CN107944687B - 一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法，包括：明确用户、增量配电网、电网公司三者的边界关系；根据边界关系，确定面向电网公司保底服务的增量配电网评估指标并对各项指标进行分层分类；建立改进后的层次分析法对评估体系各级指标设置权重；根据评估指标体系和指标权重计算面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估结果。本发明基于用户、增量配电网、电网公司三者在新电改环境保底服务中的关系，建立了新的增量配电网评估指标体系，用改进后的层次分析法对评估指标体系进行评估，解决增量配电网保底过程中缺乏标准依据的问题，为增量配电网运营商改善自身网络建设提供建议，指导电网公司更好应对保底后的增量配电网。

Description

一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法

技术领域

本发明涉及一种电网评估方法，特别涉及一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法。

背景技术

增量配电网：也就是新增加的配电网。由于社会资本参与增量配电网运营在促进竞争提高配电网运营效率的同时也为增加增量配电网运营风险。因此办法也明确指出拥有配电网运营权的售电公司申请自愿退出或无力提供售电服务时，应妥善处置配电资产。若无其他公司承担该地区配电业务，由电网企业接收并提供保底供电服务。而电网企业控股增量配电网拥有其运营权，在配电区域内仅从事配电网业务。其竞争性售电业务，应逐步实现由独立的售电公司承担。

由于增量配电网建设资金需求庞大动辄十亿，而社会资本投资往会受限于稳定的资金来源，导致社会资本投资建设增量配网时往往谨慎购置高价设备，避免配电网规划建设标准超前建设来节约成本。此外，社会资本运营增量配网缺乏运维经验，短时间内难以形成成熟的运营体系。新的市场环境下，社会资本投资运营增量配网将区别于传统的配电网建设运营标准，而电网作为增量配电网的保底对象有难以准确把握增量配电网的建设和运行标准，这就需要从保底服务出发对增量配电网制定一个新的评估体系，以规范增量配网的建设与运行，指导电网企业对增量配网的保底接手工作，保障增量配网的安全稳定高效运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法，从电网公司保底服务的角度为增量配电网制定了一个完整的评估体系，以规范增量配网的建设与运行，指导电网企业对增量配网的保底接手工作，保障增量配网的安全稳定高效运行。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

本发明提供一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，明确用户、增量配电网、电网公司三者的边界关系；

步骤2，确定面向电网公司保底服务的增量配电网评估的相关指标，建立评估指标体系，并对各项指标按照边界条件进行分层分类；

步骤3，利用德尔菲法对层次分析法进行修正，建立改进后的层次分析法，对评估体系各级指标设置权重；

步骤4，根据评估指标体系和指标权重计算面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估结果。

作为本发明的进一步优化方案，步骤1中用户、增量配电网、电网公司三者的边界关系如下：用户对增量配电网的运行要求在于满足用户的负荷需求和保障用电可靠性与高质量；电网公司对增量配电网的运行要求在于增量配电网的运行经济性、增量配电网设备装配质量、输配电网间的协调性以及未来保底后增量配网的可改造性。

作为本发明的进一步优化方案，步骤2中所建立的评估指标体系如下：

2.1，满足负荷增长的供电能力指标包括：变压器容载比、线路容载比、变压器重载率和线路重载率；

2.2，供电可靠性与质量的指标包括：用户平均停电持续时间、用户平均停电频率、系统停电损失电量、电压合格率；

2.3，运行经济性的指标包括：线损率、运维费率、运行益本比；

2.4，设备装配水平的指标包括：设备质优率、设备健康状态、检修维护水平；

2.5，输配电网协调性的指标包括：变电容量匹配度、线路容量匹配度、主站有功波动比、主站无功补偿容量比；

2.6，保底可改造性的指标有：可拓展容量比、设备更替集中度和土地资源预留度。

作为本发明的进一步优化方案，2.1中变压器重载率和线路重载率以80％负载率为标准。

作为本发明的进一步优化方案，2.5中输配电网协调性的指标具体为：

a.变电容量匹配度：

其中，C_gI为输电网电压等级第I个变电站的主变容量，M为该电压等级变电站数量；C_dJ为输配联络中配电电压等级第J个变电站的主变容量，N为该电压等级变电站数量；

为该区域输电网中的平均电压等级变电容载比；

b.线路容量匹配度：

其中，l_gI为输电网电压等级第I条主线路的容量，l_dJ为输配联络中配电电压等级第J条配电线路的容量，

为该区域输电网中的平均电压等级线路容载比；

c.主站有功波动比值：

其中，P_max为输配电网联络主站的传输有功最大有功负荷，P_min为输配电网联络主站的传输有功最小有功负荷比值；

d.主站无功补偿容量比：

其中，ΔQ为输配电网联络主站具备的无功补偿容量，C为输配电网联络主站具备的主站容量。

作为本发明的进一步优化方案，2.6中保底可改造性的指标具体为：

a.可拓展容量比：

其中，MSC为通过网络互联拓展的网络最大供电能力；TSC为原增量配电网最大供电能力；

b.设备更替集中度：

其中，n_max为集中在退役设备最多年份的设备退役数量；N^d为设备总量；

c.土地资源预留度

其中，S^re为预留给未来网络建设改造用地面积；S为网络占地总面积。

作为本发明的进一步优化方案，原增量配电网最大供电能力TSC通过最大负荷倍数法或者负荷能力法求取。

作为本发明的进一步优化方案，步骤3中利用德尔菲法对层次分析法进行修正，建立改进后的层次分析法的判断矩阵为：

3.1，对于同一层的m个指标，分别建立比较判断矩阵：

A＝{a_ij}_m×m

其中，a_ij为指标i和j的相对重要程度；

第x位专家对该层m个指标的比较判断矩阵为：

其中，n为专家数；

3.2，求取第x位专家和第y位专家的比较判断矩阵的一致度s^x,y：

其中，

3.3，各个专家比较判断矩阵的权重ρ求取如下：

3.4，按照各个专家的权重，得到综合后的指标判断矩阵A'：

作为本发明的进一步优化方案，步骤3中改进后的层次分析法对评估体系各级指标设置权重，具体为：

3.1，形成判断矩阵：利用德尔菲理论两两比较同层次指标构造判断矩阵；

3.2，判断矩阵的一致性检验：通过求取判断矩阵最大特征根及其对应特征向量，引入一致性指标

当CI＜0.1时，接受判断矩阵的一致性；当CI≥0.1时，对判断矩阵进行修改，再对修改后的判断矩阵重新计算权重和进行一致性检验；其中，λ_max为判断矩阵得最大特征根，k为判断矩阵的维数；

3.3，判断矩阵权重求解：求出判断矩阵的最大特征值对应的特征向量，即得到权重向量(W₁,W₂,…,W_m)，进一步对权重向量作归一化处理得到某一级各个评估指标关于它上一级指标的相对权重。

作为本发明的进一步优化方案，步骤4具体为：根据评估指标体系模型逐层向上递推，得到面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估结果。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明拟解决的是新电改环境下社会资本经营增量配电网所产生的增量配电网保底服务问题，建立的新的增量配电网评估指标体系可以用于评估增量配电网建设运行状况是否便于保底接手，据此可以为原增量配电网运营商改善自身网络建设提供建议，还可以在保底服务发生后指导电网公司更好地应对增量配电网建设运行的不足；

2、本发明在指标体系的构建上不仅从用户和输电网的角度考虑了一些传统的配电网建设运行指标，还从保底服务的角度出发对设备装配水平、输配电网的协调性进行了侧重，同时还引入了保底可改造性这一新的指标层，设定了一系列新的指标，这些指标对传统的配电网评估也具有一定的意义；

3、由于增量配电网评估指标体系中存在不少主观性指标，层次分析法属于客观性方法无法将专家的经验性评估考虑进去，而德尔菲法属于主观性方法，无法适用于大量指标的情形，因此本发明利用德尔菲法对层次分析法进行了修正，结合了两者的优势，弥补了单一方法的不足，使得评估结果更加合理。

附图说明

图1是本发明面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估体系图。

图2是本发明面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明从电网公司保底服务的角度为增量配电网制定了一个完整的评估体系，以规范增量配网的建设与运行，指导电网企业对增量配网的保底接手工作，保障增量配网的安全稳定高效运行。

本发明建立的一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法，方法步骤如下：

步骤1、明确用户、增量配电网、电网公司三者的边界条件；

步骤2、确定面向电网公司保底服务的增量配电网评估的相关指标，建立评估指标体系并对各项指标按照边界条件进行分层分类；

步骤3、利用德尔菲法对层次分析法进行修正，建立改进后的层次分析法对评估体系各级指标设置权重；

步骤4、根据评估指标体系和指标权重计算面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估结果。

步骤1中用户、增量配电网、电网公司三者的边界关系如下：用户对增量配电网的运行的要求在于满足用户的负荷需求和保障用电可靠性与高质量；而为了尽量减小增量配电网运行对输电网络的不利影响，保障电网保底接手后网络的安全稳定、经济高效，电网公司对增量配电网的运行要求在于增量配电网的运行经济性、增量配电网设备装配质量、输配电网间的协调性以及未来保底后增量配网的可改造性。

步骤2中所建立的评估指标体系如下：

2.1，满足负荷增长程度地指标有：变压器容载比、线路容载比、变压器重载率和线路重载率。其中，变压器重载率为变压器负载率超过80％的比例；线路重载率为线路负载率超过80％的比例。

2.2，供电可靠性与质量的指标有：用户平均停电持续时间、用户平均停电频率、系统停电损失电量、电压合格率。

2.3，运行经济性的指标有：线损率、运维费率、运行益本比。

2.4，设备装配水平的指标有：设备质优率、设备健康状态、检修维护水平。

2.5，输配电网协调性的指标有：变电容量匹配度、线路容量匹配度、主站有功波动比、主站无功补偿容量比。

2.6，保底可改造性的指标有：可拓展容量比、设备更替集中度和土地资源预留度。

进一步的，本发明面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估指标体系中：

(1)所述指标体中系2.1～2.3均为传统配电网评估指标；

(2)指标体系2.4中设备装配水平的指标中，设备质优率主要用于评价增量配电网的设备选型是否选择价高优质的设备，而优质设备虽然往往价格高但具有更长的折旧年限、更低的故障率。设备健康状态主要是衡量设备当前运行的健康情况，与设备的运行环境和检修安排有关，可以通过等效役龄回退的方法求取。检修维护水平主要是衡量配电网运营的检修维护水平，与配电网的检修装备、检修人员、检修安排等有关。

(3)指标体系2.5中输配电网的协调性按照当前《国家电网配电网技术导则》规定配电网与上级输电网应相互协调，其中主要包含了各级变电线路容量相协调、有功和无功容量相协调。因此，设立相关指标如下：

a.变电容量匹配度

其中，C_gI为输电网电压等级第I个变电站的主变容量，M为该电压等级变电站数量；C_dJ为输配联络中配电电压等级第J个变电站的主变容量，N为该电压等级变电站数量；

为该区域输电网中的平均电压等级变电容载比；

b.线路容量匹配度

其中，l_gI为输电网电压等级第I条主线路的容量，l_dJ为输配联络中配电电压等级第J条配电线路的容量，

为该区域输电网中的平均电压等级线路容载比；

c.主站有功波动比值

主站有功波动比值η为输配电网联络主站的传输有功最大最小有功负荷比值。

d.主站无功补偿容量比

主站无功补偿容量比μ为输配电网联络主站具备的无功补偿容量与主站容量的比值。

(4)指标体系2.6中保底可改造性的指标的设计如下：

a.可拓展容量比

可拓展容量比α表示通过网络互联拓展的网络最大供电能力与原增量配电网最大供电能力的比值：

其中，最大供电能力TSC：供电区域内配电网考虑实际运行约束下的最大负荷供电能力，可通过最大负荷倍数法或者负荷能力法求取。最大扩展供电能力MSC：所有主变两两互联，系统达到全联络且联络容量足够大时的最大供电能力。

b.设备更替集中度

设备更替集中度表示增量配电网在退役年限设备集中退役的程度，由于增量配电网是新的网络设备往往集中投运，若设备最后集中退役则会导致更换设备时资金需求量巨大，对保底电网造成很大的资金压力。求取方式如下：

其中，n_max为集中在一年退役设备最多的数量；N^d为设备总量。

c.土地资源预留度

土地资源预留度表示配电网建设过程中保留的土地空间以备未来建设改造的程度。由于我国当前城市化进程中，土地成了最珍贵的资源,而土地资源的稀缺严重阻碍了电网未来的建设与改造。因此必须引入土地资源预留度的指标以表示增量配电网为未来网络建设改造预留的土地资源，方便电网企业保底接手增量配电网后对网络进行升级改造。求取方式如下：

其中，S^re为预留给未来网络建设改造用地面积；S为网络占地总面积。

步骤3中改进的层次分析法的评估步骤如下：

3.1，形成判断矩阵，利用德尔菲理论两两比较同层次指标构造判断矩阵。

3.2，判断矩阵的一致性检验，通过求取判断矩阵最大特征根及其对应特征向量，引入一致性指标CI，一般当CI＜0.1时，认为判断矩阵的一致性可以接受：当CI≥0.1时，应重新对判断矩阵作适当修改，再对改正后的矩阵重新计算权重和进行一致性检验。CI的求取方式如下：

其中，λ_max为判断矩阵得最大特征根，k为判断矩阵的维数。

3.3，判断矩阵权重求解，求出判断矩阵的最大特征值对应的特征向量W，即得到权重向量(W₁,W₂,…,W_m)。对W作归一化处理，得到某一级各个评估指标关于它上一级指标的相对权重。

3.4，综合指标评估结果的计算。根据评估指标体系模型逐层向上递推，得到面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估结果。

进一步的，德尔菲法对层次分析法判断矩阵得修正步骤如下：

3.1.1对于同一层的m个指标，分别建立比较判断矩阵：

A＝{a_ij}_m×m

其中，a_ij是指标i和j的相对重要程度。假如有n位专家对该层m个指标，分别形成n个判断矩阵。其中第x位专家的判断矩阵为

3.1.2求取各个专家判断矩阵的一致度s^x,y：

其中，

3.1.3各个专家判断矩阵的权重ρ求取如下：

3.1.4按照各个专家的权重，得到综合后的指标判断矩阵A'：

本发明基于用户、增量配电网、电网公司三者在新电改环境保底服务中的关系，建立了新的增量配电网评估指标体系，最后用改进后的层次分析法对评估指标体系进行评估，以解决增量配电网保底过程中缺乏标准依据的问题，为增量配电网运营商改善自身网络建设提供建议，指导电网公司更好地应对保底后的增量配电网。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，明确用户、增量配电网、电网公司三者的边界关系：用户对增量配电网的运行要求在于满足用户的负荷需求和保障用电可靠性与高质量；电网公司对增量配电网的运行要求在于增量配电网的运行经济性、增量配电网设备装配质量、输配电网间的协调性以及未来保底后增量配网的可改造性；

步骤2，确定面向电网公司保底服务的增量配电网评估的相关指标，建立评估指标体系，并对各项指标按照边界条件进行分层分类；所建立的评估指标体系如下：

2.1，满足负荷增长的供电能力指标包括：变压器容载比、线路容载比、变压器重载率和线路重载率；

2.2，供电可靠性与质量的指标包括：用户平均停电持续时间、用户平均停电频率、系统停电损失电量、电压合格率；

2.3，运行经济性的指标包括：线损率、运维费率、运行益本比；

2.4，设备装配水平的指标包括：设备质优率、设备健康状态、检修维护水平；

2.5，输配电网协调性的指标包括：变电容量匹配度、线路容量匹配度、主站有功波动比、主站无功补偿容量比；

2.6，保底可改造性的指标有：可拓展容量比、设备更替集中度和土地资源预留度；

步骤3，利用德尔菲法对层次分析法进行修正，建立改进后的层次分析法，对评估体系各级指标设置权重；

利用德尔菲法对层次分析法进行修正，建立改进后的层次分析法的判断矩阵为：

3.1，对于同一层的m个指标，分别建立比较判断矩阵：

A＝{a_ij}_m×m

其中，a_ij为指标i和j的相对重要程度；

第x位专家对该层m个指标的比较判断矩阵为：

其中，n为专家数；

3.2，求取第x位专家和第y位专家的比较判断矩阵的一致度s^x,y：

其中，

3.3，各个专家比较判断矩阵的权重ρ求取如下：

3.4，按照各个专家的权重，得到综合后的指标判断矩阵A'：

改进后的层次分析法对评估体系各级指标设置权重，具体为：

1)，形成判断矩阵：利用德尔菲理论两两比较同层次指标构造判断矩阵；

2)，判断矩阵的一致性检验：通过求取判断矩阵最大特征根及其对应特征向量，引入一致性指标

当CI＜0.1时，接受判断矩阵的一致性；当CI≥0.1时，对判断矩阵进行修改，再对修改后的判断矩阵重新计算权重和进行一致性检验；其中，λ_max为判断矩阵得最大特征根，k为判断矩阵的维数；

3)，判断矩阵权重求解：求出判断矩阵的最大特征值对应的特征向量，即得到权重向量(W₁,W₂,…… ,W_m)，进一步对权重向量作归一化处理得到某一层各个评估指标关于它上一层指标的相对权重；

步骤4，根据评估指标体系和指标权重计算面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估结果。

2.根据权利要求1所述的一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法，其特征在于，2.1中变压器重载率和线路重载率以80％负载率为标准。

3.根据权利要求1所述的一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法，其特征在于，2.5中输配电网协调性的指标具体为：

a.变电容量匹配度：

其中，C_gI为输电网电压等级第I个变电站的主变容量，M为该电压等级变电站数量；C_dJ为输配联络中配电电压等级第J个变电站的主变容量，N为该电压等级变电站数量；

为待评估区域输电网中的平均电压等级变电容载比；

b.线路容量匹配度：

其中，l_gI为输电网电压等级第I条主线路的容量，l_dJ为输配联络中配电电压等级第J条配电线路的容量，

为该区域输电网中的平均电压等级线路容载比；

c.主站有功波动比值：

其中，P_max为输配电网联络主站的传输有功最大有功负荷，P_min为输配电网联络主站的传输有功最小有功负荷比值；

d.主站无功补偿容量比：

其中，ΔQ为输配电网联络主站具备的无功补偿容量，C为输配电网联络主站具备的主站容量。

4.根据权利要求1所述的一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法，其特征在于，2.6中保底可改造性的指标具体为：

a.可拓展容量比：

其中，MSC为通过网络互联拓展的网络最大供电能力；TSC为原增量配电网最大供电能力；

b.设备更替集中度：

其中，n_max为集中在退役设备最多年份的设备退役数量；N^d为设备总量；

c.土地资源预留度

其中，S^re为预留给未来网络建设改造用地面积；S为网络占地总面积。

5.根据权利要求4所述的一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法，其特征在于，原增量配电网最大供电能力TSC通过最大负荷倍数法或者负荷能力法求取。

6.根据权利要求1所述的一种面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估方法，其特征在于，步骤4具体为：根据评估指标体系模型逐层向上递推，得到面向电网公司保底服务的增量配电网综合评估结果。

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