基于单元制规划的配电单元发展水平评价方法

祁 晖， 冯 伟， 杨 乐

（国网泰州供电公司，江苏 泰州 225300）

0 引言

随着我国经济发展进入“新常态”，增长速度逐步放慢，与之相伴的电力需求增速也有所回落，供电公司售电收入增速放缓，单纯依赖电量增长提升公司效益的发展方式难以为继。随着电力体制改革的深入推进，公司步入市场竞争更加激烈、投资监管更加严格的发展环境。如何科学地进行配网项目储备，统筹资金总盘，安排各供电单元的建设时序，是目前亟须解决的问题。本课题以“江苏公司试点开展配网投资分级评估有效提高配电规划投资效益”为契机，以配电单元为评价对象，充分考虑市场环境下各单元电网现状、负荷电量变化、技术提升等多方因素，利用层次分析法AHP（analytic hierarchy process） 对配电单元的发展水平进行综合评价，提出基于单元制规划的配电单元发展水平评价方法，从而合理安排配电单元的建设时序，实现目标网架的有序建设，为泰州供电公司“精准投资”的决策目标提供参考。

1 配电单元发展水平关键指标选取

配电单元发展水平评价指标体系主要是找准配电单元现状电网发展存在的突出问题，量化内需及外需的紧要迫切度。结合电网建设的重要关注点，从电网“内需”及“外需”两方面着手，梳理影响配电网指标的关键要素。其中，电网“内需”指标体系从安全指数、供电质量、经济运营3 个维度出发，以坚强可靠的电网满足公众的用电需求，保证配电“落得下、用得上”，以优质高效的电力传输提供优质高效的电力，保证配电“用得好、用得巧”；电网“外需”指标体系分别为负荷发展、网架承载、用户接入，具体的关键指标如图1 所示。其中，区别于常规指标的几个指标释义如下。

1.1 10 kV 线路运行均衡度

指标释义：为实现电网资源的合理利用，同一单元内的10 kV 线路应运行均衡，其运行效率不应出现太大差异。对10 kV 线路运行效率均衡程度的分析能反映规划建设和调度运行方面的问题。

不难证明，该均衡度是介于0 和1 之间的常数。均衡度越高说明单元内10 kV 线路的运行效率越一致，均衡度越低10 kV 线路的运行效率差异越大，可能存在局部重载或局部轻载的资源分配不合理现象。

1.2 负荷发展饱和度

指标释义：负荷发展饱和度是表明单元负荷发展程度的指标。负荷发展饱和度采用现有负荷发展程度与近期负荷发展程度比值进行计算。

1.3 可开放容量占比

指标释义：充分考虑配电单元内线路N-1 条件限制，计算单元内的可用裕度，即可开放容量。该指标作为业扩报装是否可直接接入电网的判断依据，一方面可反映配电单元的现状供电能力，另一方面则可根据负荷增长及业扩报装情况，动态分析现有网架、线路对负荷发展的适应性，反映配电单元现状网架所对应的供电能力对未来负荷发展的支撑程度。

为了具备实现单元间的横向对比，消除因配电单元规模大小而产生的可开放容量差异，评价采用“可开放容量占比”对各单元进行统一。

1.4 用户接入便利度

指标释义：反映配电单元对用户接入的便利程度。由于用户的接入半径不易统计，且数量众多，本次指标定义采用类似“城市路网密度”的计算方式，即计算区域内所有公线的总长度与区域内有效供电面积之比。

图1 配电单元发展水平具体评价指标选取

2 配电单元发展水平评分方法

2.1 权重设置

在统计理论和实践中，权重是表明各个评价指标（或者评价项目） 重要性的权数，表示各个评价指标在总体中所起的不同作用。本文指标权重的确定采用层次分析法。

对于配电网而言，不管是从社会责任还是从电网企业角度出发，电网的安全可靠运行都是最重要的，只有切实保障了电网的安全运行、电网的优质供电，电网企业才有长足发展的根基。基于该点考虑，配电网内需中的3 个关键指标重要程度分别为安全指数>优质供电>高效运营。

与此同时，如果具体指标影响的对象较多，其对配电网来说也相对更为重要，这是从影响角度来对指标重要性的一个大致判断。为此，基于具体特性指标与关键指标之间的影响机理，分析每个具体特性指标重要程度。将各具体指标影响对象进行汇总，得到的交集结果如图2 所示。

图2 具体特性指标与关键指标的关系分析

通过图2 可以大致了解各个指标对于配电网的影响程度。其中，重载因素交集次数最多，对电网安全指数、优质供电、高效运营3 个维度均有影响，其重要程度不言而喻；其次交集较多的为10 kV 线路截面规范化率、10 kV 长度超限比例。因此，就单一维度内，这几个指标的重要度要高于其他指标。

在此分析基础上，采用“1～9 标度”含义表（见表1） 构建判断矩阵并赋值。

表1 重要性标度含义表

指标权重具体计算步骤如下。

a） 构建判断矩阵。综合权衡各项条件，给出的内需及外需指标判断矩阵见表2、表3。

b） 几何平均法求权重。根据表2、表3 分别计算配电单元发展水平内需及外需的指标几何平均数Wi、Qi。

设m阶判断矩为首先按行将各元素连乘并开m次方，即求得各行元素的几何平均值

表2 配电单元发展水平判断矩阵——内需

表3 配电单元发展水平判断矩阵——外需

再把bi（i=1，2，3，…，m）归一化，即求得指标xj的权重系数wj

具体以10 kV 线路平均电源数W1为例进行计算，计算公式如下

其他依次类推计算出W2～W10以及Q1～Q3数值。对各矩阵进行归一化处理，求出各指标权重。

其他依次类推计算出W2’~W10’以及Q1’~Q3’数值。

由计算结果可知，10 kV 线路重载指标权重最高，为0.297；10 kV 架空线路绝缘化率、10 kV 老旧线路、10 kV 线路分段合理率权重相对较低，均为0.025。

2.2 评分标准

依据指标含义，将配电单元发展水平具体特性指标分为正指标与负指标。正指标指该指标取值越高越好，理想值为1；负指标则是取值越低越好，理想值为0。针对不同的指标类型，指标评分计算公式如下。

式中：x为评价指标现状值，y为评价指标得分；对于正向或逆向指标，a为指标下限，“低于”该值时得分为0；b为指标上线，即目标值，达到或高于该指标时得满分。

具体特性指标的类型和及指标参考限值见表4。结合各指标得分，最终计算出配电单元的现状评分。在此评分体系下，配电单元评分越低说明该配电单元现状越差，需要提升的迫切程度越高，需重点安排项目予以解决提升。

3 案例应用及分析

基于网格化规划的配电网建设投资策略已基本完善，在此基础上，泰州供电公司以海陵区最新规划项目为试点，对2018—2020 年的规划项目进行了实例应用，为海陵区配电网项目计划排序决策提供了依据。

根据配电网格划分原则，泰州市共划分99 个供电分区、427 个供电网格。由于市政民生工程项目、配电网安全稳定运行项目是涉及电网、人身安全及具有政治意义的项目，所以在项目安排上，首先将区域内所有必须完成的特殊项目摘出，享有绝对优先权，优先建设。按照相关评分细则，对泰州海陵区各网格发展水平进行打分计算。结果如表5 所示。在表5 各网格发展水平得分确定的基础上，按照得分由高到低进行降序排序，该次序即为考虑发展水平因素下得到的泰州各网格的建设优先级。

表4 各供电区域评价指标参考系数值

以TZHL_JS_11C 网格为例，改造前该网格存在重载线路4 回，不通过“N-1”校验线路5 回，架空裸导线9.5 km，长度超限线路5 回，站内联络线3 回，对应到单体项目得分，以该网格的“泰州海陵110 kV 云龙变10 kV 配套工程”为例进行说明。

该项目解决了重载线路1 回，不通过“N-1”校验线路2 回，长度超限线路2 回，标准接线3回，则该项目对该网格技术指标得分提升贡献度为 [（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）。

同理计算该网格内其他项目得分，最终得到各单体项目对该网格技术指标得分提升贡献度得分（见表6），并以此进行项目排序。

表5 各网格发展水平评价结果

表6 TZHL_JS_11C 网格内单体项目贡献度得分

4 结束语

为了与单元制规划相呼应，力求“单元制”理念贯穿到项目投资领域，把握分区电网的差异性、敏感性，提高项目投资的精准性、适应性，以配电单元为基础，参考单元属性，兼顾单元发展需求，构建了相应的关键评价指标体系。通过配电单元发展水平评价分析，找准配电网发展存在的突出问题，从宏观层面多维度分析确定配电单元投资重点，最终实现精准投资目标。