基于層次分析法的電網(wǎng)安全經(jīng)濟性評價研究

張亞鵬 葛鵬江 申雅茹 宮曉珊 樊麗君 胡彩紅

1.國網(wǎng)寧夏電力有限公司經(jīng)濟技術研究院； 2.國網(wǎng)青島供電公司； 3.北京成和能源咨詢有限公司

一、引言

電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行是我國國民經(jīng)濟生產(chǎn)重要保障。保障電網(wǎng)安全工作具有長期性、復雜性、艱巨性和反復性的特點。電網(wǎng)快速發(fā)展、規(guī)模不斷擴大，設備數(shù)量大幅增加，內(nèi)外部環(huán)境更加復雜，影響安全的因素不斷增加，電網(wǎng)安全生產(chǎn)面臨諸多風險與挑戰(zhàn)，對安全工作提出更高標準和要求?；怆娋W(wǎng)公司各種安全風險，實現(xiàn)長治久安，應深化對電網(wǎng)發(fā)展規(guī)律和技術變革趨勢的認識，堅持標本兼治，大力推進本質安全建設，努力打造本質安全電網(wǎng)。為此，需要構建緊密圍繞電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行評價指標體系，為電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展提供決策參考。

文1對跨省區(qū)大電網(wǎng)安全約束經(jīng)濟調度所涉及的平衡策略、聯(lián)絡線計劃及大規(guī)模網(wǎng)絡約束等問題進行模型構建,并通過優(yōu)化目標選擇及約束條件配置構建適用于滿足不同需求的安全約束經(jīng)濟調度模型,從而實現(xiàn)求解性能與使用效果的合理匹配。文2提出聚合電網(wǎng)、可觀測點、可觀測點的觀測函數(shù)和調控函數(shù)的概念,給出聚合電網(wǎng)性能指標,提出可觀測點、可觀測點的觀測函數(shù)和調控函數(shù)之間的互動關系,實現(xiàn)聚合電網(wǎng)漸進調控機制。文3提出兩種提高輸電運行彈性空間的方式及其建模方法：基于轉移分布因子,建立線路故障短時增容彈性模型；基于互聯(lián)外網(wǎng)靜態(tài)等值模型,建立考慮外網(wǎng)運行約束的聯(lián)絡線調整彈性模型，進而提出考慮輸電運行彈性空間的N-1安全經(jīng)濟調度優(yōu)化模型。電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行需要結合地方經(jīng)濟發(fā)展水平和電網(wǎng)投資能力進行評估，本文提出基于層次分析法的電網(wǎng)安全經(jīng)濟性評價指標體系，結合寧夏電網(wǎng)實際，給出評估案例，論證本文所提方法的合理性。

二、指標體系構建原則

電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行指標體系是對電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行服務業(yè)務的發(fā)展程度的客觀評價和反映，因此構建評價指標體系一方面要遵循構建評價指標體系的一般原則，另一方面還要根據(jù)影響電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行服務的主要影響因素來確定。既要遵循完整性、實用性、規(guī)范性及科學性等一般性原則，也要考慮電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行服務對社會經(jīng)濟的推動，對國家城市環(huán)境的影響及對各種能源服務的需求預測等。

（一）指標體系框架

電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行評價指標體系堅持安全第一、預防為主、綜合治理，緊緊圍繞設備安全、運行安全、人身安全、用戶安全，通過電網(wǎng)設備、電網(wǎng)技術、安全管理、可靠供電、效率效益和核心競爭力等方面的指標體系設計，全面覆蓋規(guī)劃設計、基建施工、調度運行、運維檢修各環(huán)節(jié)。

具體指標包括：在役設備抽檢合格率、在役設備周期受檢率、采購設備抽檢合格率、設備運檢智能化率、新能源滲透率、直流受電比例、自然災害發(fā)生次數(shù)、常規(guī)機組性能達標率、大用戶內(nèi)部管理達標率、在役二次系統(tǒng)抽檢合格率、在役二次系統(tǒng)周期受檢率、采購二次系統(tǒng)抽檢合格率、二次系統(tǒng)運檢智能化率、網(wǎng)絡攻擊次數(shù)、網(wǎng)絡攻擊攔截成功率、電網(wǎng)基建管理合格率、電網(wǎng)安全宣貫覆蓋率、電網(wǎng)投資增供效益、電網(wǎng)投資增供效率、新增電網(wǎng)投資增供效益、新增電網(wǎng)投資增供效率、新增泛在電力物聯(lián)網(wǎng)投資總額、新增“兩網(wǎng)”融合新興產(chǎn)業(yè)集群投資額等。采用層次分析法將電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行評價指標分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關聯(lián)影響以及隸屬關系將因素按不同層次聚集組合，形成設備安全、運行安全、人身安全、用戶安全6個維度的分析結構模型，從而最終使綜合評價值歸結為最低層指標相對于綜合評價值的相對重要權值的確定或相對優(yōu)劣次序的排定。

（二）案例分析

寧夏回族自治區(qū)2018年GDP達到3705億元，增速7%，比全國平均增速高4個百分點。其中，第一產(chǎn)業(yè)增長4.0%，第二產(chǎn)業(yè)增長6.8%，第三產(chǎn)業(yè)增長7.7%。常住人口688.11萬人，全區(qū)人均生產(chǎn)總值54094元，增長6.0%。發(fā)電裝機4715萬千瓦，其中水電、火電、風電、太陽能發(fā)電裝機分別為43萬、2845萬、1011萬和816萬千瓦。發(fā)電量1614億千瓦時，全社會用電量1065億千瓦時。固定資產(chǎn)投資39億元，其中，電網(wǎng)投資35億元。城網(wǎng)供電電壓合格率達99.997%，供電可靠率99.953%。農(nóng)網(wǎng)供電電壓合格率達99.878%，供電可靠率99.811%。

通過邀請電網(wǎng)公司內(nèi)外部專家，針對上述寧夏電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行評價指標的合理性、指標權重及各指標值按百分制進行打分，經(jīng)一致性檢驗，得出寧夏電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行綜合分數(shù)為96。未來主要改進方向是加大配電網(wǎng)建設力度，提高工業(yè)園區(qū)等重點用戶的供電質量，解決配電網(wǎng)負荷不均衡、容載比分布不均等問題；提高電網(wǎng)運行技術和管理水平，促進供電質量提升，滿足寧夏經(jīng)濟社會發(fā)展的安全可靠用電需求。近期寧夏電網(wǎng)企業(yè)需要加大力度開展電網(wǎng)建設運營數(shù)據(jù)治理、分析工作，挖掘內(nèi)部潛能，助力寧夏電網(wǎng)提高效率效益、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

三、結論

電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行是國民經(jīng)濟生產(chǎn)重要保障，新形勢下電網(wǎng)安全生產(chǎn)面臨諸多風險與挑戰(zhàn)。本文結合地方經(jīng)濟社會發(fā)展，圍繞電網(wǎng)設備安全、運行安全、人身安全、用戶安全，構建涵蓋電網(wǎng)設備、電網(wǎng)技術、安全管理、可靠供電、效率效益和核心競爭力等方面的綜合評價指標體系，應用層次分析法進行綜合評價。案例表明，寧夏電網(wǎng)需加大配電網(wǎng)建設力度，提高電網(wǎng)運行技術和管理水平，近期可通過電力大數(shù)據(jù)技術挖掘內(nèi)部潛能，助力寧夏電網(wǎng)提高效率效益、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。案例表明所提方法的可行性。