智能電網(wǎng)綜合建設工程價值貢獻度模型研究

王寧寧

【摘 要】在城市發(fā)展進程中，電網(wǎng)是重要的能源傳輸載體，智能電網(wǎng)工程建設是社會各界感知和體驗智能電網(wǎng)發(fā)展成果的有效途徑之一。智能電網(wǎng)綜合建設工程各子工程的價值貢獻存在顯著差異，文章從智能電網(wǎng)頂層設計入手，提出了智能電網(wǎng)綜合建設工程典型系統(tǒng)組織結構，并對所包含的各子工程進行界定。建立了智能電網(wǎng)綜合建設工程價值貢獻度通用評價指標體系，基于子工程價值直接貢獻值和區(qū)間數(shù)-相對優(yōu)勢矩陣算法建立了價值貢獻度模型。最后以某省高新科技工業(yè)園區(qū)智能電網(wǎng)綜合建設工程實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)為例，驗證了模型的準確性和科學性。智能電網(wǎng)綜合建設工程價值貢獻度模型的研究，對未來智能電網(wǎng)工程前期投資和運營決策具有指導意義。

【關鍵詞】智能電網(wǎng);綜合建設工程;指標體系;貢獻度模型

0 引言

智能電網(wǎng)作為當今能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展變革背景下的一種發(fā)展方向，已成為各國能源戰(zhàn)略規(guī)劃的重要支撐。智能電網(wǎng)是建立在高度集成、高效運行、雙向交互的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)的基礎上，通過先進的傳感、測量、設備技術，以及先進的控制手段、決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟高效、節(jié)能環(huán)保的運行目標，是電網(wǎng)未來發(fā)展的一種理想形式。

目前，人們對于智能電網(wǎng)未來的發(fā)展程度還沒有形成統(tǒng)一的共識，國內(nèi)外學者從不同角度對智能電網(wǎng)的理念、發(fā)展目標、政策措施、評價方法等方面開展了大量的研究和實踐。馬向威指出現(xiàn)階段實現(xiàn)電網(wǎng)智能化是我國電網(wǎng)建設的主要趨勢，只有對電網(wǎng)線路進行科學合理地規(guī)劃與設計，才能夠建設出符合智能化要求的電力網(wǎng)絡。汪巖佳從電氣工程及其自動化的角度，闡述了現(xiàn)代智能電網(wǎng)的概念、技術性、內(nèi)涵及其建設的主要內(nèi)容和要求。Pudaruth G R，Li F在美國能源部發(fā)布的智能電網(wǎng)發(fā)展評價指標體系基礎上，建立了智能電網(wǎng)建設及項目的評估指標體系，用于智能電網(wǎng)整體建設工程和單個建設項目的評價。王逸超采用德爾菲法和灰色關聯(lián)度分析法相結合的方式，對智能電網(wǎng)輸變電工程進行指標的篩選和補充，并基于相關性分析法對指標間的相關性進行處理。

當前針對智能電網(wǎng)評價方面的研究工作較多集中于智能電網(wǎng)評價指標體系的前期設計層面，而對智能電網(wǎng)綜合建設工程價值貢獻度的研究較少，未有效分析智能電網(wǎng)各子工程的經(jīng)濟效益和社會價值貢獻情況。本文根據(jù)智能電網(wǎng)工程建設和發(fā)展特征，對智能電網(wǎng)價值評價指標體系進行補充，建立一套更具層級性、通用性、系統(tǒng)性的智能電網(wǎng)綜合建設工程價值評價通用指標體系?；趦r值貢獻度模型，對智能電網(wǎng)建設工程產(chǎn)生的價值進行定性和定量分析，增加工程建設前期可行性研究，有效規(guī)避建設風險，實現(xiàn)工程整體價值的最優(yōu)化，有效推進我國智能電網(wǎng)建設的發(fā)展，促進電網(wǎng)建設與社會經(jīng)濟共同發(fā)展。

1 智能電網(wǎng)建設工程基本構架

1.1 智能電網(wǎng)建設工程系統(tǒng)組織結構

智能電網(wǎng)綜合建設工程能夠通過系統(tǒng)性規(guī)劃及前期方案設計，為用戶提供一種更加節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟高效、多元互補的用能方式，并在服務區(qū)域內(nèi)快速形成涵蓋清潔可再生能源發(fā)電、輸配電自動一體化、用能信息系統(tǒng)集成、電動汽車充電樁、智能電器等智能電網(wǎng)技術系統(tǒng)。典型的智能電網(wǎng)綜合建設工程主要包含的電網(wǎng)技術系統(tǒng)如圖1所示。

智能電網(wǎng)綜合建設工程以電網(wǎng)為骨干，以堅強網(wǎng)架為基礎，以網(wǎng)絡通信平臺為支撐，以智能控制為手段，充分考慮了包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、用電和調(diào)度等環(huán)節(jié)在內(nèi)的技術應用發(fā)展需求，實現(xiàn)多行業(yè)領域能量流、信息流、業(yè)務流的集成。通過構建電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)統(tǒng)一云平臺，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)資源的實時收集、分析及處理，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的信息雙向交互，滿足智能電網(wǎng)的內(nèi)在發(fā)展需求。

1.2 智能電網(wǎng)建設工程子工程界定

智能電網(wǎng)技術應用于整個電網(wǎng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電及調(diào)度的全過程，電網(wǎng)技術的快速發(fā)展為智能電網(wǎng)的建設提供了強大的技術支撐?；诂F(xiàn)階段我國智能電網(wǎng)的實際建設發(fā)展情況，智能電網(wǎng)綜合建設工程主要包括清潔能源發(fā)電工程、智能輸變電工程、網(wǎng)絡通信工程、監(jiān)測控制工程及智能用電工程5個子工程。

針對單項子工程的技術應用性而言，各自建設的目標和側重點存在較大差異。清潔能源發(fā)電工程旨在加大對清潔可再生能源的消納，促進可再生能源發(fā)電的發(fā)展，實現(xiàn)節(jié)能減排;智能輸變電工程旨在提高輸電系統(tǒng)的傳輸容量，降低輸電過程能量損耗，提升電網(wǎng)系統(tǒng)的電能輸送效率;網(wǎng)絡通信工程旨在實現(xiàn)信息的雙向交互，提升需求側響應能力，改善線路負荷穩(wěn)態(tài);監(jiān)測控制工程旨在建立廣域測量保護系統(tǒng)，實現(xiàn)電網(wǎng)的動態(tài)實時監(jiān)控，提高電壓控制的可靠性;智能用電工程旨在實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶間信息的雙向交互，促進用戶側需求側響應能力，形成電網(wǎng)全新服務模式。

2 價值貢獻度模型的構建

2.1 價值貢獻度指標體系

智能電網(wǎng)的建設是一個多目標、全周期、多層級的系統(tǒng)性工程，本文根據(jù)智能電網(wǎng)綜合建設工程特征及工程建設后期對社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等方面的影響，基于系統(tǒng)性、可比性、科學性、客觀性原則，構建了涉及節(jié)能環(huán)保、民生服務、開放互動、商業(yè)模式、安全可靠、運作效率的價值貢獻度通用評價指標體系，參照系統(tǒng)分析法和層次分析法的基本理論，體系總體框架設計由目標層、一級指標層及二級指標層3個層級構成，其中包含一級指標6個，二級指標31個。智能電網(wǎng)綜合建設工程價值貢獻度評價指標體系見表1。

2.2 價值貢獻度模型

2.2.1 模型構建

根據(jù)評價指標體系層級框架設計，提出智能電網(wǎng)綜合建設工程價值貢獻度模型如圖2所示。

2.2.2 計算方法與步驟

在完成智能電網(wǎng)綜合建設工程價值貢獻度模型的基礎上，各個子工程對各指標效益貢獻如何計量、區(qū)分，成為研究智能電網(wǎng)綜合建設工程價值貢獻度問題的關鍵。本文利用區(qū)間數(shù)-相對優(yōu)勢矩陣算法處理多指標價值評估問題，該方法將指標間相對重要程度用區(qū)間數(shù)表示，不需依賴歷史數(shù)據(jù)，增強了實際運用的可信度，針對多子工程xi（i=1，2，…，m），通過評價uj指標進行計算，進而得到Mi關于uj的評價指標值xij，改數(shù)值為區(qū)間數(shù)表示為xij=（xijL，xijU），從而構成決策矩陣X=（xij）m×n。

2.2.2.1 決策矩陣規(guī)范化處理

2.2.2.2 相對優(yōu)勢度矩陣計算

將轉化矩陣Y的每個評價指標uj根據(jù)相對優(yōu)勢度公式計算出相對優(yōu)勢度判斷矩陣，再根據(jù)區(qū)間數(shù)映射公式得到評價指標下區(qū)間數(shù)到精確值的映射矩陣D=（Di）m×n，實現(xiàn)歸一化處理。

2.2.2.3 計算第j個評價指標的熵值、差異系數(shù)和權重

智能電網(wǎng)綜合建設工程各子工程對不同指標的直接貢獻值表征含義差異較大，計量單位不同，本文把各子工程對單項指標直接貢獻值占全部子工程對該單項指標直接貢獻值的比例定義為各子工程對單項評價指標的貢獻度，貢獻度為比例數(shù)，無單位，且各子工程對同一指標的貢獻度和為1。

2.2.2.4 子工程k對綜合工程的貢獻度

3 實證分析

本文選取某省高新技術工業(yè)園區(qū)智能電網(wǎng)綜合建設工程原始統(tǒng)計數(shù)據(jù)為例，如果以1代表子工程對智能電網(wǎng)工程最佳貢獻滿意度，結合專家對5個子工程的綜合評估意見，則子工程在每個一級指標下的評估值以區(qū)間數(shù)給出，進而構成決策矩陣X。

同理，由區(qū)間數(shù)-相對優(yōu)勢矩陣算法計算出二級指標權重，最終得到智能電網(wǎng)綜合建設工程價值貢獻度各層級評價指標權重?；诠I(yè)園區(qū)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、專家評估數(shù)據(jù)、調(diào)查問卷結果，分別計算出智能電網(wǎng)綜合建設工程各子工程對二級指標的價值貢獻度，并將二級指標貢獻度與單項指標做矩陣乘積，計算得到智能電網(wǎng)綜合建設工程各子工程對各一級指標貢獻度（見表2）。

將表2中各子工程對一級指標貢獻度與各一級指標做矩陣乘積，最終得到各子工程對智能電網(wǎng)綜合建設工程的價值貢獻度（見表3）。

從表3可得出智能輸變電工程、網(wǎng)絡通信工程和監(jiān)測控制工程對智能電網(wǎng)綜合建設工程價值貢獻度較大，其中監(jiān)測控制工程的價值貢獻度最大，智能輸變電工程的價值貢獻度次之，兩者價值貢獻度較為相近，這進一步反映出智能電表及監(jiān)測設備工程和智能輸變電工程在智能電網(wǎng)建設中的核心地位，一方面說明智能電表及監(jiān)測設備工程和智能輸變電工程的建設發(fā)展能夠產(chǎn)生較高的社會經(jīng)濟價值，另一方面也說明電網(wǎng)企業(yè)應高度重視智能輸變電系統(tǒng)的布局和發(fā)展，不斷加大科技研發(fā)的資金投入，更好地實現(xiàn)智能電網(wǎng)綜合建設工程綜合效益最大化及效率最優(yōu)化。清潔能源發(fā)電工程和智能用電工程對智能電網(wǎng)綜合建設工程價值貢獻度較小，以智能用電工程最為薄弱，電網(wǎng)企業(yè)應重視智能用電的發(fā)展，在其發(fā)展的不同階段制定有針對性的發(fā)展策略和規(guī)劃。

4 結語

本文基于節(jié)能減排、開放互動、民生服務、商業(yè)模式、安全可靠及運作效率6個角度，構建了智能電網(wǎng)綜合建設工程價值貢獻度評價指標體系，定義了各子工程對價值貢獻評價體系中各指標的貢獻度，構建了各子工程對智能電網(wǎng)綜合建設工程的價值貢獻度模型。通過選取某省高新技術工業(yè)園區(qū)智能電網(wǎng)綜合建設工程真實數(shù)據(jù)，驗證了模型的合理性和科學性。通過計算對比分析，總結出智能電表及監(jiān)測設備工程和智能輸變電工程在智能電網(wǎng)綜合建設工程中的核心地位，需要引起電網(wǎng)企業(yè)高度重視。同時，隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)企業(yè)應持續(xù)關注智能用電工程的發(fā)展，當智能用電市場步入快速發(fā)展階段，應加大對智能用電工程的資源投入，實現(xiàn)智能電網(wǎng)綜合建設工程綜合效益最大化，有效推動電網(wǎng)建設和社會經(jīng)濟的并行發(fā)展。

參 考 文 獻

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