刘树森

（盘锦供电公司，辽宁 盘锦 124010）

地市电网发展诊断指标体系研究

刘树森

（盘锦供电公司，辽宁 盘锦 124010）

地市电网需要运营在一个比较合理的状态下，怎样评价地市电网的运营状态是否合理，需要建立一套诊断评价指标体系，从各个角度对地市电网的运营状态进行诊断评价。文中从地市电网的基础规模、安全可靠性、效益和设备等方面对电网的运营状态进行诊断评价，经过实际电网的应用表明，文中所提出的诊断评价指标体系全面、科学、合理，实用性强，可以为电网规划和改造提供依据。

地市电网；评价指标体系；基础规模；安全可靠；效率；设备；研究

近年来，我国相继开展了输电网运营评价的相关研究工作，并取得了一系列研究成果。目前关于输电网的研究工作集中在对输电网的可靠性[l]、调度、及电网规划[2]等方面的研究。有关地市电网运行的研究也主要是针对某一个方面和几个方面的研究，对地市电网运营经济性的评估主要针对网络损耗，而电网的供电能力评估是对电网不同电压等级的容载比、各变电站的负载率以及用户供电可靠率指标进行汇总与分析等[3]，也有对电网的电能质量指标进行评估的[4]。缺乏对地市电网较全面、系统的研究。

基于此，本文采用主客观结合的方式，提出一套系统的地市电网诊断评价体系，既对现状电网进行客观评价，更希望通过评估找到电网规划中存在的不足和局限性，以求对现状电网建设与发展起到指导作用。地市电网发展诊断评价指标可分为基础规模指标、安全可靠性指标、效率效益指标、服务质量指标等四大类。

1 基础指标

主要反映了该地市所在电网的GDP、用电量、装机、最大负荷、变配电容量、变电站可扩建容量等方面的基本规模情况和电网所在区域的客观边界条件。各指标具体内涵或计算方法如下。

1）全市GDP年均增长率

该指标为评估区域内近5年期间国内生产总值GDP年均增长情况，反映全市经济增长情况和增长趋势。

式中，Gi+5为统计期末的国内生产总值，单位亿元；Gi为统计期初的国内生产总值，单位亿元；β1为统计期间的国内生产总值年均增长率。

2）电源装机年均增长率

该指标为评估区域内近5年期间逐年接入各电压等级和电源装机总规模的年均增长率；不同类型电源装机占比。反映该地区统计期间电源装机增长情况，电源装机结构变化情况。

3）最高用电负荷年均增长率

该指标为评估区域内近5年期间最高用电负荷年均增长率，反映负荷增长情况。

式中，Pi+5为统计期末的年最高用电负荷，单位兆瓦；Pi为统计期初的年最高用电负荷，单位兆瓦；β3为统计期间的最高用电负荷年均增长率。

4）全社会用电量年均增长率

该指标为评估区域内近5年期间全社会用电量年均增长率，反映电量需求增长情况。

式中，Ei+5为统计期末的年全社会用电量，单位亿kW·h；Ei为统计期初的年全社会用电量，单位亿kW·h；β4为统计期间的全社会用电量年均增长率。

5）售电量年均增长率

该指标为评估区域内近5年期间售电量年均增长率，反映售电量需求增长情况。

式中，Si+5为统计期末的年售电量，单位亿kW·h；Si为统计期初的年售电量，单位亿千瓦时；β5为统计期间的售电量年均增长率；

6）变配（电）容量年均增长率

该指标为评估区域内近 5年期间各电压等级（变电和配电）容量总规模的年均增长率，反映该地区统计期间内变（配）电容量的增长速度。

7）66 kV平均单条线路长度

指标内容：

66kV平均单条线路长度（km/条）=66kV线路长度合计（km）/66kV线路条数（条）出口。

该指标反映66kV线路的供电半径。

8）10 kV平均供电半径

10kV供电半径通常指从变电站二次侧出线到其供电的最远负荷点之间的长度。

9）容载比

该指标整体上反映某一区域电网变电容量对于负荷的供电能力。容载比是评估区域内某一时刻投入的变电总容量与对应的负荷的比值。

分区由各公司根据负荷转带情况确定，同一变电站可以属于不同分区。最大负荷应取该区内同时刻叠加值。参考“负荷组”定义。

式中，Rs为平均容载比，kVA/kW；Pmax为该电压等级最大负荷日最大负荷，万kW； ΣSei：该电压等级年最大负荷日投入运行的变电站的总容量，万kVA。

10）现有变电站可扩建容量及占比

该指标表示某一电压等级变电站规划最终规模与目前投产规模的差值，分电压等级统计。该指标适用于220、66kV电压等级。

某一电压等级现有变电站可扩建容量（万kVA）＝Σ（某变电站规划最终主变容量－目前已投运的主变容量）（万kVA）

某一电压等级现有变电站可扩建容量占比＝现有变电站预留容量（万kVA）/该电压等级现有变电站总投运容量（万kVA）

2 安全可靠性指标

主要反映了我国电网运行的安全稳定运行情况和可靠性情况。具体包括：

1）66 kV N-1通过率

指标内容：统计内容包含变压器和线路两类。

66kV电网N-1通过率（%）=满足N-1的元件数量（个）/总元件数量（个）

2）10 kV电网互联率

指标内容：

10（20）kV 电网互联率（%）=满足互联结构的10（20）kV线路条数（条）/10（20）kV线路总条数（条）

该指标反映 10（20）kV线路满足互联结构的线路比例。

3）10 kV线路互代率（等同于N-1）

10（20）kV电网互代率（%）=满足N-1的10（20）kV线路条数（条）/10（20）kV线路总条数（条）

4）10kV最长供电距离分布

指标内容：

按照10（20）kV线路最长供电距离长度在3km以下、3～5km、5～15km、15km以上分别统计线路条数占比。该指标反映 10（20）kV线路的供电半径分布情况。

5）供电可靠率（RS-3）

指标内容：

RS-3为不计及因系统电源不足而需限电的情况。

6）综合电压合格率

指标内容：

该指标适用于各级配电网络，共分为A、B、C、D四类。其中，A类电压合格率为地区供电负荷的变电站和发电厂的10kV母线电压合格率；B类电压合格率为35kV、66kV专线供电和110kV及以上供电的用户端电压合格率；C类电压合格率为10kV线路末端用户的电压合格率；D类电压合格率为低压配电网的首末端和部分主要用户的电压合格率。

式中，VA、VB、VC、VD分别表示 A、B、C、D 类电压合格率。

7）66 kV变压器可用系数

该指标反映66kV变压器的可用小时数占比。

变压器可用系数=变压器可用小时/8760

8）66 kV架空线路可用系数

该指标反映66kV架空线路的可用小时数占比。

架空线路可用系数=架空线路可用小时/8760

9）66 kV变压器强迫停运率

该指标反映66kV变压器的强迫停运次数。

变压器强迫停运率=变压器强迫停运次数/统计台年数

10）66 kV架空线路强迫停运率

该指标反映66kV架空线路的强迫停运次数。

架空线路强迫停运率=架空线路强迫停运次数/统计公里年数

3 效益指标

主要反映了地市电网的运行效率和经济效益。具体包括：

1）220～66 kV线路最大负载率分布

该指标表示各电压等级主变年最大负载率的分布情况。按照 30%以下、30%～60%和 60%以上三档分别进行统计主变台（组）数占比。

2）66～10 kV线路最大负载率

66～10 kV线路最大负载率（%）=线路最大工作电流（安）/线路长期允许载流量（安）

3）66～10 kV线路最大负载率分布

按 80%以上、80～40%、40～20%和 20%以下四档，统计线路条数占比。

4）66～10 kV主变年最大负载率

指标内容：单台主变年最大负载率。

主变年最大负载率（%）＝主变年最大负荷（万kW）/主变容量（万kVA）

5）66～10 kV主变年最大负载率分布

该指标表示各电压等级主变年最大负载率的分布情况。66kV及以下按照30%以下、30%～60%和60%以上三档分别进行统计主变台（组）数占比。

6）66～10 kV主变年平均负载率

指标内容：单台主变年平均负载率。

主变年平均负载率（%）＝年供电量/8760×主变容量

7）66～10 kV主变年平均负载率分布

该指标表示各电压等级主变年平均负载率的分布情况。66kV及以下按照30%以下、30%～60%和60%以上三档分别进行统计主变台（组）数占比。

8）线损率

指标描述：线损率是衡量线损高低的指标，它综合反映和体现了电力系统规划设计、生产运行和经营管理的水平，是电网经营企业的一项经济技术指标。按照一般性的定义，输电损失等于电力接收端与电力输送端的电量之差，输电损失除以总输电量即为输电损耗率。

计算公式：

L%=[（输入电量－输出电量）/输入电量]×100%式中，输入电量＝发电厂上网电量+外购电量+电网送入电量－输出到其他电网的电量。

9）新设备增售电量

该指标指单位电网投资对应的增售电量。主要反映电网投资的经济效益。

新设备增售电量比例（kW·h/元）=新设备当年售电量（万kW· h）-原设备售电减少量（万kW· h时）/当年电网增售电量（万元）

10）单位输电成本

指标描述：单位输配电成本是指地市电网公司一定时期内输配电成本与供电量的比值。输配电成本核算一般包括以下几项：折旧费、福利费、材料费、修理维护费及其他费用。

计算公式：

单位输电成本=地市电网运营成本/总输电量

11）单位电量电网投资

指标描述：即电网给社会每增送一度电，电网需要付出的边际投资成本，既反映了电网建设的效益，又反映了电网建设的难度。

计算公式：

单位电量电网投资（元/kW·h）=年度电网投资/年度用电量增加值

12）单位收益电网投资

单位收益电网投资的指标，即电网公司每争取一分钱，电网需要付出的边际投资成本，反映了电网投资空间和能力。

计算公式：

单位收益电网投资=年度电网投资/息税前利润

其中：息税前利润=利润总额+利息支出

13）输电资产回报率

指标描述：输电网企业年度盈利占总资产值的百分比，也称为投资回报率。资产回报率是评价公司相对其总资产值的盈利能力的有用指标，它用于评估输电企业相对其总资产值的盈利能力，即衡量每单位资产创造了多少净利润。

计算公式：

资产回报率=息税前利润/平均资产总额×100%式中，息税前利润=利润总额+利息支出；平均资产总额=（期初资产总额+期末资产总额）/2

4 设备指标

1）设备运行年限及分布

该指标表示设备自投运年至统计年的运行时间。设备主要包括变压器和线路。变压器按照台数占比统计（不包括电厂升压变和用户变），线路按长度占比统计。该指标说明电网的主要设备资产年限。

该指标按10年以下，10～20年和20年以上三个区段分别统计。适用于220～10（20）kV电压等级。

2）输变电资产退役设备平均寿命

输变电资产退役设备平均寿命=Σ某一电压等级当年单台设备退役时寿命/当年退役设备数量

该指标统计 66kV及以上电压等级，包括变压器、断路器、隔离开关和全封闭组合电器（GIS）。

3）GIS变电站座数比例

指标内容：

GIS变电站座数比例（%）=装配GIS设备的变电站座数（座）/变电站座数（台）×100%

统计口径：220～66kV电压等级，其中 66kV电压等级只统计公用电网。

4）变电站组合化率

指标内容：

变电站组合化率（%）=装配组合电器设备的变电站间隔数（个）/变电站总间隔数（个）×100%

统计口径：220～66kV电压等级，其中 66kV电压等级只统计公用电网。

5）66 kV变电站无人值班率

指标内容：

变电站无人值班率（%）=具备无人值班条件变电站（座）/变电站总座数（座）×100%

统计口径：66kV电压等级，其中66kV电压等级只统计公用电网。

6）10 kV S7（S8）及以下高损耗配变台数比例

指标内容：

S7（S8）及以下配电变压器台数占比（%）=S7（S8）及以下配电变压器数量（台）/配电变压器总数量（台）×100%

该指标指10（20）kV公用配电变压器中S7（S8）及以下型号配电变压器台数分别占总公用配电变压器台数的比例。

统计口径：10（20）kV电压等级。

7）变电站综合自动化率

指标内容：

变电站综合自动化率（%）=（综合自动化变电站座数/变电站总座数）×100%

统计口径：66kV及以上电压等级。

8）配电终端覆盖率

指标内容：

配电终端覆盖率（%）＝具有“两遥”及以上功能开关（含环网柜）台数（台）/配电开关总台数（台）×100%

该指标反映该地区10（20）kV“二遥”以上功能配电自动化开关台数比例。

统计口径：10（20）kV电压等级（公用电网）。

9）架空线绝缘化率

指标内容：

架空线绝缘化率=采用绝缘线架设的架空线路长度（km）/架空线路长度（km）×100%

统计口径：10（20）kV电压等级（公用电网）。

10）电缆化率

电缆化率=电缆线路长度/线路总长度×100%

统计口径：10（20）kV电压等级（公用电网）。

11）变电工程造价

该类指标反映变电工程综合造价水平及造价构成。

单位容量造价（元/kVA）=Σ静态投资/Σ本期变电容量

单位容量建筑工程费用（元/kVA）=Σ建筑工程费/Σ本期变电容量

单位容量设备购置费（元/kVA）=Σ设备购置费/Σ本期变电容量

单位容量安装工程费（元/kVA）=Σ安装工程费/Σ本期变电容量

单位容量其他费用（元/kVA）=∑其他费用/∑本期变电容量

统计口径：220、66kV

12）线路工程造价

该类指标反映线路工程综合造价水平及造价构成。

单位长度造价（万元/km）=Σ静态投资/Σ线路折单长度

单位容量长度造价（元/kVA·km）=Σ静态投资/Σ线路容量长度积

本体费单位容量长度造价（元/kVA·km）=Σ本体费用/Σ线路容量长度积

其他费用单位容量长度造价（元/kVA·km）=Σ其他费用/Σ线路容量长度积

注：线路容量长度积=经济输送容量×线路长度

统计口径：220kV、66kV

13）变电工程建场费

该指标反映单位容量变电工程的征地及清理费用。

单站建场费（万元/站）=Σ场地征用及清理费/Σ变电站数量

建设场地征地单价（万元/亩）=Σ场地征用及清理费/Σ征地面积

单位容量建场费（元/kVA）=Σ场地征用及清理费/Σ本期变电容量

统计口径：220kV、66kV

14）线路工程建场费

该指标反映单位容量长度线路工程的征地及清理费用。

线路单位长度建场费（万元/km）=Σ场地征用及清理费/Σ线路长度

线路单位容量长度建场费（元/kVA·km）=∑场地征用及清理费/Σ线路容量长度积

统计口径：220、66kV

15）新建住宅小区供电配套工程费

该指标指政府部门发布的专门用于新建住宅小区供电配套工程建设收取的工程费（元/m2）。

5 实际应用

1）本文所提出的电网综合评价指标体系已在盘锦电网等多个电网的评估中进行了实际应用。

2）电网建设以电网规划为指导，要经历一个较长的建设时期，才能逐步达到完善；在规划执行的初期，由于缺少时间和数据的积累，也无法对规划的执行情况给出满意的评估；而目前，盘锦地区电网经历了一个以规划为基础、不断调整的建设过程，已经有了翻天覆地的变化。经过了长期的建设阶段后，对于专业规划的制订是否合理，电网建设的执行情况如何，今后规划的改进方向是什么等问题都需要一个答案。

3）在对实际电网的应用发现，现有的电网在传输能力方面都或多或少存在一定问题，体现在线路或变压器负载率偏高或偏低；在服务质量指标方面也存在类似的现象，而安全可靠性指标则相对来说较好。

4）在实际的电网综合评价指标应用过程中，为了能使各个指标具有可比性，也经常会定义下列综合指标的概念。

Iv=a1×基础指标+a2×安全可靠性指标+a3×效率效益指标+a4×设备指标

式中，a1、a2、a3、a4分别为各个指标体系的权重系数，可以根据实际电网的情况进行确定。

6 结论

本文提出的地市电网诊断评价的指标体系，包括基础规模、安全可靠性、效率效益、服务质量，所提出的评估指标体系较系统且全面，可以反映地市电网的实际运营状态。

[1] 王超，徐政，高鹏，等. 大电网可靠性评估的指标体系探讨[J]. 电力系统及其自动化, 2007, 19(1): 42-48.

[2] 麻常辉，杨永军，鄢安河，等. 考虑发电和负荷不确定因素的输电网灵活规划[J]. 电力系统保护与控制,2008, 36(21): 29-32.

[3] 黄伟，张建华，文俊, 等.配电网络供电能力评估系统及方案设计[J]. 现代电力, 2001, 18(4).

[4] 唐会智，彭建春. 基于模糊综合理论的电能质量综合量化指标研究[J]. 电网技术, 2003, 27(l2).

[5] 国家电网公司企业标准. Q/GDW 156—2006. 城市电力网规划设计导则[M]. 北京：中国电力出版社,2007.

[6] 国家电网公司企业标准. Q/ GDW 738—2012. 配电网规划设计导则[M]. 北京：中国电力出版社, 2012.

Investigation of Assessment Systems for Operation of Urban Network

Liu Shusen
(Panjin Power Supply Company, Panjin, Liaoning 124010)

The urban network should operate in a rational state .In order to evaluate the state of urban network, an assessment systems for urban network-operation is indispensable. This paper evaluates the operation of urban network with foundation base、safe reliability、efficiency and effectiveness, service quality. the assessment Systems in this paper is comprehensive, and also shows its scientificity, rationality and practicality which have been showed in the operation of urban network. It can provide a basis for power grids’planning and Transformation.

urban network; assessment system; foundation base; safe reliability; efficiency;electrical installations; investigation

刘树森（1969-）辽宁营口人，毕业于葛洲坝水利电力工程学院，从事电力系统规划和线损管理工作。国网盘锦供电公司发展策划部副主任，高级工程师。