配電網評價指標體系研究

崔凱，史梓男，趙娟

(國網北京經濟技術研究院，北京市100052)

0 引言

配電網直接面向終端用戶，在可靠供電、促進地區經濟發展、保持社會和諧穩定等方面發揮著舉足輕重的作用。經過多年的建設與改造，我國配電網的結構和供電能力得到了不斷改善。但是，由于歷史欠賬較多，配電網發展總體上仍較為滯后，與發達國家相比，配電網的電能質量、供電可靠性還存在較大差距［1-2］。隨著我國城鄉一體化進程的加速推進，特別是社會主義新農村建設的不斷深入，部分地區電力需求增勢強勁，為滿足持續增長的用電需求，我國配電網迫切需要進一步加快發展。

為提高配電網規劃建設的科學性、指導性和可操作性，開展了配電網評價體系的研究工作。一方面，通過建立合理的評價指標體系，逐步積累覆蓋配電網各項業務的指標數據，為配電網規劃提供工作基礎;另一方面，依據評價指標體系，對配電網現狀進行診斷，對規劃實施效果進行理論檢驗，為配電網的建設改造提供有力的依據。本文綜合考慮我國配電網發展情況的差異，將評價區域劃分為A、B、C、D 4類，分別給出各類供電區域評價指標的參考值，并通過設定各類供電區域對整個評價區域的影響權重，實現對配電網發展情況的科學、合理評價，為配電網建設、改造提供有益指導。

1 評價指標的選取

1.1 評價原則

配電網點多、面廣、線長，處于電網的最末端，與用戶緊密相連，影響因素眾多，地區間差別很大。配電網評價指標體系的構建，必須充分考慮配電網的特點，確保評價指標體系的實用性和可操作性。在評價指標選擇方面，應準確、規范、可比。同時，在指標數據來源方面，應真實、可靠，以確保評價結果的客觀、公正，具有指導意義。

1.2 評價范圍

根據我國配電網的特點，配電網評價指標體系主要針對110(66)、35、10 kV電網，適度反映0.4 kV電網;重點應用于地(市)、縣配電網評價，參考應用于對省級及以上配電網的評價。

1.3 評價內容

配電網評價指標體系旨在全面衡量配電網發展狀況，通過對配電網的供電質量、網架結構、運行水平、技術裝備、經濟與社會性等要素進行評價［3-4］，深入了解配電網現狀及存在問題，促進配電網規劃方法和規劃手段的創新和實踐，推進配電網各項工作的精細化、精準化，不斷滿足新形勢下經濟社會發展對配電網建設和發展提出的新要求?；谏鲜隹紤]，本文提出配電網評價指標體系的評價內容如圖1所示。

圖1 配電網評價指標體系的評價內容Fig.1 Evaluation contents of evaluation system for power distribution network

2 評價指標參考值

為使配電網評價工作與當前工作要求有效銜接，各評價指標參考值的確定綜合考慮了現有技術標準、規劃成果以及統計數據等資料［5-8］。按照差異化的原則［8］，確定各指標由高到低 A、B、C、D 4 類參考標準如表1所示。

表1 各評價指標參考值的確定Tab.1 Evaluation standards of different indices

表1中，A類標準適用于對供電可靠性要求很高的政治或經濟中心區、國家級經濟開發區或高新科技工業園區;B類標準適用于對供電可靠性要求較高的生產生活集中區、省級經濟開發區或工業園區;C類標準適用于對供電可靠性有一定要求的生產生活相對集中區;D類標準適用于農業經濟活動區。

3 評價方法

3.1 評價指標的分類

按照評價指標數值大小與期望結果的關系，評價指標可分為正向指標、逆向指標和中間指標3類。

(1)正向指標的指標數值越大越好，包括電壓合格率、供電可靠率、主變壓器N－1通過率、線路N－1通過率、配電自動化終端覆蓋率、10 kV架空線路絕緣化率、戶戶通電率、一戶一表率等。

(2)逆向指標的指標數值越小越好，包括10 kV線路單放射比例、10 kV線路配變裝接容量大于12 MVA線路比例、重(輕)載主變壓器(線路)比例、10 kV高損變比例、綜合線損率、單位負荷投資等。

(3)雙向指標的指標越接近于區間中部效果越好，包括電網變電容載比等。

3.2 評價指標分值的計算

評價指標分值計算的方法有很多，目前應用較為廣泛的是模糊隸屬度法。應用線性插值原理，配電網評價指標體系采用如下簡化方法構建各類指標的隸屬函數。

(1)正向指標。高于指標參考值下限的，得滿分;否則，每低于參考值下限一定數值扣除相應分數(扣分多少視具體指標確定，下同)。

(2)逆向指標。低于指標參考值上限的，得滿分;否則，每超過參考值上限一定數值扣除相應分數。

(3)雙向指標。介于指標參考值范圍內的，得滿分;否則，每偏離參考值一定數值(高于上限或低于下限)扣除相應分數。

為便于下文描述，定義指標臨界值為基準值，對應為正向指標參考值的下限或逆向指標參考值的上限。雙向指標包括高、低2個基準值。

3.3 評價指標權重的確定

不同指標對評價目標的影響程度不同，一般通過加權予以反映。即重要的指標賦予較大的權重，相對次要的指標賦予較小的權重。配電網評價指標體系需要確定的權重包括2類，一類是反映各個指標之間的重要性;另一類是反映與A、B、C、D 4類標準相對應的不同類型供電區的影響程度。

確定指標權重的方法很多，大致分為定量計算法和定性分析法。前者以判斷矩陣法為代表，后者主要為專家經驗判斷法。

3.4 評價流程

(1)將評價對象按照區域特征和建設標準，劃分為 A、B、C、D 4類供電區。

(2)分別統計4類供電區負荷大小，按照各供電區負荷所占比例，結合實際情況得到各類供電區的影響權重 ωA、ωB、ωC、ωD。

(3)將各個指標分類基準值通過供電區權重系數進行加權，計算得到各個指標的綜合基準值。

(4)根據指標的綜合基準值和指標的分類，構建不同指標的隸屬函數。

(5)將指標的實際值與其隸屬函數進行比較，計算得到指標的評價得分。

(6)根據指標的評價得分，通過各指標的權重系數，得到評價對象的總得分。

(7)根據評價對象的總得分和分項得分情況，詳細分析評價結果，總結評價結論，提出有關建議。

在構建指標隸屬函數過程中，上述評價流程不僅考慮了不同供電區的差異性，同時也更加強調評價對象的整體性，方便和評價指標現有統計口徑相銜接。對于評價對象區域范圍較大的情況，也可按照A、B、C、D 4類供電區對不同指標分別構建隸屬函數，具體評價過程與之類似。

4 應用舉例

以某市配電網現狀評估為例，說明配電網評價指標體系在實際工作中的應用。2010年該市全社會用電量113.6億kW·h，全社會最高負荷2 050 MW，供電可靠性(RS－3)99.712%，綜合電壓合格率97.358%。到2010年底，該市共有110 kV變電站53座，主變壓器86臺、總容量3 204 MVA，110 kV電網容載比為1.68;35 kV變電站50座，主變壓器80臺、總容量499 MVA，35 kV電網容載比為1.53;10 kV線路710回，線路總長度1.0萬km，10 kV配電變壓器20 450臺、總容量4 822 MVA。

根據配電網規劃設計相關標準，結合地區總體規劃，確定該市分為B、C、D類供電區。按照各分區負荷所占比重，結合人工修正，得到A、B、C、D 4類供電區的權重系數分別為 0、0.4、0.35、0.25。

根據前述評價流程，計算得到評價結果如表2所示。表中，各指標的權重主要根據各指標對電網影響程度通過專家經驗取值，每個指標的滿分值均按100分計算。

由表2可知，該市配電網現狀評價總得分為84.27，與理想得分存在一定差距。以下從供電質量、網架結構、運行水平、技術裝備以及經濟與社會性5個方面對評價結果進行分析。

(1)供電質量。該項內容理想得分26分，實際得分21.77分。產生偏差的原因主要是10 kV線路供電半徑偏大、線路絕緣化率不高，加之近些年來配電網建設改造頻繁，造成供電可靠性和電壓合格率偏低。

(2)網架結構。該項內容理想得分20分，實際得分14.06分。產生偏差的原因一是局部區域電源點不足，存在一定比例的單線單變;二是網架布局不盡合理，110、35 kV網架主要為輻射和鏈式供電結構。

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(3)運行水平。該項內容理想得分18分，實際得分16.61分。產生偏差的原因主要是存在一定數量的重、過載主變壓器和10 kV線路。

(4)技術裝備。該項內容理想得分15分，實際得分10.83分。產生偏差的原因主要是配網自動化終端覆蓋率較低，僅為5%。

(5)經濟與社會性。該項內容理想得分21分，實際得分21分。指標情況完成較好，體現了該市配電網管理和建設水平較高。

總體上來說，目前該市配電網網架結構還比較薄弱，設備裝備水平有待提高，應在此方面進一步加大配電網建設改造力度。

5 結語

配電網評價指標體系的建立，為科學評價配電網發展現狀和發展能力，確定影響配電網發展的關鍵因素提出了可量化的手段。有條件地區應加快推進將配電網評價工作的常態化、制度化，通過及時發現配電網發展過程的難點和重點問題，有針對性地提出準確有效的解決措施，促進配電網科學發展。

［1］范明天，張祖平.中國配電網發展戰略相關問題研究［M］.北京:中國電力出版社，2008:40-73.

［2］王峻峰，胡昕，周為.中壓配電網可靠性評估的迭代算法［J］.中國電力，2010，43(3):19-22.

［3］崔凱，李敬如，宋毅，等.我國電網電壓序列及其評價指標［J］.電力建設，2012，33(2):14-17.

［4］肖峻，崔艷妍，王建民，等.配電網規劃的綜合評價指標體系與方法［J］.電力系統自動化，2008，32(15):36-40.

［5］Q/GDW 565—2010城市配電網運行水平和供電能力評估導則［S］.北京:國家電網公司，2010.

［6］Q/GDW 156—2006城市電力網規劃設計導則［S］.北京:中國電力出版社，2006.

［7］國家電網公司.國家電網公司“十二五”配電網規劃(技術原則)指導意見［R］.北京:國家電網公司，2010.

［8］國家電網公司.國家電網公司“十二五”配電網規劃［R］.北京:國家電網公司，2010.