基于层次分析法的电网安全经济性评价研究

张亚鹏 葛鹏江 申雅茹 宫晓珊 樊丽君 胡彩红

1.国网宁夏电力有限公司经济技术研究院； 2.国网青岛供电公司； 3.北京成和能源咨询有限公司

一、引言

电力系统的安全经济运行是我国国民经济生产重要保障。保障电网安全工作具有长期性、复杂性、艰巨性和反复性的特点。电网快速发展、规模不断扩大，设备数量大幅增加，内外部环境更加复杂，影响安全的因素不断增加，电网安全生产面临诸多风险与挑战，对安全工作提出更高标准和要求。化解电网公司各种安全风险，实现长治久安，应深化对电网发展规律和技术变革趋势的认识，坚持标本兼治，大力推进本质安全建设，努力打造本质安全电网。为此，需要构建紧密围绕电网安全经济运行评价指标体系，为电网可持续发展提供决策参考。

文1对跨省区大电网安全约束经济调度所涉及的平衡策略、联络线计划及大规模网络约束等问题进行模型构建,并通过优化目标选择及约束条件配置构建适用于满足不同需求的安全约束经济调度模型,从而实现求解性能与使用效果的合理匹配。文2提出聚合电网、可观测点、可观测点的观测函数和调控函数的概念,给出聚合电网性能指标,提出可观测点、可观测点的观测函数和调控函数之间的互动关系,实现聚合电网渐进调控机制。文3提出两种提高输电运行弹性空间的方式及其建模方法：基于转移分布因子,建立线路故障短时增容弹性模型；基于互联外网静态等值模型,建立考虑外网运行约束的联络线调整弹性模型，进而提出考虑输电运行弹性空间的N-1安全经济调度优化模型。电网安全经济运行需要结合地方经济发展水平和电网投资能力进行评估，本文提出基于层次分析法的电网安全经济性评价指标体系，结合宁夏电网实际，给出评估案例，论证本文所提方法的合理性。

二、指标体系构建原则

电网安全经济运行指标体系是对电网安全经济运行服务业务的发展程度的客观评价和反映，因此构建评价指标体系一方面要遵循构建评价指标体系的一般原则，另一方面还要根据影响电网安全经济运行服务的主要影响因素来确定。既要遵循完整性、实用性、规范性及科学性等一般性原则，也要考虑电网安全经济运行服务对社会经济的推动，对国家城市环境的影响及对各种能源服务的需求预测等。

（一）指标体系框架

电网安全经济运行评价指标体系坚持安全第一、预防为主、综合治理，紧紧围绕设备安全、运行安全、人身安全、用户安全，通过电网设备、电网技术、安全管理、可靠供电、效率效益和核心竞争力等方面的指标体系设计，全面覆盖规划设计、基建施工、调度运行、运维检修各环节。

具体指标包括：在役设备抽检合格率、在役设备周期受检率、采购设备抽检合格率、设备运检智能化率、新能源渗透率、直流受电比例、自然灾害发生次数、常规机组性能达标率、大用户内部管理达标率、在役二次系统抽检合格率、在役二次系统周期受检率、采购二次系统抽检合格率、二次系统运检智能化率、网络攻击次数、网络攻击拦截成功率、电网基建管理合格率、电网安全宣贯覆盖率、电网投资增供效益、电网投资增供效率、新增电网投资增供效益、新增电网投资增供效率、新增泛在电力物联网投资总额、新增“两网”融合新兴产业集群投资额等。采用层次分析法将电网安全经济运行评价指标分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联影响以及隶属关系将因素按不同层次聚集组合，形成设备安全、运行安全、人身安全、用户安全6个维度的分析结构模型，从而最终使综合评价值归结为最低层指标相对于综合评价值的相对重要权值的确定或相对优劣次序的排定。

（二）案例分析

宁夏回族自治区2018年GDP达到3705亿元，增速7%，比全国平均增速高4个百分点。其中，第一产业增长4.0%，第二产业增长6.8%，第三产业增长7.7%。常住人口688.11万人，全区人均生产总值54094元，增长6.0%。发电装机4715万千瓦，其中水电、火电、风电、太阳能发电装机分别为43万、2845万、1011万和816万千瓦。发电量1614亿千瓦时，全社会用电量1065亿千瓦时。固定资产投资39亿元，其中，电网投资35亿元。城网供电电压合格率达99.997%，供电可靠率99.953%。农网供电电压合格率达99.878%，供电可靠率99.811%。

通过邀请电网公司内外部专家，针对上述宁夏电网安全经济运行评价指标的合理性、指标权重及各指标值按百分制进行打分，经一致性检验，得出宁夏电网安全经济运行综合分数为96。未来主要改进方向是加大配电网建设力度，提高工业园区等重点用户的供电质量，解决配电网负荷不均衡、容载比分布不均等问题；提高电网运行技术和管理水平，促进供电质量提升，满足宁夏经济社会发展的安全可靠用电需求。近期宁夏电网企业需要加大力度开展电网建设运营数据治理、分析工作，挖掘内部潜能，助力宁夏电网提高效率效益、实现可持续发展。

三、结论

电力系统的安全经济运行是国民经济生产重要保障，新形势下电网安全生产面临诸多风险与挑战。本文结合地方经济社会发展，围绕电网设备安全、运行安全、人身安全、用户安全，构建涵盖电网设备、电网技术、安全管理、可靠供电、效率效益和核心竞争力等方面的综合评价指标体系，应用层次分析法进行综合评价。案例表明，宁夏电网需加大配电网建设力度，提高电网运行技术和管理水平，近期可通过电力大数据技术挖掘内部潜能，助力宁夏电网提高效率效益、实现可持续发展。案例表明所提方法的可行性。