CN103530820A

CN103530820A - 一种智能电网技术评价的建模方法

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Publication number: CN103530820A
Application number: CN201310501803.0A
Authority: CN
Inventors: 胡殿刚; 张玉宏; 徐昊亮; 郑杰; 李丹; 周海明; 蒲天骄
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI; State Grid Gansu Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI; State Grid Gansu Electric Power Co Ltd
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明公开了一种智能电网技术评价的建模方法，主要包括：a、建立智能电网建设的评价模型；b、基于所述智能电网建设的评价模型，进行分值计算。本发明所述智能电网技术评价的建模方法，可以克服现有技术中处理效率低和操作难度大等缺陷，以实现处理效率好和操作难度小的优点。

Description

一种智能电网技术评价的建模方法

技术领域

本发明涉及智能电网评价领域，具体地，涉及一种智能电网技术评价的建模方法。

背景技术

进入21世纪以来，我国经济持续快速发展，电力需求快速增长，电网的规模迅速壮大，对管理提出了更高的要求，智能电网已经成为电网技术发展的必然趋势。2009年5月，国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略，智能电网是集发电、供电、输配电、用电等为一体的智能化电力系统，是由一系列技术和原有输配电基础设施高度集成而形成的新型电网，在提高供电可靠性及减少输电损耗的同时，提高电网运行效率和需求响应度，促进电网和社会的协调发展。由于能源及其分布的多样化，智能电网的建设需要因地制宜，对不同地区科学合理的规划是实现智能电网健康快速发展的根本，所以有必要建立一套智能电网技术成熟度评价指标体系，通过评估，衡量智能电网发展水平，为今后智能电网的建设提供经验和依据。

智能电网因其先进的理念备受关注，国外一些发达国家及地区已在建设“智能电网”的问题上已开展了一些实质性的研究和实践活动。在智能电网技术评价方面，为保障国家能源安全、促进可再生能源发展、提高资源利用效率，欧美等国家结合各自发展特点，大力开展智能电网评估的研究和实践工作，在电网评价方面积累了比较丰富的经验。目前具有代表性的智能电网评价指标体系主要有美国电科院（EPRI）的侧重于更新改造陈旧老化的电力设施或依靠技术手段提高利用效率的智能电网建设评估体系；美国能源部侧重于用户参与体验及应对袭扰和自然灾害的智能电网发展评价指标体系；欧盟侧重于清洁环保的智能电网收益评估体系和IBM 智能电网五级成熟度模型等。国内关于智能电网评价体系的研究也开展了许多实际的工作，如“十一五”期间国家电网就提出了“两型”（资源节约型、环境友好型）电网，随后即有针对“两型电网”的评价指标体系以及电网发展指标体系等评估系统。由于智能电网概念的提出时间较短且各国相关标准各有不同，所以可供借鉴经验较少。我国智能电网技术评价应紧密围绕国家电网公司的战略目标建立评价模型，切实发挥导向性作用，促进建成符合社会需要和我国特色的智能电网。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在处理效率低和操作难度大等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种智能电网技术评价的建模方法，以实现处理效率好和操作难度小的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种智能电网技术评价的建模方法，主要包括：

a、建立智能电网建设的评价模型；

b、基于所述智能电网建设的评价模型，进行分值计算。

进一步地，所述步骤a，具体包括：

a1、建立维度及框架；

a2、基于所述维度及框架，进行模型剖析。

进一步地，在步骤a1中，所述维度为三维，分别是时间、生产环节和技术特征；所述框架是一个三维立体模型。

进一步地，在步骤a2中，所述进行模型剖析的操作，具体包括：

a21、时间-生产环节：在智能电网建设的评价模型评价模型的技术特征维度上切一个断面可以得到一个时间和生产环节关系的二维评价模型；

a22、时间-技术特征：在智能电网建设的评价模型评价模型的生产环节维度上切一个断面可以得到一个时间和技术特征关系的二维评价模型；

a23、生产环节-技术特征：在智能电网建设的评价模型评价模型的时间维度上切一个断面可以得到一个生产环节和技术特征关系的二维模型。

进一步地，所述步骤b，具体包括：

b1、在智能电网建设的评价模型评价模型中，撇开时间维度、生产环节与技术特征，组成评价矩阵A，对评价矩阵A中每一个评价点Apq设置多个评价等级；

b2、在对被评价案例评价前，基于设置的多个评价等级，对智能电网建设的评价模型的生产环节和技术特征的各评价分量设置一级参数，对细化出的每一个评价指标项设置二级参数，确定智能电网建设的评价模型评价模型中的一、二级参数后，通过计算获取被评价案例的总得分值。

进一步地，在所述步骤b2中，所述通过计算获取被评价案例的总得分值的操作，具体包括：

b21、一级参数及相应的评价指标项ai的分值确定后，对特定的评价点Apq，根据公式（1）计算其分值：

Figure 2013105018030100002DEST_PATH_IMAGE002

（1）；

b22、二级参数及相应的评价指标项ai的分值确定后，对特定的评价点Apq，根据公式（2）计算其分值：

Figure 2013105018030100002DEST_PATH_IMAGE004

（2）；

其中λi为A_pq上第i个评价指标项ai的二级参数，满足：

Figure 2013105018030100002DEST_PATH_IMAGE006

（3）；

公式（2）中N为评价点Apq上评价指标项的总个数，ai为第Apq上第i个评价指标项的得分；

b23、在智能电网建设的评价模型评价模型中的每个评价点Apq得分确定后，根据公式（4）计算被评价案例的总得分值：

Figure 2013105018030100002DEST_PATH_IMAGE008

（4）；

其中p为7个生产环节，q为5个技术特征评价分量，αp，βq分别为设置在各生产环节及技术特征上的一级权重参数，Apq是对应评价点的得分。

进一步地，在所述步骤b23之后，具体还包括：

由于各级参数设定会随被评价案例有所不同，所有由公式（4）得到的F值只能用于横向比较，即只能用于电网结构及规模相似的区域进行比较。在纵向比较时需要用成熟度的值进行比较，成熟度ω通过公式（5）计算得到：

Figure 2013105018030100002DEST_PATH_IMAGE010

（5）；

成熟度ω是一个介于0到1的数，ω越大，表示被评价案例成熟度越高。

进一步地，在所述步骤b23之后，具体还包括：

评价点Apq分值确定后，能够对被评价案例的各评价点的分值按照模型中生产环节的七个评价分量和技术特征的五个评价分量分别进行统计汇总，通过对各评价分量上的得分状况进行分析可以直观的得到被评价案例的优势和不足之处以指导下一步工作。

进一步地，在所述步骤b2中，一个评价节点之上细化出的评价指标项的二级参数之和为1。

本发明各实施例的智能电网技术评价的建模方法，由于主要包括：建立智能电网建设的评价模型；基于智能电网建设的评价模型，进行分值计算；可以可以应用于对智能电网技术成熟度的评价；从而可以克服现有技术中处理效率低和操作难度大的缺陷，以实现处理效率好和操作难度小的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明智能电网技术评价的建模方法的三维评价模型；

图2为本发明智能电网技术评价的建模方法的时间-生产环节二维模型；

图3为本发明智能电网技术评价的建模方法的时间-技术特征二维模型；

图4为本发明智能电网技术评价的建模方法的生产环节-技术特征二维模型。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，将国家电网公司的战略目标和对智能电网的规划建设结合起来，如图1-图4所示，提供了一种智能电网技术评价的建模方法，可以应用于对智能电网技术成熟度的评价。

本实施例的智能电网技术评价的建模方法，通过智能电网技术成熟度的评价模型，从时间、生产环节和技术特征三个维度对智能电网的技术成熟度进行建模评价；通过以上三个维度之间的相互作用，一方面可以规律全面的围绕模型框架细化评价指标项以建立完整的评价体系，另一方面可以系统的将评价指标项归类划分到各评价分量上便于对评价结果的统计分析。此外，通过智能电网技术成熟度的评价模型，提出了设置在各评价分量上与各具体的评价指标项之上的一、二级参数，通过对参数的合理配置，智能电网技术成熟度的评价模型，可以灵活的适应不同时间、不同地区以及不同场景之下的智能电网技术评价。

以下是对本实施例的智能电网技术评价的建模方法的详细阐述。

㈠模型建立

智能电网建设作为国家电网在“十二五”期间的重要工作，是推动和实现国家电网公司转型的重要组成部分。对智能电网技术评价体系研究需要紧密围绕“一强三优”现代公司战略目标和“三集五大”体系建设，深入挖掘我国智能电网的特点，深刻体现坚强智能电网“一个目标”（构建以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的统一坚强智能电网）、“两条主线”（技术路线、管理路线）、“三个阶段”（规划试点、全面建设、引领提升）、“四个体系”（电网基础体系、技术支撑体系、智能应用体系、标准规范体系）和“五个内涵”（坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动）的战略特征，合理设置并优化评价指标，使得最终的评价体系能够准确客观的反映被评价案例智能电网建设的实际情况。

智能电网的建设是一个涉及多方面的大型综合性工程，对智能电网建设的评价模型需要各方面综合考虑，分别从不同的角度出发，全方位的对智能电网技术成熟度进行评价。在国家电网的智能战略的指导下，该智能电网建设的评价模型的框架紧密围绕智能战略中“一个目标”，沿着“两条主线”中的技术路线，分别从不同层次、不同角度进行细化设置评价指标，深刻体现智能电网的信息化、自动化、互动化特点，为构建以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的统一坚强智能电网提供客观准确的评价方法并提出相应的规划建设方案。

⑴维度及框架

①时间

根据智能战略中的“三个阶段”定位要求：2009～2010年为规划试点阶段，重点开展智能电网发展规划的编制工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各个环节的试点工作；2011～2015年为全面建设阶段，加快特高压电网和城乡电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和设备上实现重大突破和广泛应用；2016～2020年为引领提升阶段，全面建成统一坚强智能电网，使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率，以及电网与电源、用户之间的互动性显著提高。可以预见在未来的7年内，智能电网的建设将进入快车道，发生日新月异的变化。所以评价时首先需要从时间的维度考虑，即在不同的时间点对智能电网建设状况的评价必须有着不同的要求和标准。

②生产环节

根据国家电网公司提出的建设“一强三优”科学发展的战略目标，智能电网的建设具有规划科学、结构合理、安全可靠、绿色低碳、灵活高效，大范围配置能源资源能力强，防灾抗灾和应急保障能力强等特点，同时要求电网的信息化、自动化、互动化水平处于国际领先地位。上述特点涵盖了电能从生产，输送，消费的各个环节，评价案例将涵盖以上各个环节的专业生产领域列为一个评价维度，对智能电网从发、变、输、配、用、调度和信息通信七个方面进行评估，可以从生产及内部专业的角度全方位的对智能电网的建设进行评价。

③技术特征

智能战略中的“五个内涵”，即坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动生动全面的诠释了智能电网对外社会形象的主要技术特征。坚强可靠指电网具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应；经济高效指提高电网运行和输送效率，降低运营成本，促进能源资源和电力资产的高效利用；清洁环保指促进可再生能源发展与利用，降低能源消耗和污染物排放，提高清洁电能在终端能源消费中的比重；透明开放指电网、电源和用户的信息透明共享，电网无歧视开放；友好互动指实现电网运行方式的灵活调整，友好兼容各类电源和用户的接入与退出，促进发电企业和用户主动参与电网运行调节。以上五个方面从对外技术特征说明了智能电网的主要特点，评价模型将这五个特点列为一个评价维度，针对特定的生产环节分别从以上五个方面进行评价，可以从外在用户体验的角度客观的对被评价案例的智能电网建设情况做出评价。

综上，该智能电网建设的评价模型是一个三维模型，参见图1。

⑵模型剖析

①时间-生产环节

在智能电网建设的评价模型评价模型的技术特征维度上切一个断面可以得到一个时间和生产环节关系的二维评价模型，参见图2。该二维模型主要关注生产中的各环节与时间的关系，侧重于专业内部生产环节中技术指标的评价。即在同一个技术特征的评价分量上，每个生产环节在不同的时间节点上评价指标的考核标准是不同的，以此来区别不同时间点下智能电网技术的发展状况，促进各生产环节技术的快速发展，努力实现超越智能电网建设的三个里程碑。

②时间-技术特征

在智能电网建设的评价模型评价模型的生产环节维度上切一个断面可以得到一个时间和技术特征关系的二维评价模型，参见图3。该二维模型侧重于智能电网建设过程中来自外部的用户体验评价。在同一个生产环节中，每个技术特征的评价分量在不同的时间节点上评价指标的考核标准是不同的，以此来推动智能电网的建设。

③生产环节-技术特征

在智能电网建设的评价模型评价模型的时间维度上切一个断面可以得到一个生产环节和技术特征关系的二维模型，参见图4。该模型将侧重于内部生产专业的技术评价与侧重于外部用户体验的技术特征组合在一起，形成一个具有35个节点的评价网，是评价模型细化评价指标项的核心。通过对每个评价节点细化其相应的评价指标，一方面有助于规律详尽的细化出评价指标项便于对案例进行全面的评价；另一方面将这些评价指标项归类划分到各个生产环节或技术特征的评价分量中便于对评价结果从不同角度进行统计分析。

㈡分值计算

在智能电网建设的评价模型评价模型中，撇开时间维度、生产环节与技术特征，组成一个7*5的评价矩阵A，对评价矩阵A中每一个评价点Apq设置5个等级（[0-20）待规划，[20-40）待提高，[40-60）达标，[60-80）应用者，[80-100）引领者）。

在对被评价案例评价前首先需要设定智能电网建设的评价模型评价模型中的一、二级参数，一级参数确定后，可以根据公式（1）得到被评价案例的总分值。

（1）；

二级参数及相应的评价指标项ai的分值确定后，对特定的评价点Apq，根据公式（2）计算其分值。

（2）；

其中λi为A_pq上第i个评价指标项ai的二级参数，满足

（3）；

公式（2）中N为评价点Apq上评价指标项的总个数，ai为第Apq上第i个评价指标项的得分。

在智能电网建设的评价模型评价模型中的每个评价点Apq得分确定后，根据公式（4）计算被评价案例的总得分值。

（4）；

（5）；

评价点Apq分值确定后，可以对被评价案例的各评价点的分值按照模型中生产环节的七个评价分量和技术特征的五个评价分量分别进行统计汇总，通过对各评价分量上的得分状况进行分析可以直观的得到被评价案例的优势和不足之处以指导下一步工作。

上述实施例的智能电网技术评价的建模方法，和相应的模型框架，须进一步围绕模型框架细化详细的评价指标项以形成一套完整的评价体系。在对具体的案例进行评价前，需要根据被评价案例实际情况有专家讨论配置模型中的一二级参数，然后再进行评价估分。最终的评价结果在评价分量上自由组合，从不同角度进行统计分析，挖掘结果中蕴含的信息以提出相应的解决或建设方案。

上述实施例的智能电网技术评价的建模方法，具有以下特点：

⑴根据国家电网对智能电网的定义，结合国家电网公司的战略目标建立评价模型；

⑵智能电网建设的评价模型的框架是一个三维立体模型；

⑶智能电网建设的评价模型的三个维度分别是时间、生产环节和技术特征；

⑷根据智能电网建设的评价模型最终细化出的评价指标项只有一套；

⑸对智能电网建设的评价模型的生产环节和技术特征的各评价分量设置一级参数；

⑹对细化出的每一个评价指标项设置二级参数；

⑺一个评价节点之上细化出的评价指标项的二级参数之和为1；

⑻智能电网建设的评价模型通过设置一、二级参数可以适应任何时间、任何地区和任何场景之下的智能电网技术评价。

综上所述，本发明上述各实施例的智能电网技术评价的建模方法，至少可以达到以下有益效果：

⑴该智能电网技术评价模型的建模方法，分别从时间、侧重于内部技术的发、输、变、配、用、调度、信息通信七个生产环节和侧重于外部评价的坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动五个用户体验的技术特征评价分量三个维度对智能电网技术进行评价，通过一级参数的配置可以适用于不同地区、不同场景；通过对二级参数的配置能够统一、灵活的对智能电网的技术成熟度进行评价；对不同时间点，只需要设定不同的评价标准即可，不需要对评价指标项进行修改；

⑵在对评价结果研究分析时，可以逐个锁定模型中的一个或两个评价维度，对其他维度上的评分结果进行比较分析，挖掘评价结果中蕴含的信息以提出相应的解决或建设方案。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种智能电网技术评价的建模方法，其特征在于，主要包括：

a、建立智能电网建设的评价模型；

b、基于所述智能电网建设的评价模型，进行分值计算。

2.根据权利要求1所述的智能电网技术评价的建模方法，其特征在于，所述步骤a，具体包括：

a1、建立维度及框架；

a2、基于所述维度及框架，进行模型剖析。

3.根据权利要求2所述的智能电网技术评价的建模方法，其特征在于，在步骤a1中，所述维度为三维，分别是时间、生产环节和技术特征；所述框架是一个三维立体模型。

4.根据权利要求2所述的智能电网技术评价的建模方法，其特征在于，在步骤a2中，所述进行模型剖析的操作，具体包括：

5.根据权利要求1-4中任一项所述的智能电网技术评价的建模方法，其特征在于，所述步骤b，具体包括：

6.根据权利要求5所述的智能电网技术评价的建模方法，其特征在于，在所述步骤b2中，所述通过计算获取被评价案例的总得分值的操作，具体包括：

（1）；

（2）；

其中λi为A_pq上第i个评价指标项ai的二级参数，满足：

（3）；

（4）；

7.根据权利要求6所述的智能电网技术评价的建模方法，其特征在于，在所述步骤b23之后，具体还包括：

由于各级参数设定会随被评价案例有所不同，所有由公式（4）得到的F值只能用于横向比较，即只能用于电网结构及规模相似的区域进行比较；

在纵向比较时需要用成熟度的值进行比较，成熟度ω通过公式（5）计算得到：

（5）；

8.根据权利要求6所述的智能电网技术评价的建模方法，其特征在于，在所述步骤b23之后，具体还包括：

9.根据权利要求5所述的智能电网技术评价的建模方法，其特征在于，在所述步骤b2中，一个评价节点之上细化出的评价指标项的二级参数之和为1。