基于DEA的分布式电源接入内蒙地区配电网供电效率评估系统的思考

张鹏 于溪龙 吴亮 刘书剑

摘要：传统的配电网评估主要针对供电的安全性、可靠性、质量等进行单项指标的技术可行性评估，可从不同侧面、不同程度评价配电网的技术水平，但缺乏对配电网运行效率的整体性把握，即对电网综合供电效率评估还欠不足，为此采用基于数据包络分析的方法对配电网运行效率进行综合评价，以提高配电网供电效率。

关键词：数据包络分析;配电网;供电效率

1、引言

内蒙古东部地区毗邻黑吉辽、京津冀，与俄罗斯、蒙古国接壤，区位独特，能源资源丰富，电网及新能源发展速度较快，并作为国家风能等新型能源基地。截至2016年底，蒙东地区新能源装机容量为2913万千瓦，占全部装机容量的35.53%;其中风电装机为932万千瓦，占总装机容量的31.99%;太阳能装机99万千瓦，占总装机容量的3.54%。2017-2020年，蒙东电网规划新增风电装机265万千瓦，光伏装机199万千瓦。当前，内蒙古电网新能源单日发电量超过2亿千瓦时，新能源最大电力达到1156万千瓦，占比达到全网实时发电出力的46.77%，其中风电最大发电负荷突破1000万千瓦，达到1038万千瓦，最大占比达到全网实时出力的42.02%。

大量分布式电源如风能、太阳能等具有波动性和随机性的电源接入配电网后会给配电网运行带来不确定性，这会较大的降低配电网供电效率，不能发挥当前配电网供电潜力。而随着配电网负荷的增加，配电网薄弱环节面临卡脖子的窘境，这使得相关设备被提前拆换，造成供电企业资产的浪费。

2、数据包络分析理论

美国著名的运筹学家A.Charnes和W.W.Cooper及其助手于1978年创立数据包络分析理论（DEA）以来，因为其具有所需要的指标少、不需要预先估算参数，而评价结果的灵敏性和可靠性高的特点被广泛应用于金融企业、机械生产制造、医院和政府部门等用来评价运作有效性。DEA根据历史数据对不同决策单元之间的相对有效性进行评价，因此可以避免过多主观因素的加入，所以在复杂系统有效性评价方面有着很大的优势。数据包络分析理论应用于电力行业主要是被用来分析和计算电网公司的相对生产率[92]，对配电网、发电厂技术效率和生产效益进行评价[1-3]，电网规划 [4.5]以及电网黑启动方案的选择[6.7]等。

在数据包络分析理论中，被评价对象的特性是由决策单元（Decision Making Unit，DMU）決定的，每个决策单元都包含有输入量和输出量。各个决策单元通过对输出量和输入量的比值进行处理来实现各自的决策目标。

在 模型中，DEA有效指的是对应决策单元的综合有效性，综合有效性包含规模有效和技术有效。规模有效性指的是随着投入输入量的继续增多，则相应的输出量也在增多而不是减少;技术有效性指的是在投入同等的输入量，技术有效性高的可以获得更多的输出量或者是在同等产出的情况下，技术有效性高的可以投入更少的输入量。

3、应用具有非阿基米德无穷小的BC2模型对内蒙配电网供电能力评估的探索

当前我国的电力市场激励机制尚未形成，因此通过市场调节的方法难以产生企业降低成本、提高资源利用效率的激励，容易忽视资源利用效率，不能充分发挥现有配电网供电潜力。因此可靠准确的评价地区配电网供电效率效率，进而提高配电网资源配置效率和管理效率，是蒙东电网配网电力规划和评估的重要课题。

对于如何提高配电网供电效率，目前国内各高校及相关生产单位将研究重点集中在配电网优化规划上。目前，在理论上提出以人工智能方法为主的配电网优化规划模型和方法，可以较好地解决了一些较大规模问题的求解。然而，由于需要将各种非经济因素进行量化，比如利润、安全性、环境影响等因素，这些模型和方法难以得出有效结论;在实践上则是以满足预测负荷下各种技术导则和规程并结合经济评价结果来判断配电网建设程度的。这种分析判断方法所得结论大部分为定性的，定量分析计算比较少，无法提供更多的指导意见，造成当前配电网建设有过度投资的倾向，难以充分发挥有限资金的作用。

蒙东电网配网供电效率评估的重点在于如何可靠合理的将利润、安全性、环境影响等各种非生产的、经济性因素考虑到评估体系中进行量化评估。蒙东电网电源作为国家级新能源基地，大量的分布式能源接入给当地配电网运行将带来的不确定性会使得配电网供电效率评估更加困难。因此，研制准确、客观、有效的配电网供电效率评估系统，对于指导配电网规划建设、实时掌握配电网运行状况具有重要意义。

4、结语

传统的配电网评估对电网综合供电效率评估还欠不足，为此采用基于数据包络分析的方法对配电网运行效率进行综合评价，以提高配电网供电效率是可行的，可以通过此评估结果能够帮助电网管理者提高对地区配电网的运作管理水平，对地区配电网的规划及投资具有明确、指导、监督和控制作用。

参考文献

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