的運行效率；電網(wǎng)側的常見設備利用效率包括電網(wǎng)中各類變壓器、線路及其配套設備的運行效率；負荷側的常見設備利用效率一般指負荷配套設備的利用效率，考慮相對較少。

2)系統(tǒng)整體利用效率：應包括“網(wǎng)-荷”效率、“網(wǎng)-源”效率、“源-荷”效率、“源-網(wǎng)-荷”效率?！熬W(wǎng)-荷”效率和“網(wǎng)-源”效率主要指的是電網(wǎng)支撐負荷的效率和電網(wǎng)支撐電源的效率，如單位變電容量支撐供電負荷、單位電源支撐供電負荷等；而“源-荷”效率主要考慮電源支撐負荷效率，如系統(tǒng)供電效率等；“源-網(wǎng)-荷”效率則是對電網(wǎng)整體、電源整體和負荷整體之間相互影響的效率表征[62]。

3)兩類基礎性指標的說明：配電系統(tǒng)中，電網(wǎng)或電源的整體利用效率可通過電網(wǎng)側和電源側的設備利用效率進行表征，因此可將其視為“設備自身利用效率”；而配電系統(tǒng)中某些特殊負荷的利用率，如電動汽車、可中斷負荷等，雖然屬于負荷側設備，但一般將其與“網(wǎng)-荷”效率和“源-荷”效率同時考慮，因此將其視為“系統(tǒng)整體利用效率”。

本文指出，在上述兩類基礎性指標中，均應計及正常運行方式、故障運行方式和發(fā)展運行方式，而這3種運行方式應根據(jù)具體需求進行具體考慮。通常，配電系統(tǒng)利用效率以正常運行方式為主，而將故障運行方式作為前提條件、將發(fā)展運行方式作為輔助分別進行考慮。正常運行方式和故障運行方式的概念已較為成熟，本文在此給出配電系統(tǒng)發(fā)展運行方式的定義。

定義6(配電系統(tǒng)發(fā)展運行方式)配電系統(tǒng)發(fā)展運行方式是指，配電系統(tǒng)在未來一定時間后的運行方式，主要涉及設備自身或系統(tǒng)整體的運行狀態(tài)。

發(fā)展運行方式下的利用效率，可用于表征當前配電系統(tǒng)對未來發(fā)展的適應性。

3.3 配電系統(tǒng)利用效率評估的拓展研究思路

配電系統(tǒng)利用效率評估的最終目的是提升利用效率，其他研究方向大多基于評估，可視為利用效率評估的拓展研究。因此，本文對配電系統(tǒng)利用效率評估的拓展研究思路進行展望，將未來研究思路分為兩類——直接拓展研究和間接拓展研究。

1)評估的直接拓展研究。評估的直接拓展研究是指，對得到的配電系統(tǒng)利用效率評估結果進行分析，并將評估結果轉化為利用效率優(yōu)化所需的基礎數(shù)據(jù)。未來，評估的直接拓展研究包括2個方面內容。(1)配電系統(tǒng)利用效率評估結果的直觀分析，即根據(jù)評估結果的量化指標值，給出配電系統(tǒng)利用效率的結論，重點在于研究量化指標值和所需工程結論之間的邏輯關系。(2)配電系統(tǒng)利用效率的優(yōu)化目標制定，即根據(jù)評估結果找出可優(yōu)化方向，制定配電系統(tǒng)利用效率優(yōu)化目標，重點在于如何通過評估結果找出利用效率低下原因，以及如何根據(jù)找到的原因確定量化的優(yōu)化目標。

2)評估的間接拓展研究。評估的間接拓展研究是指，在得到利用效率優(yōu)化目標后(直接拓展研究)，制定配電系統(tǒng)優(yōu)化策略或流程。整體來看，配電系統(tǒng)利用效率優(yōu)化技術涉及規(guī)劃設計、運行優(yōu)化、調度控制、運維檢修、經(jīng)營管理5個領域。在這5個技術領域中，運維檢修和經(jīng)營管理與配電系統(tǒng)利用效率優(yōu)化之間量化關系尚不十分明朗，這兩方面的研究關注度也較小，因而不應作為未來的研究重點；而規(guī)劃設計、運行優(yōu)化、調度控制這3個技術領域的研究與優(yōu)化目標相關性較高且具有一定研究基礎，本文認為應作為未來評估的間接拓展研究的主要方向。

4 結語

在我國配電系統(tǒng)規(guī)模日益增長和電力發(fā)展提質增效模式的雙重背景下，配電系統(tǒng)利用效率評估正在發(fā)揮著重要作用。然而，該領域的研究尚不深入且無針對配電系統(tǒng)利用效率評估的綜述研究。因此，本文對配電系統(tǒng)利用效率評估進行了全面總結和探索性展望。本文所作具體工作包括：1)定義了配電系統(tǒng)利用效率的3類內涵；2)按照設備層面和系統(tǒng)層面總結了配電系統(tǒng)利用效率評估的研究進展并梳理兩者邏輯關系；3)展望了該領域未來的研究方向和研究思路，探討了基于3大維度的配電系統(tǒng)利用效率評估指標體系、設備個體與系統(tǒng)整體的互動評估模式等。

未來，配電系統(tǒng)利用效率評估的研究可參考本文提出的研究方向與適應性評估方法的具體思路，重點探索評估指標體系具體組成、互動評估模式實現(xiàn)流程、利用效率評估的直接拓展等。在研究基礎上，可進一步面向規(guī)劃和運行領域進行配電系統(tǒng)利用效率優(yōu)化方法的研究。此外，本文所作工作主要針對“運行資源利用效率”，對于“存量資源利用效率”和“輔助資源利用效率”的相關研究，有待進一步進行深入探討。