地市電網發展診斷指標體系研究

劉樹森

（盤錦供電公司，遼寧 盤錦 124010）

地市電網發展診斷指標體系研究

劉樹森

（盤錦供電公司，遼寧 盤錦 124010）

地市電網需要運營在一個比較合理的狀態下，怎樣評價地市電網的運營狀態是否合理，需要建立一套診斷評價指標體系，從各個角度對地市電網的運營狀態進行診斷評價。文中從地市電網的基礎規模、安全可靠性、效益和設備等方面對電網的運營狀態進行診斷評價，經過實際電網的應用表明，文中所提出的診斷評價指標體系全面、科學、合理，實用性強，可以為電網規劃和改造提供依據。

地市電網；評價指標體系；基礎規模；安全可靠；效率；設備；研究

近年來，我國相繼開展了輸電網運營評價的相關研究工作，并取得了一系列研究成果。目前關于輸電網的研究工作集中在對輸電網的可靠性[l]、調度、及電網規劃[2]等方面的研究。有關地市電網運行的研究也主要是針對某一個方面和幾個方面的研究，對地市電網運營經濟性的評估主要針對網絡損耗，而電網的供電能力評估是對電網不同電壓等級的容載比、各變電站的負載率以及用戶供電可靠率指標進行匯總與分析等[3]，也有對電網的電能質量指標進行評估的[4]。缺乏對地市電網較全面、系統的研究。

基于此，本文采用主客觀結合的方式，提出一套系統的地市電網診斷評價體系，既對現狀電網進行客觀評價，更希望通過評估找到電網規劃中存在的不足和局限性，以求對現狀電網建設與發展起到指導作用。地市電網發展診斷評價指標可分為基礎規模指標、安全可靠性指標、效率效益指標、服務質量指標等四大類。

1 基礎指標

主要反映了該地市所在電網的GDP、用電量、裝機、最大負荷、變配電容量、變電站可擴建容量等方面的基本規模情況和電網所在區域的客觀邊界條件。各指標具體內涵或計算方法如下。

1）全市GDP年均增長率

該指標為評估區域內近5年期間國內生產總值GDP年均增長情況，反映全市經濟增長情況和增長趨勢。

式中，Gi+5為統計期末的國內生產總值，單位億元；Gi為統計期初的國內生產總值，單位億元；β1為統計期間的國內生產總值年均增長率。

2）電源裝機年均增長率

該指標為評估區域內近5年期間逐年接入各電壓等級和電源裝機總規模的年均增長率；不同類型電源裝機占比。反映該地區統計期間電源裝機增長情況，電源裝機結構變化情況。

3）最高用電負荷年均增長率

該指標為評估區域內近5年期間最高用電負荷年均增長率，反映負荷增長情況。

式中，Pi+5為統計期末的年最高用電負荷，單位兆瓦；Pi為統計期初的年最高用電負荷，單位兆瓦；β3為統計期間的最高用電負荷年均增長率。

4）全社會用電量年均增長率

該指標為評估區域內近5年期間全社會用電量年均增長率，反映電量需求增長情況。

式中，Ei+5為統計期末的年全社會用電量，單位億kW·h；Ei為統計期初的年全社會用電量，單位億kW·h；β4為統計期間的全社會用電量年均增長率。

5）售電量年均增長率

該指標為評估區域內近5年期間售電量年均增長率，反映售電量需求增長情況。

式中，Si+5為統計期末的年售電量，單位億kW·h；Si為統計期初的年售電量，單位億千瓦時；β5為統計期間的售電量年均增長率；

6）變配（電）容量年均增長率

該指標為評估區域內近 5年期間各電壓等級（變電和配電）容量總規模的年均增長率，反映該地區統計期間內變（配）電容量的增長速度。

7）66 kV平均單條線路長度

指標內容：

66kV平均單條線路長度（km/條）=66kV線路長度合計（km）/66kV線路條數（條）出口。

該指標反映66kV線路的供電半徑。

8）10 kV平均供電半徑

10kV供電半徑通常指從變電站二次側出線到其供電的最遠負荷點之間的長度。

9）容載比

該指標整體上反映某一區域電網變電容量對于負荷的供電能力。容載比是評估區域內某一時刻投入的變電總容量與對應的負荷的比值。

分區由各公司根據負荷轉帶情況確定，同一變電站可以屬于不同分區。最大負荷應取該區內同時刻疊加值。參考“負荷組”定義。

式中，Rs為平均容載比，kVA/kW；Pmax為該電壓等級最大負荷日最大負荷，萬kW； ΣSei：該電壓等級年最大負荷日投入運行的變電站的總容量，萬kVA。

10）現有變電站可擴建容量及占比

該指標表示某一電壓等級變電站規劃最終規模與目前投產規模的差值，分電壓等級統計。該指標適用于220、66kV電壓等級。

某一電壓等級現有變電站可擴建容量（萬kVA）＝Σ（某變電站規劃最終主變容量－目前已投運的主變容量）（萬kVA）

某一電壓等級現有變電站可擴建容量占比＝現有變電站預留容量（萬kVA）/該電壓等級現有變電站總投運容量（萬kVA）

2 安全可靠性指標

主要反映了我國電網運行的安全穩定運行情況和可靠性情況。具體包括：

1）66 kV N-1通過率

指標內容：統計內容包含變壓器和線路兩類。

66kV電網N-1通過率（%）=滿足N-1的元件數量（個）/總元件數量（個）

2）10 kV電網互聯率

指標內容：

10（20）kV 電網互聯率（%）=滿足互聯結構的10（20）kV線路條數（條）/10（20）kV線路總條數（條）

該指標反映 10（20）kV線路滿足互聯結構的線路比例。

3）10 kV線路互代率（等同于N-1）

10（20）kV電網互代率（%）=滿足N-1的10（20）kV線路條數（條）/10（20）kV線路總條數（條）

4）10kV最長供電距離分布

指標內容：

按照10（20）kV線路最長供電距離長度在3km以下、3～5km、5～15km、15km以上分別統計線路條數占比。該指標反映 10（20）kV線路的供電半徑分布情況。

5）供電可靠率（RS-3）

指標內容：

RS-3為不計及因系統電源不足而需限電的情況。

6）綜合電壓合格率

指標內容：

該指標適用于各級配電網絡，共分為A、B、C、D四類。其中，A類電壓合格率為地區供電負荷的變電站和發電廠的10kV母線電壓合格率；B類電壓合格率為35kV、66kV專線供電和110kV及以上供電的用戶端電壓合格率；C類電壓合格率為10kV線路末端用戶的電壓合格率；D類電壓合格率為低壓配電網的首末端和部分主要用戶的電壓合格率。

式中，VA、VB、VC、VD分別表示 A、B、C、D 類電壓合格率。

7）66 kV變壓器可用系數

該指標反映66kV變壓器的可用小時數占比。

變壓器可用系數=變壓器可用小時/8760

8）66 kV架空線路可用系數

該指標反映66kV架空線路的可用小時數占比。

架空線路可用系數=架空線路可用小時/8760

9）66 kV變壓器強迫停運率

該指標反映66kV變壓器的強迫停運次數。

變壓器強迫停運率=變壓器強迫停運次數/統計臺年數

10）66 kV架空線路強迫停運率

該指標反映66kV架空線路的強迫停運次數。

架空線路強迫停運率=架空線路強迫停運次數/統計公里年數

3 效益指標

主要反映了地市電網的運行效率和經濟效益。具體包括：

1）220～66 kV線路最大負載率分布

該指標表示各電壓等級主變年最大負載率的分布情況。按照 30%以下、30%～60%和 60%以上三檔分別進行統計主變臺（組）數占比。

2）66～10 kV線路最大負載率

66～10 kV線路最大負載率（%）=線路最大工作電流（安）/線路長期允許載流量（安）

3）66～10 kV線路最大負載率分布

按 80%以上、80～40%、40～20%和 20%以下四檔，統計線路條數占比。

4）66～10 kV主變年最大負載率

指標內容：單臺主變年最大負載率。

主變年最大負載率（%）＝主變年最大負荷（萬kW）/主變容量（萬kVA）

5）66～10 kV主變年最大負載率分布

該指標表示各電壓等級主變年最大負載率的分布情況。66kV及以下按照30%以下、30%～60%和60%以上三檔分別進行統計主變臺（組）數占比。

6）66～10 kV主變年平均負載率

指標內容：單臺主變年平均負載率。

主變年平均負載率（%）＝年供電量/8760×主變容量

7）66～10 kV主變年平均負載率分布

該指標表示各電壓等級主變年平均負載率的分布情況。66kV及以下按照30%以下、30%～60%和60%以上三檔分別進行統計主變臺（組）數占比。

8）線損率

指標描述：線損率是衡量線損高低的指標，它綜合反映和體現了電力系統規劃設計、生產運行和經營管理的水平，是電網經營企業的一項經濟技術指標。按照一般性的定義，輸電損失等于電力接收端與電力輸送端的電量之差，輸電損失除以總輸電量即為輸電損耗率。

計算公式：

L%=[（輸入電量－輸出電量）/輸入電量]×100%式中，輸入電量＝發電廠上網電量+外購電量+電網送入電量－輸出到其他電網的電量。

9）新設備增售電量

該指標指單位電網投資對應的增售電量。主要反映電網投資的經濟效益。

新設備增售電量比例（kW·h/元）=新設備當年售電量（萬kW· h）-原設備售電減少量（萬kW· h時）/當年電網增售電量（萬元）

10）單位輸電成本

指標描述：單位輸配電成本是指地市電網公司一定時期內輸配電成本與供電量的比值。輸配電成本核算一般包括以下幾項：折舊費、福利費、材料費、修理維護費及其他費用。

計算公式：

單位輸電成本=地市電網運營成本/總輸電量

11）單位電量電網投資

指標描述：即電網給社會每增送一度電，電網需要付出的邊際投資成本，既反映了電網建設的效益，又反映了電網建設的難度。

計算公式：

單位電量電網投資（元/kW·h）=年度電網投資/年度用電量增加值

12）單位收益電網投資

單位收益電網投資的指標，即電網公司每爭取一分錢，電網需要付出的邊際投資成本，反映了電網投資空間和能力。

計算公式：

單位收益電網投資=年度電網投資/息稅前利潤

其中：息稅前利潤=利潤總額+利息支出

13）輸電資產回報率

指標描述：輸電網企業年度盈利占總資產值的百分比，也稱為投資回報率。資產回報率是評價公司相對其總資產值的盈利能力的有用指標，它用于評估輸電企業相對其總資產值的盈利能力，即衡量每單位資產創造了多少凈利潤。

計算公式：

資產回報率=息稅前利潤/平均資產總額×100%式中，息稅前利潤=利潤總額+利息支出；平均資產總額=（期初資產總額+期末資產總額）/2

4 設備指標

1）設備運行年限及分布

該指標表示設備自投運年至統計年的運行時間。設備主要包括變壓器和線路。變壓器按照臺數占比統計（不包括電廠升壓變和用戶變），線路按長度占比統計。該指標說明電網的主要設備資產年限。

該指標按10年以下，10～20年和20年以上三個區段分別統計。適用于220～10（20）kV電壓等級。

2）輸變電資產退役設備平均壽命

輸變電資產退役設備平均壽命=Σ某一電壓等級當年單臺設備退役時壽命/當年退役設備數量

該指標統計 66kV及以上電壓等級，包括變壓器、斷路器、隔離開關和全封閉組合電器（GIS）。

3）GIS變電站座數比例

指標內容：

GIS變電站座數比例（%）=裝配GIS設備的變電站座數（座）/變電站座數（臺）×100%

統計口徑：220～66kV電壓等級，其中 66kV電壓等級只統計公用電網。

4）變電站組合化率

指標內容：

變電站組合化率（%）=裝配組合電器設備的變電站間隔數（個）/變電站總間隔數（個）×100%

統計口徑：220～66kV電壓等級，其中 66kV電壓等級只統計公用電網。

5）66 kV變電站無人值班率

指標內容：

變電站無人值班率（%）=具備無人值班條件變電站（座）/變電站總座數（座）×100%

統計口徑：66kV電壓等級，其中66kV電壓等級只統計公用電網。

6）10 kV S7（S8）及以下高損耗配變臺數比例

指標內容：

S7（S8）及以下配電變壓器臺數占比（%）=S7（S8）及以下配電變壓器數量（臺）/配電變壓器總數量（臺）×100%

該指標指10（20）kV公用配電變壓器中S7（S8）及以下型號配電變壓器臺數分別占總公用配電變壓器臺數的比例。

統計口徑：10（20）kV電壓等級。

7）變電站綜合自動化率

指標內容：

變電站綜合自動化率（%）=（綜合自動化變電站座數/變電站總座數）×100%

統計口徑：66kV及以上電壓等級。

8）配電終端覆蓋率

指標內容：

配電終端覆蓋率（%）＝具有“兩遙”及以上功能開關（含環網柜）臺數（臺）/配電開關總臺數（臺）×100%

該指標反映該地區10（20）kV“二遙”以上功能配電自動化開關臺數比例。

統計口徑：10（20）kV電壓等級（公用電網）。

9）架空線絕緣化率

指標內容：

架空線絕緣化率=采用絕緣線架設的架空線路長度（km）/架空線路長度（km）×100%

統計口徑：10（20）kV電壓等級（公用電網）。

10）電纜化率

電纜化率=電纜線路長度/線路總長度×100%

統計口徑：10（20）kV電壓等級（公用電網）。

11）變電工程造價

該類指標反映變電工程綜合造價水平及造價構成。

單位容量造價（元/kVA）=Σ靜態投資/Σ本期變電容量

單位容量建筑工程費用（元/kVA）=Σ建筑工程費/Σ本期變電容量

單位容量設備購置費（元/kVA）=Σ設備購置費/Σ本期變電容量

單位容量安裝工程費（元/kVA）=Σ安裝工程費/Σ本期變電容量

單位容量其他費用（元/kVA）=∑其他費用/∑本期變電容量

統計口徑：220、66kV

12）線路工程造價

該類指標反映線路工程綜合造價水平及造價構成。

單位長度造價（萬元/km）=Σ靜態投資/Σ線路折單長度

單位容量長度造價（元/kVA·km）=Σ靜態投資/Σ線路容量長度積

本體費單位容量長度造價（元/kVA·km）=Σ本體費用/Σ線路容量長度積

其他費用單位容量長度造價（元/kVA·km）=Σ其他費用/Σ線路容量長度積

注：線路容量長度積=經濟輸送容量×線路長度

統計口徑：220kV、66kV

13）變電工程建場費

該指標反映單位容量變電工程的征地及清理費用。

單站建場費（萬元/站）=Σ場地征用及清理費/Σ變電站數量

建設場地征地單價（萬元/畝）=Σ場地征用及清理費/Σ征地面積

單位容量建場費（元/kVA）=Σ場地征用及清理費/Σ本期變電容量

統計口徑：220kV、66kV

14）線路工程建場費

該指標反映單位容量長度線路工程的征地及清理費用。

線路單位長度建場費（萬元/km）=Σ場地征用及清理費/Σ線路長度

線路單位容量長度建場費（元/kVA·km）=∑場地征用及清理費/Σ線路容量長度積

統計口徑：220、66kV

15）新建住宅小區供電配套工程費

該指標指政府部門發布的專門用于新建住宅小區供電配套工程建設收取的工程費（元/m2）。

5 實際應用

1）本文所提出的電網綜合評價指標體系已在盤錦電網等多個電網的評估中進行了實際應用。

2）電網建設以電網規劃為指導，要經歷一個較長的建設時期，才能逐步達到完善；在規劃執行的初期，由于缺少時間和數據的積累，也無法對規劃的執行情況給出滿意的評估；而目前，盤錦地區電網經歷了一個以規劃為基礎、不斷調整的建設過程，已經有了翻天覆地的變化。經過了長期的建設階段后，對于專業規劃的制訂是否合理，電網建設的執行情況如何，今后規劃的改進方向是什么等問題都需要一個答案。

3）在對實際電網的應用發現，現有的電網在傳輸能力方面都或多或少存在一定問題，體現在線路或變壓器負載率偏高或偏低；在服務質量指標方面也存在類似的現象，而安全可靠性指標則相對來說較好。

4）在實際的電網綜合評價指標應用過程中，為了能使各個指標具有可比性，也經常會定義下列綜合指標的概念。

Iv=a1×基礎指標+a2×安全可靠性指標+a3×效率效益指標+a4×設備指標

式中，a1、a2、a3、a4分別為各個指標體系的權重系數，可以根據實際電網的情況進行確定。

6 結論

本文提出的地市電網診斷評價的指標體系，包括基礎規模、安全可靠性、效率效益、服務質量，所提出的評估指標體系較系統且全面，可以反映地市電網的實際運營狀態。

[1] 王超，徐政，高鵬，等. 大電網可靠性評估的指標體系探討[J]. 電力系統及其自動化, 2007, 19(1): 42-48.

[2] 麻常輝，楊永軍，鄢安河，等. 考慮發電和負荷不確定因素的輸電網靈活規劃[J]. 電力系統保護與控制,2008, 36(21): 29-32.

[3] 黃偉，張建華，文俊, 等.配電網絡供電能力評估系統及方案設計[J]. 現代電力, 2001, 18(4).

[4] 唐會智，彭建春. 基于模糊綜合理論的電能質量綜合量化指標研究[J]. 電網技術, 2003, 27(l2).

[5] 國家電網公司企業標準. Q/GDW 156—2006. 城市電力網規劃設計導則[M]. 北京：中國電力出版社,2007.

[6] 國家電網公司企業標準. Q/ GDW 738—2012. 配電網規劃設計導則[M]. 北京：中國電力出版社, 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

劉樹森（1969-）遼寧營口人，畢業于葛洲壩水利電力工程學院，從事電力系統規劃和線損管理工作。國網盤錦供電公司發展策劃部副主任，高級工程師。