鄒 宇，池小兵，麥海波，張思洋

（1.廣西電網(wǎng)有限公司欽州供電局，廣西 欽州 535000；2.三峽大學(xué) 電氣與新能源學(xué)院，湖北 宜昌 443000）

0 引 言

低壓配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的好壞影響用戶用電的電能質(zhì)量和可靠性，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備眾多，導(dǎo)致其運(yùn)行時(shí)采集數(shù)據(jù)困難，增加了配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估的難度。目前，有效率地評(píng)估配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)是一個(gè)研究熱點(diǎn)。文獻(xiàn)[1]分析了配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，提出了評(píng)估指標(biāo)體系，但是最終提出的評(píng)估指標(biāo)不適用復(fù)雜的配電網(wǎng)；文獻(xiàn)[2-3]使用德?tīng)柗品ǚ謩e對(duì)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量和停電故障進(jìn)行分析與評(píng)估；文獻(xiàn)[4-6]采用層次分析法從電壓質(zhì)量、網(wǎng)損等方面研究了配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)；文獻(xiàn)[7-10]使用熵權(quán)法分別從配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的可靠性、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)、降損潛力等方面進(jìn)行評(píng)估；文獻(xiàn)[11]采用AHP-Delphi方法確定指標(biāo)權(quán)重比例，從而確定單項(xiàng)的指標(biāo)評(píng)分公式；文獻(xiàn)[12]運(yùn)用專(zhuān)家打分法、模糊層次分析法和魚(yú)骨分析法三種方法建立配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估模型，分別從現(xiàn)狀、運(yùn)營(yíng)效能和經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行定量評(píng)估。本文詳細(xì)總結(jié)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估方法，闡述了各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，以期為配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行提供參考意見(jiàn)和建議。

1 低壓配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的影響因素

導(dǎo)致低壓配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)差的影響因素有許多，主要可以歸納為3個(gè)方面。第一方面，用電量快速增長(zhǎng)，使變壓器和線路難以達(dá)到需求；第二方面，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)差，如線路的絕緣老化會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)低電壓，在用電高峰時(shí)因?yàn)榫€路線徑較小，用戶需求時(shí)電壓質(zhì)量達(dá)不到用戶需求的標(biāo)準(zhǔn)，末端電壓質(zhì)量不能保證。第三方面，大量單相負(fù)荷任意接到配電網(wǎng)中，負(fù)荷隨時(shí)會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，導(dǎo)致三相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡，由此電壓質(zhì)量差。

2 評(píng)估指標(biāo)體系

2.1 評(píng)估體系基本要素

綜合所有的評(píng)估方法，評(píng)估體系構(gòu)成要素大致相似[13-15]。將這些評(píng)估配電網(wǎng)狀態(tài)的方法運(yùn)用到配電網(wǎng)系統(tǒng)中，其基本構(gòu)成要素如圖1所示。其中，評(píng)估指標(biāo)集由單個(gè)層次和多個(gè)角度的指標(biāo)構(gòu)成；權(quán)重指數(shù)表明評(píng)估指標(biāo)在評(píng)估體系中所占的重要比。評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)越大，說(shuō)明這個(gè)指標(biāo)對(duì)評(píng)估對(duì)象越重要。

圖1 評(píng)估體系基本構(gòu)成要素圖

2.2 配網(wǎng)狀態(tài)評(píng)估主要指標(biāo)參數(shù)

目前，配電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)重要的6大類(lèi)指標(biāo)[16-17]構(gòu)成了如圖2所示的指標(biāo)體系。

下面對(duì)一些評(píng)估指標(biāo)做出說(shuō)明。

（1）電壓質(zhì)量指標(biāo)

圖2 配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)體系

電壓質(zhì)量參數(shù)由高壓配電網(wǎng)電壓合格率、中壓配電網(wǎng)電壓合格率、低壓配電網(wǎng)電壓合格率和綜合電壓合格率組成。電壓合格率的計(jì)算公式如下：

（2）運(yùn)行故障參數(shù)

故障率參數(shù)一般折算到每年，公式如下：

（3）供電可靠性指標(biāo)

供電可靠性指標(biāo)的具體計(jì)算公式如下：

（4）線損參數(shù)

線損參數(shù)是反映電網(wǎng)運(yùn)行積極性的指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)線損率計(jì)算公式如下：

（5）三相不平衡指標(biāo)

三相不平衡指標(biāo)定義如下：

3 低壓配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估方法

目前，低壓配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估方法主要有主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法兩類(lèi)。常用的主觀賦權(quán)法一般為德?tīng)柗品ê蛯哟畏治龇?，常用的客觀賦權(quán)法為熵權(quán)法。下面將分別介紹這三種方法。

3.1 德?tīng)柗品?/h3>

德?tīng)柗品ㄊ且环N主觀賦權(quán)法，綜合了專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)對(duì)某一事物進(jìn)行評(píng)價(jià)，使用不記名方法詢問(wèn)相關(guān)專(zhuān)家的建議，然后綜合處理專(zhuān)家各種建議的一種方法。下面是德?tīng)柗品ㄔ谠u(píng)估指標(biāo)權(quán)重時(shí)的計(jì)算流程。

首先，計(jì)算意見(jiàn)集中度E：

其次，計(jì)算意見(jiàn)離散度δ，即標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式為：

其中E表示認(rèn)可程度，δ表示意見(jiàn)分歧度。

最后，判斷征詢是否結(jié)束，根據(jù)問(wèn)題設(shè)定集中度、意見(jiàn)分歧度的下限值E0和δ0，滿足式（10）時(shí)停止征詢：

因?yàn)榈聽(tīng)柗品ň哂休^強(qiáng)的主觀意識(shí)，一般不單獨(dú)使用，常與其他評(píng)估方法結(jié)合使用。

3.2 層次分析法

層次分析法主要是把問(wèn)題的定性與定量相結(jié)合，把具體問(wèn)題層次化，通過(guò)下層指標(biāo)和上層指標(biāo)間進(jìn)行對(duì)比、下層指標(biāo)互相對(duì)比，最終得到權(quán)重排序結(jié)果。利用層次分析法方法確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)，一般會(huì)在建立兩兩比較矩陣的過(guò)程中引入德?tīng)柗欠ǚ椒ā哟畏治龇ㄒ氲聽(tīng)柗品ê蟮牧鞒倘鐖D3所示。

圖3 層次分析法流程圖

層次分析法具有一定的獨(dú)特性，特別適合處理一些很難定量的復(fù)雜問(wèn)題。文獻(xiàn)[18]使用基于層次分析法建立了配電網(wǎng)“低電壓”治理綜合評(píng)估體系，通過(guò)構(gòu)造判斷矩陣和輔助求和矩陣計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，從治理效果、經(jīng)濟(jì)效益以及發(fā)展適應(yīng)性三個(gè)方面對(duì)治理方案進(jìn)行了評(píng)估分析。

3.3 熵權(quán)法

熵權(quán)法主要是根據(jù)每個(gè)指標(biāo)變異的程度來(lái)表示權(quán)重。指標(biāo)變異性越大，權(quán)重越高；指標(biāo)變異性越小，則權(quán)重越小。熵權(quán)法的具體計(jì)算步驟如下：

步驟1：設(shè)由n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)、m個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象構(gòu)成評(píng)價(jià)矩陣：

按式（12）將指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

步驟2：根據(jù)信息熵定義，第i個(gè)指標(biāo)的熵值為：

式中，當(dāng)Eij=0時(shí)，令EijlnEij=0。

步驟3：第i個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)可表示為：

作為一種客觀賦權(quán)法，熵權(quán)法計(jì)算簡(jiǎn)單、客觀性強(qiáng)，彌補(bǔ)了主觀賦權(quán)法的不足，處理不定量的復(fù)雜問(wèn)題具有優(yōu)勢(shì)，可在許多領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。

綜上所述，德?tīng)柗品ê蛯哟畏治龇ㄊ菍儆谥饔^賦權(quán)的兩種方法，主要是以專(zhuān)家的主觀性意見(jiàn)做決策，但是主觀性過(guò)強(qiáng)也是一種缺點(diǎn)。熵權(quán)法作為一種客觀賦權(quán)法，以具體數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，但是缺少專(zhuān)家的主觀意見(jiàn)也會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。所以，一般可以采用組合賦權(quán)的方法。文獻(xiàn)[19]中，首先采用德?tīng)柗品▽?duì)各指標(biāo)進(jìn)行直觀對(duì)比評(píng)價(jià)，其次采用層次分析法和熵權(quán)法兩種方法確定其權(quán)重，最后加權(quán)求和得到綜合得分，建立了評(píng)價(jià)體系。所以在實(shí)際應(yīng)用中，可以采用組合賦權(quán)法來(lái)結(jié)合幾種方法的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)互補(bǔ)幾種方法的缺點(diǎn)，得出更加準(zhǔn)確的權(quán)重系數(shù)。

4 結(jié) 論

本文對(duì)低壓配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估進(jìn)行探討，介紹了評(píng)估指標(biāo)體系的負(fù)載率、電壓質(zhì)量、運(yùn)行故障、供電可靠性、線損和三相不平衡，并對(duì)德?tīng)柗品?、層次分析法和熵?quán)法三種配電網(wǎng)評(píng)估方法進(jìn)行總結(jié)與分析，提出可以將幾種方法結(jié)合即組合賦權(quán)法來(lái)確定權(quán)重的觀點(diǎn)。未來(lái)，配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估方法還需要繼續(xù)進(jìn)行完善和優(yōu)化。