配电网评价指标体系研究

2013-02-13崔凯史梓男赵娟

电力建设 2013年2期

崔凯，史梓男，赵娟

(国网北京经济技术研究院，北京市100052)

0 引言

配电网直接面向终端用户，在可靠供电、促进地区经济发展、保持社会和谐稳定等方面发挥着举足轻重的作用。经过多年的建设与改造，我国配电网的结构和供电能力得到了不断改善。但是，由于历史欠账较多，配电网发展总体上仍较为滞后，与发达国家相比，配电网的电能质量、供电可靠性还存在较大差距［1-2］。随着我国城乡一体化进程的加速推进，特别是社会主义新农村建设的不断深入，部分地区电力需求增势强劲，为满足持续增长的用电需求，我国配电网迫切需要进一步加快发展。

为提高配电网规划建设的科学性、指导性和可操作性，开展了配电网评价体系的研究工作。一方面，通过建立合理的评价指标体系，逐步积累覆盖配电网各项业务的指标数据，为配电网规划提供工作基础;另一方面，依据评价指标体系，对配电网现状进行诊断，对规划实施效果进行理论检验，为配电网的建设改造提供有力的依据。本文综合考虑我国配电网发展情况的差异，将评价区域划分为A、B、C、D 4类，分别给出各类供电区域评价指标的参考值，并通过设定各类供电区域对整个评价区域的影响权重，实现对配电网发展情况的科学、合理评价，为配电网建设、改造提供有益指导。

1 评价指标的选取

1.1 评价原则

配电网点多、面广、线长，处于电网的最末端，与用户紧密相连，影响因素众多，地区间差别很大。配电网评价指标体系的构建，必须充分考虑配电网的特点，确保评价指标体系的实用性和可操作性。在评价指标选择方面，应准确、规范、可比。同时，在指标数据来源方面，应真实、可靠，以确保评价结果的客观、公正，具有指导意义。

1.2 评价范围

根据我国配电网的特点，配电网评价指标体系主要针对110(66)、35、10 kV电网，适度反映0.4 kV电网;重点应用于地(市)、县配电网评价，参考应用于对省级及以上配电网的评价。

1.3 评价内容

配电网评价指标体系旨在全面衡量配电网发展状况，通过对配电网的供电质量、网架结构、运行水平、技术装备、经济与社会性等要素进行评价［3-4］，深入了解配电网现状及存在问题，促进配电网规划方法和规划手段的创新和实践，推进配电网各项工作的精细化、精准化，不断满足新形势下经济社会发展对配电网建设和发展提出的新要求。基于上述考虑，本文提出配电网评价指标体系的评价内容如图1所示。

图1 配电网评价指标体系的评价内容Fig.1 Evaluation contents of evaluation system for power distribution network

2 评价指标参考值

为使配电网评价工作与当前工作要求有效衔接，各评价指标参考值的确定综合考虑了现有技术标准、规划成果以及统计数据等资料［5-8］。按照差异化的原则［8］，确定各指标由高到低 A、B、C、D 4 类参考标准如表1所示。

表1 各评价指标参考值的确定Tab.1 Evaluation standards of different indices

表1中，A类标准适用于对供电可靠性要求很高的政治或经济中心区、国家级经济开发区或高新科技工业园区;B类标准适用于对供电可靠性要求较高的生产生活集中区、省级经济开发区或工业园区;C类标准适用于对供电可靠性有一定要求的生产生活相对集中区;D类标准适用于农业经济活动区。

3 评价方法

3.1 评价指标的分类

按照评价指标数值大小与期望结果的关系，评价指标可分为正向指标、逆向指标和中间指标3类。

(1)正向指标的指标数值越大越好，包括电压合格率、供电可靠率、主变压器N－1通过率、线路N－1通过率、配电自动化终端覆盖率、10 kV架空线路绝缘化率、户户通电率、一户一表率等。

(2)逆向指标的指标数值越小越好，包括10 kV线路单放射比例、10 kV线路配变装接容量大于12 MVA线路比例、重(轻)载主变压器(线路)比例、10 kV高损变比例、综合线损率、单位负荷投资等。

(3)双向指标的指标越接近于区间中部效果越好，包括电网变电容载比等。

3.2 评价指标分值的计算

评价指标分值计算的方法有很多，目前应用较为广泛的是模糊隶属度法。应用线性插值原理，配电网评价指标体系采用如下简化方法构建各类指标的隶属函数。

(1)正向指标。高于指标参考值下限的，得满分;否则，每低于参考值下限一定数值扣除相应分数(扣分多少视具体指标确定，下同)。

(2)逆向指标。低于指标参考值上限的，得满分;否则，每超过参考值上限一定数值扣除相应分数。

(3)双向指标。介于指标参考值范围内的，得满分;否则，每偏离参考值一定数值(高于上限或低于下限)扣除相应分数。

为便于下文描述，定义指标临界值为基准值，对应为正向指标参考值的下限或逆向指标参考值的上限。双向指标包括高、低2个基准值。

3.3 评价指标权重的确定

不同指标对评价目标的影响程度不同，一般通过加权予以反映。即重要的指标赋予较大的权重，相对次要的指标赋予较小的权重。配电网评价指标体系需要确定的权重包括2类，一类是反映各个指标之间的重要性;另一类是反映与A、B、C、D 4类标准相对应的不同类型供电区的影响程度。

确定指标权重的方法很多，大致分为定量计算法和定性分析法。前者以判断矩阵法为代表，后者主要为专家经验判断法。

3.4 评价流程

(1)将评价对象按照区域特征和建设标准，划分为 A、B、C、D 4类供电区。

(2)分别统计4类供电区负荷大小，按照各供电区负荷所占比例，结合实际情况得到各类供电区的影响权重 ωA、ωB、ωC、ωD。

(3)将各个指标分类基准值通过供电区权重系数进行加权，计算得到各个指标的综合基准值。

(4)根据指标的综合基准值和指标的分类，构建不同指标的隶属函数。

(5)将指标的实际值与其隶属函数进行比较，计算得到指标的评价得分。

(6)根据指标的评价得分，通过各指标的权重系数，得到评价对象的总得分。

(7)根据评价对象的总得分和分项得分情况，详细分析评价结果，总结评价结论，提出有关建议。

在构建指标隶属函数过程中，上述评价流程不仅考虑了不同供电区的差异性，同时也更加强调评价对象的整体性，方便和评价指标现有统计口径相衔接。对于评价对象区域范围较大的情况，也可按照A、B、C、D 4类供电区对不同指标分别构建隶属函数，具体评价过程与之类似。

4 应用举例

以某市配电网现状评估为例，说明配电网评价指标体系在实际工作中的应用。2010年该市全社会用电量113.6亿kW·h，全社会最高负荷2 050 MW，供电可靠性(RS－3)99.712%，综合电压合格率97.358%。到2010年底，该市共有110 kV变电站53座，主变压器86台、总容量3 204 MVA，110 kV电网容载比为1.68;35 kV变电站50座，主变压器80台、总容量499 MVA，35 kV电网容载比为1.53;10 kV线路710回，线路总长度1.0万km，10 kV配电变压器20 450台、总容量4 822 MVA。

根据配电网规划设计相关标准，结合地区总体规划，确定该市分为B、C、D类供电区。按照各分区负荷所占比重，结合人工修正，得到A、B、C、D 4类供电区的权重系数分别为 0、0.4、0.35、0.25。

根据前述评价流程，计算得到评价结果如表2所示。表中，各指标的权重主要根据各指标对电网影响程度通过专家经验取值，每个指标的满分值均按100分计算。

由表2可知，该市配电网现状评价总得分为84.27，与理想得分存在一定差距。以下从供电质量、网架结构、运行水平、技术装备以及经济与社会性5个方面对评价结果进行分析。

(1)供电质量。该项内容理想得分26分，实际得分21.77分。产生偏差的原因主要是10 kV线路供电半径偏大、线路绝缘化率不高，加之近些年来配电网建设改造频繁，造成供电可靠性和电压合格率偏低。

(2)网架结构。该项内容理想得分20分，实际得分14.06分。产生偏差的原因一是局部区域电源点不足，存在一定比例的单线单变;二是网架布局不尽合理，110、35 kV网架主要为辐射和链式供电结构。