俞玉英, 郭 铭, 郭寅昌, 刘 钢, 刘 海
(1.上海市电力公司市南供电公司, 上海 201103;2.天津大学智能电网教育部重点实验室, 天津 300072;3.天津天大求实电力新技术股份有限公司, 天津 300384)
配电网建设改造工程评价方法
俞玉英1, 郭 铭1, 郭寅昌2, 刘 钢3, 刘 海3
(1.上海市电力公司市南供电公司, 上海 201103;2.天津大学智能电网教育部重点实验室, 天津 300072;3.天津天大求实电力新技术股份有限公司, 天津 300384)
为了在众多配电网建设改造项目中科学安排投资、合理安排时序,从而达到最大化产出效益、规避投资风险等目的,需要建立起科学客观的配电网工程项目评价体系。本文利用层次分析法的基本原理,并结合配电网工程项目的自身特点,深入分析了指标体系、评价方法和权重体系构建过程中的问题,构建起涵盖配电网工程各方面的项目评价体系。该评价体系既能反映项目本身的性能,又通过权重反馈的方法考虑到配电网需求的影响,在实践中有较好的适用性。
配电系统; 配电网工程项目评价; 层次分析
电网建设项目在整个电力行业中占据重要地位,它不仅直接关系着居民正常的生产生活,还影响着区域经济的进程,对整个社会持续、健康、快速的发展有着重要和深远的意义。近年来我国电力基本建设投资规模继续增加,2008年电网基本建设投资在电力投资中所占比重首度达到50%。国家出台的4万亿投资计划加大了对基础设施建设的投资力度,其中电网投资建设将成为未来建设的重点,我国的电网建设投资力度将继续大增。在当前电网建设项目风起云涌之际,面对这样大的投资规模,如何评价电网的投资策略,如何抵御筹资带来的较大风险,对电网公司是至关重要的。而重视电网建设,首先就必须加大投资管理的力度,只有将投资方向和企业战略相结合才能促进公司的发展;只有将公司的投资一个个落实,才能实现公司的既定目标;只有不断地提高投资的效率,才能提升企业的核心竞争力。因此必须要开展配电网投资综合评价的相关研究。电网年度投资不断加大,但是由于受国家宏观经济形势的影响,电网企业经营面临较大的压力,一是煤炭价格居高不下;二是受国家宏观经济调控和产业结构调整等影响,销售电价受到政府严格管制;三是随着公司资产规模的扩大,折旧、电网运行和维护费用迅速攀升。因此,如何科学安排投资项目、合理把握投资时序、注重投入产出效益、有效防范和规避经营风险、稳步提高电网经济效益成为有待深入研究和解决的问题。
对配电网的工程投资进行评价有异于电网其他方面的评价,配电网的工程项目既与配电网特性紧密相联系,又具备独特的特点。层次分析法[1~3]是一种针对多因素决策问题进行评价的有效方法,在配电网可靠性评价[4]、经济性评价[5]以及配电网规划方案的决策[6~8]等方面有较广泛的应用。针对配电网建设改造工程,本文借鉴电网其他方面评价工作的层次分析方法,建立了符合配电网工程特点的有效指标和评价规则。
为了实现对非定量事件做定量分析,有专家提出了层次分析法AHP(analytical hierarchy process)的概念。该方法的原理是把复杂的问题分解为各组成因素,将这些因素按支配关系分组,以形成有序的阶梯层次结构,进而对事件进行深入分析。层次分析法研究非定量事件时直观、便捷的特性恰符合配电网建设改造投资评价的工程需要。通常的层次分析法架构有顶层、中层和下层三个部分,顶层即为分析的目标;中层是影响被分析对象的各个因素;底层为与各影响因素直接相关的具体细节。其中顶层指标通常是唯一的,底层指标通常是可直接测量或评估的具体指标,而中层指标可以根据相互影响、相互作用的逻辑关系,再细化分为几个子层次。层次分析法通常架构如图1所示。
进而,对配电网建设改造投资的评价就可以转化为层次分析法的指标体系的构建和对各指标的比较与分析。
图1 层次分析法的一般架构
2.1 指标体系的构建
作为配电网建设改造投资评价的基础,项目评价指标体系的构建应符合科学性、系统性和适应性的要求。科学性要求指标体系能客观反映项目实施对配电网的影响水平,层次体系清晰明确;系统性要求指标体系可以完整涵盖项目施工对配电网产生影响的所有方面;适应性要求指标可以紧密结合配电网实际。基于科学性、系统性和适应性要求,指标体系的构建主要依据配电网建设改造工程的必要性,同时结合不同工程项目的特性分析,使之全面囊括各种工程项目可能涉及到的所有因子。
配电网建设改造项目的实施目标是在配电网完善过程的某个阶段取得尽可能大的技术经济效益,所以此为指标体系的上层指标。
至于中层指标,考虑到项目的评价异于对电网的评价,一个配电网工程项目的实施,对上层目标的影响需要从三个方面考虑:首先是项目实施后对配电网性能提升的作用是多少,即实施效果;其次是项目施工期间对供电持续性的影响是多大,即施工影响;再次是项目投入多少资金,即资源投入。因而中层指标的第一个级别划分为实施效果、施工影响和经济效益,实施效果由于反映工程项目的本质目的,故作为层次体系的主体。对于实施效果,又可以根据配电网工程项目的类别和电网的本身属性给出下一级指标:
配电网工程项目的实施依据其结果划分主要有两种类型,一种项目是通过新增配电网设备已达到匹配配电网负荷增长或改善配电网网架结构的目的,可称其为配电网建设类项目;另一种项目是替换故障频繁的老旧设备或用先进设备替换技术落后设备,可称其为配电网改造类项目。因此,针对建设类项目的实施效果,可以建立负荷供应水平和网络结构水平的第二级中层指标;针对改造类项目的实施效果,可以建立起装配水平和运行维护水平的第二级中层指标。
指标体系的底层因素通过中层指标的展开细化得到,配电网建设改造工程评价的指标层次体系如图2所示。
图2 配电网建设改造工程评价的指标层次体系
2.2 指标的评价
基于指标体系的不同中层指标,可构建有针对性的指标评价方法。
(1)实施效果的评价方法
实施效果是直接反映工程技术性的重要指标,是指标体系的最主要部分,实施效果指标着重体现电网性能的改善,所以通过项目建设前和项目完成实施后的电网指标的变化来评估。同时为了使指标可以形成统一的量纲和标准以便于相互比较,把不同指标统一定义为工程项目实施后电网指标的改善程度占指标可改善空间的百分比。所谓可改善空间,把其定义为指标的电网现状值和理想值之差。按照这个定义,评估一个指标时可以利用项目完成后和项目建设前的两个电网指标求取差值,但是这样的处理使得多种指标具有不同的量纲,指标横向不具备可比性,所以对各指标再乘之以相应的归一化系数,使其拥有统一的量纲。归一化系数定义为指标项目施工前的现状值和理想值差的倒数,如式(1)。
(1)
式中:β为差额指标的归一化系数;ip为指标电网指标的现状值;ie为电网指标的理想值。
进而可以对实施效果指标进行横向间的比较和分析。
(2)施工影响的评价方法
施工影响的评价方法与之前通过电网改善值的计算间接评价工程项目存在一定差异,项目施工中的影响主要体现在对配电网可靠性的影响,施工中部分设备的停用可能导致某些用户供电间断,可以利用供电间断引起的总用电量损失来反映项目施工的影响范围。施工停电损失电量主要由电网网架结构、电网负载水平和项目施工期决定,所以分析施工停电损失电量的方法如下:
①使施工设备退出运行;
②考察施工设备负荷可转移情况;
③计算施工停电损失电量,其计算式为
ELOSS=PLOSST
(2)
式中:ELOSS为施工停电损失电量;PLOSS为施工设备不可转移负荷;T为施工期。
(3)资源投入的评价方法
资源投入的评价通过考察工程项目的投资额,并结合工程项目的技术性,给出类似与性能价格比的评价数据。
为了根据对指标的评价得到系统的工程项目评价,需要涉及一个权重体系。传统的层次分析法通过指标间两两比较重要性得出权重0-1矩阵,进而计算各指标权重。但是考虑到配电网工程项目的实际情况,具体底层指标权重不仅由指标重要性确定,还受电网状态影响。例如,某电网指标较差时,该指标的权重应该有一个提升,使得对该指标改善显著的项目有更高的评价。所以配电网建设改造工程的构建应在传统的层次分析法权重方案基础上引入一个有关电网状态的反馈修正量。该反馈修正量要求能反映电网状态,同时不破坏所有指标权重求和为1的特性。为达到以上目标,反馈修正项的构造如式(3)和式(4)。
(3)
(4)
δ定义为修正深度,用来刻画电网需求的修正对权重建立的影响程度,可根据需要调整。
利用指标体系和权重体系,就可以形成配电网建设改造工程项目整体的评价方法。
基于以上分析,可得到工程项目的整体评价,即实施效果、施工影响和资源投入3个部分的加权和。
(5)
以某地区若干待实施项目为例分析本文提出的评价方法。
全区域由72座高压变电站提供电源,共计主变数为159台,中压公用配电线路共计1 061条。电网状态数据如表1所示。基于以上电网,给出若干待实施项目,如表2所示。
表1 电网状态数据
表2 待实施项目
对待实施项目进行评价,影响指标及评价结果如表3所示。
表3 待实施项目评价
从评价的结果可以得到,该地区待实施项目的实施次序应为3-2-6-5-8-1-4-7。由于该地区主变重载情况较为严重,主变N-1校验结果不理想,所以增加变电站的增容和出线联络增加的项目被排在了较优先的位置,而变电站全站改造的项目由于其集中建设的特点,往往会有较明显的效果,也被给与较高的优先级。可见该排序具有一定的工程合理性。
本研究以配电网工程项目的实施必要性和实施迫切性为着眼点,从技术性、经济性等方面给出工程项目的评价和比较方法,以达到策略优化,高效投资,社会资源充分利用和人力财力合理配置的目的。
(1)本研究结合配电网的特点和配电网工程项目的特性,从实施效果、施工影响和资源投入3个角度建立了较为全面的配电网工程项目的评价指标体系,并给出可行的指标评价方法。指标体系的内容涵盖了配电系统技术性的各个方面。
(2)本研究结合对配电网工程项目特性的分析,提出了带有反馈修正机制的权重体系方案,使得项目的评价可以较准确的反映出电网的实际需求,在实际有较好的适用性。
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俞玉英(1965-),女,本科,研究方向为电力系统投资。Email:yuyuyingy@163.com
郭 铭(1979-),男,本科,研究方向为电力系统投资。Email:dukykwok@gmail.com
郭寅昌(1986-),男,博士研究生,主要从事城市电网规划和电力系统优化运行方面的研究。Email:chsguo@gmail.com
EvaluationofConstructionandUpgradingProjectsinDistributionSystem
YU Yu-ying1, GUO Ming1, GUO Yin-chang2, LIU Gang3, LIU Hai3
(1.Shanghai Municipal Electric Power Company Southern Power Company,Shanghai 201103, China;2.Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education,Tianjin University,Tianjin 300072, China;3.Tianjin Tianda Qiushi Electric Power High Technology Co. Ltd, Tianjin 300384, China)
An evaluation system of projects in the distribution system should be set up to arrange the investment and decide the priority reasonably. With the help of the evaluation system, the investment efficiency will be maximized while the investment risk can be avoided. This paper uses the theory of analytical hierarchy process and considers the characteristic of projects in the distribution system. And then, an evaluation system based on the analysis of problems is put forward, which is inevitable in the index system, the evaluation method and the weight system. This evaluation reflects the quality of the projects precisely as while as it considers the demand of the present distribution system. So the evaluation system has a good generality in practice.
distribution system; project evaluation of eistribution system; analytical hierarchy process
TM727.2
A
1003-8930(2012)05-0123-04
2012-05-22;
2012-07-25