基于電網(wǎng)成效貢獻(xiàn)度的儲(chǔ)備項(xiàng)目量化評(píng)價(jià)方法及優(yōu)選排序

張浩然，楊玉靜，王少杰，蔣文靜，蘇川，葉青，叢彪

(國(guó)網(wǎng)吳忠供電公司，寧夏 吳忠751100)

0 引言

電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目的評(píng)價(jià)和選取是電網(wǎng)投資管理的最后一道閘門，是保障電網(wǎng)投資精準(zhǔn)水平和投資效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)渚o湊，單個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目的投產(chǎn)會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、協(xié)調(diào)等多方面產(chǎn)生影響，如何量化評(píng)價(jià)單個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目的投產(chǎn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的提升程度一直是電網(wǎng)投資的難點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于電網(wǎng)項(xiàng)目投資效果評(píng)價(jià)已有較多研究，但以往大部分研究主要是針對(duì)規(guī)劃方案采用模糊層次分析、專家打分、指標(biāo)定量分析等方法進(jìn)行評(píng)價(jià)工作，權(quán)重計(jì)算方法單一，缺乏全面性與科學(xué)性，并且對(duì)于電網(wǎng)規(guī)劃層面單個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目仍缺乏有效的量化評(píng)價(jià)方法，沒(méi)有考慮單個(gè)項(xiàng)目投產(chǎn)后對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的作用和成效，無(wú)法為儲(chǔ)備項(xiàng)目出庫(kù)、列入投資計(jì)劃提供技術(shù)支撐[1 - 3]。文獻(xiàn)[4 - 6]將模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用到多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)中，形成了模糊綜合評(píng)價(jià)模型，它根據(jù)隸屬度理論將定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，用以解決各種難以量化的非確定性問(wèn)題，這也是目前電網(wǎng)項(xiàng)目評(píng)價(jià)的常用方法，但其評(píng)價(jià)方法單一，缺乏全面性與科學(xué)性，并且對(duì)于電網(wǎng)規(guī)劃層面的單個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目仍缺乏有效的量化評(píng)價(jià)方法。文獻(xiàn)[7 - 10]從電網(wǎng)安全性、設(shè)備利用水平、供電可靠性等方面建立電網(wǎng)基建項(xiàng)目決策指標(biāo)體系，并利用項(xiàng)目分值建立了電網(wǎng)基建項(xiàng)目輔助決策模型，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的優(yōu)選，但以上文獻(xiàn)并未考慮項(xiàng)目關(guān)聯(lián)關(guān)系及投產(chǎn)時(shí)序?qū)﹄娋W(wǎng)投資效益的影響，不能有效指導(dǎo)投資計(jì)劃和開(kāi)工計(jì)劃安排。

因此，本文從經(jīng)濟(jì)性、安全性、協(xié)調(diào)性、社會(huì)效益等方面研究電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目對(duì)電網(wǎng)發(fā)展的貢獻(xiàn)度，并建立了一套科學(xué)合理的儲(chǔ)備項(xiàng)目成效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。然后，通過(guò)分析各電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目分別在安全、經(jīng)濟(jì)、協(xié)調(diào)等方面對(duì)整個(gè)電網(wǎng)成效評(píng)估指標(biāo)的改善情況，提出單個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目對(duì)電網(wǎng)的綜合貢獻(xiàn)度計(jì)算方法。最后，以單位投資的綜合貢獻(xiàn)度為依據(jù)，考慮各個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目之間的耦合關(guān)系，各儲(chǔ)備項(xiàng)目建設(shè)后對(duì)其他儲(chǔ)備項(xiàng)目貢獻(xiàn)度的影響，提出電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目動(dòng)態(tài)優(yōu)選排序方法，以滿足電網(wǎng)基建項(xiàng)目投資計(jì)劃精準(zhǔn)化要求。

1 電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.1 指標(biāo)體系基本框架

根據(jù)電網(wǎng)投資定義，本文對(duì)柔性投資所包含的項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)優(yōu)選，主要項(xiàng)目類型包括提升電網(wǎng)安全水平類、滿足新增負(fù)荷類、電源送出類、加強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)類。根據(jù)上述項(xiàng)目類型，為構(gòu)建電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其遵循的思路如下。

1)根據(jù)不同項(xiàng)目功能分類特點(diǎn)制定不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)；

2)以影響每類項(xiàng)目效益發(fā)揮的因素為依據(jù)進(jìn)行指標(biāo)甄別和構(gòu)建；

3)能夠體現(xiàn)每類項(xiàng)目效益發(fā)揮的特點(diǎn)，且允許不同類項(xiàng)目的評(píng)價(jià)指標(biāo)重疊。

此外，為建立全面的儲(chǔ)備項(xiàng)目量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，還應(yīng)考慮到電力系統(tǒng)的實(shí)際情況和儲(chǔ)備項(xiàng)目的特點(diǎn)，又要考慮到電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和儲(chǔ)備項(xiàng)目建設(shè)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)獲取的難易程度，遵從系統(tǒng)性、科學(xué)性和可獲取性原則，對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行梳理，提煉出電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1 電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Quantitative evaluation index system for grid reserve projects

1.2 儲(chǔ)備項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)定義及量化模型

1.2.1 安全性指標(biāo)

1)N-1通過(guò)率

本文采用N-1通過(guò)率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，用以檢驗(yàn)電網(wǎng)拓?fù)浜瓦\(yùn)行方式是否滿足安全運(yùn)行要求，N-1通過(guò)率計(jì)算如式(1)所示。

(1)

式中：ηN-1為N-1通過(guò)率；NN-1為滿足N-1原則的元件數(shù)量；Ntotal-N-1為總元件的數(shù)量。

2)停電風(fēng)險(xiǎn)

電力系統(tǒng)停電風(fēng)險(xiǎn)是指電力系統(tǒng)停電概率與其損失負(fù)荷的嚴(yán)重性的乘積。從電力安全事故(事件)的角度，電力系統(tǒng)停電嚴(yán)重性可用各地區(qū)電網(wǎng)發(fā)生的不同等級(jí)的電力安全事故(事件)綜合危害表示[11]，因此停電風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算公式如式(2)所示：

(2)

式中：Drisk為該電網(wǎng)的停電風(fēng)險(xiǎn)值；N為該電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)；Si為節(jié)點(diǎn)i發(fā)生的各級(jí)電力事故(事件)集；Di,j為節(jié)點(diǎn)i發(fā)生事故j的綜合危害分值；pi,j為在節(jié)點(diǎn)i處發(fā)生停電事故j的概率。

3)配電網(wǎng)線路聯(lián)絡(luò)率

針對(duì)配電網(wǎng)中加強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)項(xiàng)目，設(shè)置配電網(wǎng)線路聯(lián)絡(luò)率。兩條接線如果直接由聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)相連即稱這兩條線路之間有聯(lián)絡(luò)，線路聯(lián)絡(luò)率為有聯(lián)絡(luò)的線路在總線路中的占比。配電網(wǎng)線路聯(lián)絡(luò)率ηL表達(dá)式為：

(3)

式中：NL,c為有聯(lián)絡(luò)的線路條數(shù)；NL為配電網(wǎng)總線路條數(shù)。

1.2.2 協(xié)調(diào)性指標(biāo)

1)配電網(wǎng)供電能力

配電網(wǎng)供電能力是指一定區(qū)域內(nèi)在配電網(wǎng)的正常運(yùn)行約束條件下供應(yīng)用戶用電的能力，反映配電網(wǎng)可供負(fù)荷規(guī)模，該指標(biāo)同時(shí)受到線路容量約束和主變?nèi)萘考s束。供電能力計(jì)算的目標(biāo)函數(shù)和約束條件如式(4)所示。

(4)

式中：LTSC0為配電網(wǎng)供電能力；Pi為主變i所帶負(fù)荷；fm為饋線m所帶負(fù)荷；fm∈Ti為饋線m出自主變i的對(duì)應(yīng)母線；Fm,n為饋線m第n段所帶負(fù)荷；Ri為主變i的額定容量；fR,m為饋線m的額定容量。

2)容載比(校驗(yàn)指標(biāo))

容載比是區(qū)域內(nèi)某一時(shí)刻投入的變電總?cè)萘颗c對(duì)應(yīng)的供電總負(fù)荷的比值。

(5)

式中：RS為容載比；Pmax為該電壓等級(jí)典型負(fù)荷日對(duì)下級(jí)電網(wǎng)供電的最大負(fù)荷；∑Sei為該電壓等級(jí)典型負(fù)荷日投入的變電站的總?cè)萘俊?/p>

3)變機(jī)比(校驗(yàn)指標(biāo))

變機(jī)比是指接入該電壓等級(jí)等效電源裝機(jī)容量與該電壓等級(jí)降壓變電容量之比。其中，等效電源裝機(jī)容量包括接入電源裝機(jī)容量、輸電通道受電規(guī)模、該電壓等級(jí)升壓容量、上級(jí)電網(wǎng)接入等效裝機(jī)等。計(jì)算公式如式(6)所示。

Wb=Sq/St=(Gq+Gup+Lx)/S

(6)

式中：Wb為變機(jī)比；Sq為該層級(jí)電網(wǎng)等效裝機(jī)；St為該層級(jí)電網(wǎng)降壓變電容量；Gq為本層接入裝機(jī)容量；Gup為上層接入裝機(jī)容量；Lx為聯(lián)絡(luò)通道受電能力；S為降壓變電容量。

4)設(shè)備負(fù)載率均衡度

為反映投產(chǎn)項(xiàng)目后與該項(xiàng)目相鄰設(shè)備(線路、變壓器)之間負(fù)載的均衡程度，設(shè)立設(shè)備負(fù)載率均衡度指標(biāo)。其中線路、變壓器的設(shè)備負(fù)載率均衡度BL、BT計(jì)算公式如式(7)所示。

(7)

1.2.3 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

1)設(shè)備最大負(fù)載率

針對(duì)儲(chǔ)備項(xiàng)目投產(chǎn)后的利用效率設(shè)立儲(chǔ)備項(xiàng)目最大負(fù)載率指標(biāo)。在規(guī)劃電網(wǎng)最大運(yùn)行方式下開(kāi)展潮流計(jì)算，統(tǒng)計(jì)最大運(yùn)行方式下投產(chǎn)年儲(chǔ)備項(xiàng)目電力傳輸情況，用來(lái)反映儲(chǔ)備項(xiàng)目輸電線路(變壓器)投產(chǎn)年最大輸送有功功率占線路經(jīng)濟(jì)輸送功率(變壓器額定容量)的比例。變壓器與輸電線路最大負(fù)載率指標(biāo)δT、δL的計(jì)算公式如式(8)所示。

(8)

式中：δT為變壓器最大負(fù)載率；PT為投產(chǎn)年最大運(yùn)行方式下變壓器最大負(fù)荷；ST為變壓器額定容量；δL為線路最大負(fù)載率；PL為線路上最大有功功率；PE為線路經(jīng)濟(jì)輸送功率。

2)線損率

該指標(biāo)反映某一電壓等級(jí)輸電環(huán)節(jié)的電量損耗，但在以前評(píng)價(jià)中難以對(duì)8 760 h的流經(jīng)功率進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。因此，在大多數(shù)情況下可以用功率代替電量來(lái)簡(jiǎn)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗的計(jì)算，表達(dá)式如式(9)所示。

(9)

式中：ηLOSS為該電壓等級(jí)電網(wǎng)線損率；PLj為第j條線路中的有功潮流；Uj為第j條線路的電壓水平；NA為所有已建線路和待建線路的集合；Zj為第j條線路的單位長(zhǎng)度線路電阻；γj為第j條線路的長(zhǎng)度。

3)電量效益

電量效益指的是儲(chǔ)備項(xiàng)目投產(chǎn)后變電站和線路增加的輸電量與該電壓等級(jí)單位電量電價(jià)的乘積，反映了儲(chǔ)備項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。

(10)

(11)

式中：CkT、CkL分別為k項(xiàng)目總投產(chǎn)變壓器和線路的電量效益；m為建設(shè)變壓器個(gè)數(shù)；j代表線路；n為建設(shè)線路條數(shù)；PTmaxki、PLmaxkj分別為k項(xiàng)目中變壓器和線路的有功功率；TTmaxki、TLmaxkj分別為k項(xiàng)目中變壓器和線路的年最大利用小時(shí)數(shù)；cL、cT分別為該電壓等級(jí)線路和變壓器單位電量電價(jià)。

1.2.4 社會(huì)效益指標(biāo)

1)低電壓用戶比例

針對(duì)解決農(nóng)網(wǎng)低電壓臺(tái)區(qū)的配電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目，設(shè)置配電網(wǎng)低電壓用戶比例指標(biāo)。配電網(wǎng)低電壓用戶比例指標(biāo)為電網(wǎng)最大運(yùn)行方式下超出電壓安全閾值的用戶比例。

(12)

式中：ηlow為低電壓用戶比例；Nlow,i為第i個(gè)低電壓節(jié)點(diǎn)帶的用戶數(shù)量；Ntotal為該電網(wǎng)總體用戶數(shù)量；S為節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

2)新能源減排效益

綜上所述，不僅產(chǎn)業(yè)集聚、技術(shù)創(chuàng)新各自對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)產(chǎn)生影響，產(chǎn)業(yè)集聚和技術(shù)創(chuàng)新對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)效應(yīng)，技術(shù)創(chuàng)新在產(chǎn)業(yè)集聚影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中起到關(guān)鍵作用，影響機(jī)理如圖1所示，技術(shù)創(chuàng)新行為通過(guò)技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)集聚通過(guò)規(guī)模效應(yīng)和擁擠效應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)施以影響，技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)集聚通過(guò)創(chuàng)新協(xié)同、高度分工等方式相互作用。

針對(duì)儲(chǔ)備項(xiàng)目中新能源接入項(xiàng)目的評(píng)價(jià)設(shè)立新能源減排效益指標(biāo)，新能源減排效益Cb可表示為：

(13)

式中：Pk為某一電壓等級(jí)第k種清潔能源發(fā)電額定功率；Tk為該種類清潔能源發(fā)電的最大利用小時(shí)數(shù)；l為清潔能源發(fā)電的種類數(shù)；A為每度電的減排效益；m1為每噸標(biāo)準(zhǔn)煤的煤價(jià)；m2、m3分別為每噸二氧化硫、氮氧化物的環(huán)保處理價(jià)值；λ1為1 kWh電所節(jié)省的標(biāo)準(zhǔn)煤的重量；λ2、λ3分別為減排1 kWh電所減少的二氧化硫、氮氧化物的排放量。

2 基于電網(wǎng)成效貢獻(xiàn)度的儲(chǔ)備項(xiàng)目量化評(píng)價(jià)方法

2.1 基于矩估計(jì)理論的組合賦權(quán)法

為兼顧主觀決策與客觀真實(shí)性，達(dá)到主客觀的統(tǒng)一，就需要對(duì)主觀權(quán)重與客觀權(quán)重進(jìn)行集中整合，運(yùn)用以主觀和客觀權(quán)重結(jié)合的組合賦權(quán)法將使得評(píng)價(jià)指標(biāo)的賦權(quán)更加科學(xué)合理。本文采用基于矩估計(jì)理論的組合賦權(quán)法，該方法以決策者提出的主觀權(quán)重和根據(jù)屬性值計(jì)算得到的客觀權(quán)重為依據(jù)，以集成權(quán)重與主、客觀權(quán)重偏差最小為目標(biāo)，建立最優(yōu)賦權(quán)組合模型[12 - 14]。

假設(shè)有m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)、p種主觀權(quán)重求取方法、q種客觀權(quán)重求取方法，形成“指標(biāo)權(quán)重向量矩陣”。

式中：第1～p行為p種主觀權(quán)重；λij為第i種主觀權(quán)重求取方法求得指標(biāo)j的主觀權(quán)重；第p+1～p+q行為q種客觀權(quán)重；γij為第i種主觀權(quán)重求取方法求得指標(biāo)j的客觀權(quán)重。

組合賦權(quán)權(quán)重W是p種主觀權(quán)重和q種客觀權(quán)重的線性組合。

(15)

為求得線性組合加權(quán)系數(shù)θi，基于集成權(quán)重與主觀權(quán)重偏差最小的思想，建立式(16)所示組合權(quán)重優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。

(16)

式中：ωj為組合賦權(quán)法求取的組合權(quán)重；αi和βi為主客觀重要程度系數(shù)，可用層次分析法，最后將上述模型進(jìn)行優(yōu)化算法求解，即可得到基于電網(wǎng)成效貢獻(xiàn)度的儲(chǔ)備項(xiàng)目量化綜合評(píng)估各評(píng)價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重。

2.2 基于電網(wǎng)成效貢獻(xiàn)度的儲(chǔ)備項(xiàng)目動(dòng)態(tài)排序方法

本文基于上述評(píng)估指標(biāo)體系和評(píng)估方法，綜合考慮項(xiàng)目綜合貢獻(xiàn)度和建設(shè)成本，提出了一種基于單位投資綜合貢獻(xiàn)度的儲(chǔ)備項(xiàng)目動(dòng)態(tài)優(yōu)選排序方法。該方法首先依據(jù)單位投資綜合貢獻(xiàn)度大小，對(duì)待選項(xiàng)目進(jìn)行靜態(tài)排序，并選出單位投資綜合貢獻(xiàn)度最高的項(xiàng)目作為擬建設(shè)項(xiàng)目，然后在后續(xù)排序中計(jì)及前面儲(chǔ)備項(xiàng)目建設(shè)對(duì)該項(xiàng)目綜合貢獻(xiàn)度和投資額的動(dòng)態(tài)影響，重新計(jì)算和測(cè)算該項(xiàng)目對(duì)整體電網(wǎng)的綜合貢獻(xiàn)度以及項(xiàng)目建設(shè)投資額，將儲(chǔ)備項(xiàng)目之間的耦合關(guān)系打開(kāi)，再逐輪進(jìn)行靜態(tài)優(yōu)選排序，最終得到多項(xiàng)目動(dòng)態(tài)優(yōu)選排序結(jié)果。

基于電網(wǎng)單位投資成效貢獻(xiàn)度的儲(chǔ)備項(xiàng)目動(dòng)態(tài)優(yōu)選排序方法如圖2所示，具體步驟如下。

1)對(duì)各儲(chǔ)備項(xiàng)目根據(jù)建立的基于電網(wǎng)成效貢獻(xiàn)度的儲(chǔ)備項(xiàng)目量化評(píng)估指標(biāo)體系及主客觀賦權(quán)法結(jié)合的組合賦權(quán)法計(jì)算各單項(xiàng)指標(biāo)的值和組合賦權(quán)權(quán)重，并依靠下式得出各儲(chǔ)備項(xiàng)目對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的綜合貢獻(xiàn)度。

(17)

(18)

式中：rki,b、rki,a分別為第k個(gè)電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目投產(chǎn)前后第i個(gè)指標(biāo)的指標(biāo)值；uki為第k個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目第i個(gè)指標(biāo)的提升度；Sk是第k個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目的綜合貢獻(xiàn)度值；N是綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的指標(biāo)總數(shù)；M為儲(chǔ)備項(xiàng)目總數(shù)；wi是第i個(gè)指標(biāo)貢獻(xiàn)度的組合權(quán)重系數(shù)。

2)按照式(19)計(jì)算第k個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目的單位投資綜合貢獻(xiàn)度Ck，即：

(19)

式中fk為第k個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目的測(cè)算投資額。

利用計(jì)算出的單位投資綜合貢獻(xiàn)度對(duì)電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目進(jìn)行排序，選取單位投資綜合貢獻(xiàn)度最高的項(xiàng)目作為本次排序的優(yōu)選項(xiàng)目。

3)對(duì)于剩下的待選項(xiàng)目，重復(fù)步驟1)、2)繼續(xù)計(jì)算，直到排列出所有儲(chǔ)備項(xiàng)目的優(yōu)先級(jí)順序。需要注意的是，在考慮剩下的項(xiàng)目對(duì)項(xiàng)目?jī)?yōu)先級(jí)的影響的時(shí)候，需要考慮已經(jīng)被優(yōu)選的項(xiàng)目對(duì)現(xiàn)狀電網(wǎng)的影響。

4)用當(dāng)年電網(wǎng)投資規(guī)模作為邊界條件，在當(dāng)年投資規(guī)模之內(nèi)的電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目即作為當(dāng)年優(yōu)選儲(chǔ)備項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)。

5)對(duì)上述排序結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)其是否滿足電網(wǎng)診斷條件。如不滿足，則重新計(jì)算主觀權(quán)重返回步驟1)；如滿足上述要求則轉(zhuǎn)到步驟6)。

6)輸出最終儲(chǔ)備項(xiàng)目建設(shè)方案。

3 算例分析

以某園區(qū)2019年底形成的10 kV配電網(wǎng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以2020年規(guī)劃負(fù)荷為邊界，選取“十三五”規(guī)劃庫(kù)中2020年規(guī)劃投產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)選排序，驗(yàn)證所提電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目?jī)?yōu)選方法的科學(xué)性與合理性。截至2019年6月底該電網(wǎng)擁有110 kV、35 kV公用變電站各2座，變電容量共計(jì)146 MVA，10 kV公用線路13回，線路總長(zhǎng)度154.5 km，全社會(huì)最大負(fù)荷29.8 MW，10 kV線路N-1通過(guò)率70 %，線路聯(lián)絡(luò)率為91%。預(yù)計(jì)2020年最高用電負(fù)荷為31.6 MW。該地10 kV中壓配電網(wǎng)拓?fù)鋱D及儲(chǔ)備項(xiàng)目明細(xì)如圖3和表1所示。

表1 10 kV電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目數(shù)據(jù)明細(xì)Tab.1 Reserve projects data details for 10 kV grid

表2 單個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目建成后各指標(biāo)貢獻(xiàn)度計(jì)算結(jié)果Tab.2 Calculation results of each indicator contribution after completion of a single reserve project%

表3 各指標(biāo)計(jì)算權(quán)重Tab.3 Calculation weight of each indicator%

圖3 10 kV中壓配電網(wǎng)拓?fù)鋱DFig.3 10 kV medium voltage distribution network topology

根據(jù)表1的儲(chǔ)備項(xiàng)目的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，計(jì)算單個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目建成后電網(wǎng)的各指標(biāo)計(jì)算結(jié)果及其對(duì)電網(wǎng)的貢獻(xiàn)度，指標(biāo)貢獻(xiàn)度計(jì)算結(jié)果如表2所示。并采用基于矩估計(jì)理論的組合賦權(quán)法求出其組合賦權(quán)權(quán)重，權(quán)重計(jì)算結(jié)果表3所示。

根據(jù)每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的主觀權(quán)重期望值E(whj)和客觀權(quán)重期望值E(wzj)， 計(jì)算得出主客觀權(quán)重相對(duì)重要程度α=0.592、β=0.408。由表2—3中數(shù)據(jù)可以看出組合賦權(quán)權(quán)重中N-1通過(guò)率、配電網(wǎng)供電能力、儲(chǔ)備項(xiàng)目最大負(fù)載率和電量效益權(quán)重較大，反映出在兼顧經(jīng)濟(jì)效益和效率的情況下保障安全可靠供電是電網(wǎng)的主要投資目的，同時(shí)對(duì)此4個(gè)指標(biāo)貢獻(xiàn)度越大的項(xiàng)目，越易被選出。

根據(jù)表1—3數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，排序情況如表4所示。

1)C項(xiàng)目是提升電網(wǎng)安全水平項(xiàng)目，建設(shè)目的是通過(guò)改造線路13，提升其負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力，進(jìn)而提升變電站2的供電能力，并減小線路損耗，由于其對(duì)電網(wǎng)安全、聯(lián)絡(luò)和供電能力等方面貢獻(xiàn)較為突出和均衡，因此根據(jù)計(jì)算結(jié)果優(yōu)先選出；

表4 儲(chǔ)備項(xiàng)目排序結(jié)果Tab.4 Sorting result of reserve projects

2)D項(xiàng)目為解決設(shè)備重過(guò)載的項(xiàng)目。該類項(xiàng)目分擔(dān)了周邊主變的負(fù)荷，有效減緩線路12的重載情況，提升電網(wǎng)安全水平和可靠性。

3)E項(xiàng)目為加強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)項(xiàng)目，建設(shè)目的是通過(guò)新建聯(lián)絡(luò)線，使線路1、3、7、10、11、12形成環(huán)網(wǎng)，提升電網(wǎng)可靠水平和轉(zhuǎn)供能力。

4)A項(xiàng)目為滿足新增負(fù)荷項(xiàng)目，建設(shè)目的是通過(guò)改造10 kV主干線緩解線路3未來(lái)較大供電需求，并減小線路損耗。

5)B項(xiàng)目為滿足新增負(fù)荷項(xiàng)目，建設(shè)目的是通過(guò)新建10 kV饋線提高變電站2的供電能力，滿足新增負(fù)荷需求，因其新建線路花費(fèi)較大，因此最后選出。

將靜態(tài)排序結(jié)果和動(dòng)態(tài)排序結(jié)果相比較可以發(fā)現(xiàn)：A項(xiàng)目和B項(xiàng)目在靜態(tài)排序中和動(dòng)態(tài)排序中順序不一致。這是因?yàn)閯?dòng)態(tài)排序過(guò)程中C項(xiàng)目的投產(chǎn)會(huì)提高變電站2的供電能力削弱了B項(xiàng)目在供電能力指標(biāo)對(duì)電網(wǎng)的貢獻(xiàn)，導(dǎo)致B項(xiàng)目投產(chǎn)順序發(fā)生變化，這也反映出本文考慮建設(shè)時(shí)序影響的動(dòng)態(tài)優(yōu)選排序方法的優(yōu)越性。

因10 kV儲(chǔ)備項(xiàng)目建設(shè)無(wú)需進(jìn)行容載比和變機(jī)比校驗(yàn)，所以可利用計(jì)劃的電網(wǎng)投資規(guī)模作為邊界條件，在投資規(guī)模之內(nèi)的電網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目即作為待建設(shè)項(xiàng)目。因測(cè)算的2020年項(xiàng)目建設(shè)投資規(guī)模為200萬(wàn)元，2021年項(xiàng)目建設(shè)投資規(guī)模為150萬(wàn)元，故將其作為邊界條件進(jìn)行考慮，經(jīng)過(guò)儲(chǔ)備項(xiàng)目動(dòng)態(tài)優(yōu)選排序，最終確定各儲(chǔ)備項(xiàng)目建設(shè)順序如表5所示。

表5 儲(chǔ)備項(xiàng)目建設(shè)順序Tab.5 Reserve project construction sequence

儲(chǔ)備項(xiàng)目投產(chǎn)后，一方面是增加線路輸送能力，改造2回10 kV架空線，線路截面由95 mm2提升至240 mm2；另一方面是解決轉(zhuǎn)供能力不足問(wèn)題，新建2條聯(lián)絡(luò)線，提高了配網(wǎng)安全可靠性，滿足電網(wǎng)診斷要求。

4 結(jié)論

本文提出基于電網(wǎng)成效貢獻(xiàn)度的儲(chǔ)備項(xiàng)目量化評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)備項(xiàng)目的優(yōu)選排序，從而滿足電網(wǎng)精準(zhǔn)投資要求。總結(jié)文章研究成果，結(jié)論如下。

1)本文提出了基于矩估計(jì)理論的組合賦權(quán)法，兼顧了主觀決策與客觀真實(shí)性，達(dá)到主客觀的統(tǒng)一，使得評(píng)價(jià)指標(biāo)的賦權(quán)更加科學(xué)合理。

2)本文提出了基于電網(wǎng)成效貢獻(xiàn)度的量化評(píng)價(jià)方法。該方法通過(guò)分析各儲(chǔ)備項(xiàng)目在安全、經(jīng)濟(jì)、協(xié)調(diào)等方面對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的改善情況，計(jì)算各項(xiàng)目對(duì)電網(wǎng)的貢獻(xiàn)，從而進(jìn)行優(yōu)選排序。相比于傳統(tǒng)的模糊層次分析、專家打分等方法，該方法采用定量計(jì)算的方式避免了模糊分析的誤差和專家打分中主觀因素的過(guò)多干預(yù)，可以為儲(chǔ)備項(xiàng)目出庫(kù)，列入投資計(jì)劃提供技術(shù)支撐。

3)本文提出的動(dòng)態(tài)優(yōu)選排序方法從實(shí)際出發(fā)，考慮了已經(jīng)被優(yōu)選的項(xiàng)目投產(chǎn)對(duì)現(xiàn)狀電網(wǎng)的影響，實(shí)證分析結(jié)果表明，該方法在儲(chǔ)備項(xiàng)目?jī)?yōu)選排序中是有效且準(zhǔn)確的，可以有效指導(dǎo)投資計(jì)劃和開(kāi)工計(jì)劃安排。