基于網格用電需求特征的差異化規劃目標管理體系

國網甘肅蘭州市供電有限公司 王巍俊 何 峰 魏光明 杭州鴻晟電力設計咨詢有限公司 王 凱

在電力市場化改革、新能源大規模開發應用及新技術快速發展的新形態下，在電網公司全面實施配電網網格化管理，全面貫徹差異化、標準化、精益化、精細化、信息化經營管理理念的發展趨勢下，規范地區配電網的規劃、設計、建設及改造工作尤為重要。

文獻[1]為強化規劃引領作用，提升配電網精準規劃水平，促進電網精準投資，促進電網發展由重“速度、規模”向重“質量、效益”轉變，制定了差異化網格化規劃體系，以各類功能區的差異化分類為基礎，從多個維度提出提升目標，通過網格化分解和優選項目，實現配電網精準投資和項目精益管理；文獻[2]提出了配電網差異化規劃能夠提高電力資源的使用效率，必須要充分了解地區發展趨勢特征，有針對性的做好配電網規劃，最終讓電網配置可與社會發展需求相匹配，推動社會發展；文獻[3]基于不同地區配電網的現狀水平，建立了一套中壓配電網設備利用率差異化的評價方法及評價標準。

本研究以面向用戶供電可靠性設計的現代配電網規劃理念為指導，全面應用配電網格化規劃方法，科學劃分供電網格，貫徹落實“差異化、標準化”建設改造標準，提高配電網標準化建設、精準化投資以及精益化管理水平。

1 網格差異化目標管理基本要求

1.1 網格用電需求特征編碼

網格（Grid）是一個區域（Area），網格劃分可把復雜的實體模型分成若干簡單實體模型，而后者之間相互聯系、相互約束，求解這些簡單的結構就能得到整體的變化趨勢。為進一步深化配電網格化應用，參照DSMT 多維度多層級配電網格模型[4]，形成與目前國網兩部配電網格模型全兼容的配電網格管理側（擴展）模型（圖1）。

圖1 DSMT 配電網格（擴展模型）

與電網建設相關最大的配電網分區（單元）特征包括供電區域類型、景觀要求、飽和負荷密度、發展成熟度四個方面；其次用地性質、重要用戶數量、防災要求三個方面也相關密切，由此形成由7個屬性組成的8位網格用電需求特征編碼結構“ABnnC[─D[m][E]]”，其中前4個屬性為基本屬性，后3個屬性為擴展（可選屬性）[4]。各屬性含義為：基本編碼。A供電區域類型（A+.A.B.C.D.E）、B 景觀要求（A.B.C）、nn 飽和負荷密度（0～99）、C 發展階段（A.B.C.D）；擴展（可選）編碼。D 用地性質（G.S.J.W.H）、m 重要用戶數（0～9）、E 防災要求（S.F.Z……）。

1.2 網格差異化總體目標

網格差異化目標管理總目標系基于網格用電需求關鍵特征及編碼結構，形成基于網格特征編碼的網格特征分類體系，再據此形成基于“差異化”目標的網格劃分及建設成效目標管理體系，使考核指標充分體現網格的差異，引導指標考核合理回歸。網格差異化目標管理主要是對供電網格、供電單元二級網格進行“差異化”目標管理。

供電網格：基于行政區劃、地理隔離、運行維護邊界進行劃分的、中壓網架相對獨立的、規模適度的供電區域，是配電網網架結構、設備裝備運行水平及工程建設成效管理的基本單位，可以整體上體現區域配電網建設目標的“達成”水平；供電單元：基于用戶用電需求、變電站分布、網架結構、線路利用率等因素劃分的邊界清晰、規模適度的、面向中壓線路的實際供電區域，是配電網目標網架規劃及工程建設改造的基本單位，可更具體地體現配電網目標網架的“建成”狀態，真實體現配電網網架結構建設受區域周邊電源分布及區域內部地形地貌的約束情形，尊重規劃，體現“差異化”規劃的本質，引導指標考核合理回歸。

圖2 網格差異化目標管理體系

圖3 正向型指標評分示意圖

1.3 網格差異化目標管理內容

作為整體上體現區域配電網建設目標的“達成”水平的供電網格，目標管理內容應主要著眼于網格的配電網關鍵指標的達成水平；而作為更具體地體現配電網目標網架“建成”狀態的供電單元，目標管理內容應主要著眼于單元的規劃目標的建成狀態上。網格差異化目標管理應能全面反映配電網運營水平、供電能力、電網結構、裝備水平、智能化水平等方面的內容。基于網格“用電需求特征”分類體系，“差異化”特征因素包括供電區域類型、景觀要求、飽和負荷密度、發展成熟度四個維度：供電區域類型。A+、A、B、C、D、E 六類；景觀要求。高（全電纜）、中（電纜為主）、低（架空線為主）三類；飽和負荷密度。兩位整數；發展階段。發展成熟區、規劃建成區、規劃建設區、規劃新建區四類。

1.4 網格差異化規劃目標管理體系結構

根據上述差異化目標管理的基本要求，定義網格差異化目標管理的體系結構如圖2。根據差異化目標管理的基本要求及網格差異化目標管理體系，得出網格差異化目標管理綜合評價要素為：網格特征（供電區域類型、景觀要求、飽和負荷密度、區域發展成熟度），目標管理因素（運營水平、供電能力、網架結構、裝備水平、智能化水平），管理對象（供電網格、供電單元）。

表1 網格差異化目標管理指標分類

2 網格差異化規劃目標管理指標體系研究

2.1 指標體系設計

網格差異化目標管理指標分為運營水平、供電能力、電網結構、裝備水平、智能化水平5類，共43個指標，指標分類定義如表1。

表1中，正向、負向、區間三類指標的評分計算公式如下：正向指標是數值越大越好，一般最大值設置為100，評分計算公式F(x)=100×x；負向指標是數值越小越好，一般最大值設置為100，評分計算公式F(x)=100×(1-x)；區間指標是數值在一個合理的區間范圍（a，b）為最優，其中a 為最小區間值，b 為最大區間值，評分計算公式如下：

2.2 指標權重設置

權重設置方法有重要性對比法和關聯性對比法兩種，其中，重要性對比法按重要性強弱打分，關聯性對比法根據關聯性強弱打分，得分均為1～5分。

指標權重計算公式如下：

上式中：i 為各指標（參數）權重；p 為各指標（參數）重要性打分；g 為各指標（參數）關聯性打分；n 為指標總數量。

經專家討論設定各指標重要性及關聯性，并按照公式（4）計算得到各指標的權重如表2所示。

表2 差異化目標管理指標權重設置

表3 差異化目標管理指標（參數）標準值設置

圖4 負向型指標評分示意圖

圖5 區間型指標評分示意圖

2.3 指標標準值設置

標準值設置方法根據供電區域類型（包含A+、A、B、C、D、E）、區域發展階段（包含發展成熟區、規劃建成區、規劃建設區、規劃新建區），因地制宜，設置各個指標（參數）的標準值，計算各地區電網規劃得分，以驗證規劃成效。指標規劃得分計算公式為，區域規劃總得分計算公式為Q=∑q，式中q 為各指標（參數）規劃情況的得分；a為各指標（參數）實際值；b 為各指標（參數）標準值；i 為各指標（參數）權重；Q 為區域規劃總得分。經專家討論設定各指標（參數）標準值如表3。

2.4 網格特征分類及差異化規劃目標設置

根據國家、行業及企業相關標準，結合各地區的電網建設及社會經濟發展的實際，因地制宜建立基于網格特征編碼的標準化建設體系，充分體現不同網格在供電區域類型、景觀要求、飽和負荷密度、發展成熟度四個維度的差異特征。網格特征分類按“網格特征”等級由高到低排序，網格特征中可包含通配符“X”，標準適應性按“網格特征”等級“不低于”標準特征為原則，其中A＞B＞C＞D。根據網格特征分類，確定供電網格（單元）的規劃目標，規劃目標與負荷成熟度（發展不確定性）無關，是目標網架規劃的依據，如表5。

表4 規劃目標（用電需求特征分類）

3 實例分析

示范區地處某市區盆地東部，是某市的中心區，東西長20.02公里、南北寬22.6公里，區位優勢得天獨厚。全區總面積210平方公里，其中城區面積60平方公里，行政管轄5個鄉、24個街道辦事處，總人口180萬人，其中常住人口130萬。

圖6 供電網格用電需求特征

供電網格特征編碼。根據網格劃分的基本要求和原則，該示范區供電網格劃分結果如圖6。根據供電網格的負荷預測及網格特征分析結果（指常規負荷，包括各電壓等級大用戶但不包括充電樁及分布式能源），按網格特征編碼格式要求得到各供電網格的基本特征如表5所示，表格數據采用了A、B 類不同供電區域類型的兩個供電網格，形成對比。

表5 供電網格用電需求特征

表6 規劃目標（目標年：2025年）

表7 配電網建設改造目標（目標年：2025年）

規劃目標（供電網格）。結合示范區現狀年的電網建設及社會經濟發展的實際，制定各網格的近中期建設改造目標如表6；建設改造目標（供電網格）。根據配電網標準化建設實施細則，按照標準化、差異化、可升級的規劃建設原則，結合示范區現狀年的具體發展建設情況，可制定各網格的近中期建設改造目標如表7。表中例舉的兩個網格從網格特征分析，其中GS-LZ-CG-JJW 為B 類供電區域，其發展階段從現狀年的規劃新建區（D）發展成目標年的規劃建設區（C）階段；GS-LZ-CGGC 為A 類供電區域，其發展階段從現狀年的規劃建成區（B）發展成目標年的發展成熟區（A）階段。

根據各網格近中期建設改造規劃結果，按照專家設置的各指標權重及網格特征相對應的標準值，可計算得出該區域各網格現狀年及目標年（示例為2025年）的規劃總得分，總分為100分。根據各網格現狀情況及各網格發展狀況，具有不同網格特征的網格判斷合理性的得分標準不同。如示范區GSLZ-CG-JJW 網格的現狀年規劃得分為80.43分，目標年規劃得分為95.65分，目標年規劃得分相對于該網格現狀已經有很大改善且目標年完成規劃目標可能性大，說明該網格建設改造目標設置得當，GSLZ-CG-GC 網格同理。

4 結語

通過用電需求分析、網格劃分結果，按網格用電需求特征編碼結構（供電區域分類、景觀要求、飽和負荷密度、負荷成熟度），對網格用電需求特征進行編碼，并據此形成可量化的、精準的用電需求特征分類體系，為配電網差異化建設改造提供分類支撐，并以區域實際劃分的網格及其用電需求特征編碼的結果為依據，在“不同類則差異化、同類則標準化”的原則指導下，通過適當的粒度控制對網格用電需求特征進行適當的歸并，并設定相應的規劃目標，形成基于網格化方法及用電需求特征編碼的配電網規劃目標及建設改造目標，最后計算規劃指標總得分，分析網格建設改造目標的合理性。