唐冬來 田軍太 楊俏

摘? ?要：基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析技術(shù)和層次分析法，提出配電網(wǎng)投資決策研究與應(yīng)用，以大數(shù)據(jù)技術(shù)支撐配電網(wǎng)投資決策的精益化管理，充分調(diào)動各項數(shù)據(jù)，實現(xiàn)配網(wǎng)運行和資產(chǎn)數(shù)據(jù)的融合，以支撐電網(wǎng)業(yè)務(wù)活動分析，提升電網(wǎng)企業(yè)配電網(wǎng)投資精準(zhǔn)度。本文首先簡述了配電網(wǎng)投資決策由評價指標(biāo)的選取和投入產(chǎn)出模型的建立兩部分組成，評價指標(biāo)的選取充分反映電網(wǎng)公司管轄的各區(qū)域、各臺區(qū)配電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)，投入產(chǎn)出模型基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析進行客觀評價，并通過歷史數(shù)據(jù)分析，完善投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)計算方法，精確指導(dǎo)投資。其次，介紹了系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用中的關(guān)鍵點，最后，展望系統(tǒng)擴展對電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的支撐，旨在探討基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的配電網(wǎng)投資決策技術(shù)對配電網(wǎng)規(guī)劃支撐提供參考。

關(guān)鍵詞：戶線變關(guān)系自動拓撲識別? 工頻脈沖? 小時電壓分布序列? 精準(zhǔn)校驗

中圖分類號：TU 47? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）04（c）-0166-03

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是國民經(jīng)濟發(fā)展依賴的重要基礎(chǔ)設(shè)施，對電力系統(tǒng)的安全運行和企業(yè)的經(jīng)濟效益的提高都起著至關(guān)重要的作用。配電網(wǎng)的建設(shè)管理水平直接影響著電網(wǎng)的安全運行、經(jīng)濟效益及社會效益。由于制度的不完善和技術(shù)上的限制，一直以來配電網(wǎng)相關(guān)設(shè)備資產(chǎn)或多或少存在不匹配實際用電需求的情況。

“十三五”是中國全面建成小康社會的關(guān)鍵時期，各方聚焦配電網(wǎng)建設(shè)改造，高度重視規(guī)劃龍頭作用，但規(guī)劃編制與實施主體責(zé)任的變化、售電側(cè)改革的加快推進以及分布式電源、多元化負荷的規(guī)?；尤?，將使得配電網(wǎng)規(guī)劃的實施面臨愈加復(fù)雜的問題與挑戰(zhàn)。

在電力消費轉(zhuǎn)型不斷加快的“十三五”時期，國家發(fā)布的多項政策要求配電網(wǎng)要保障分布式電源、電動汽車充換電設(shè)施及其他多元負荷的無障礙接入，而未充分考慮配電網(wǎng)的接納能力，一味滿足大規(guī)模的接入需求將使得配電網(wǎng)建設(shè)改造工程量劇增，不利于整體資源的優(yōu)化配置。此外，分布式電源及多元負荷具有“散而多（分布分散、數(shù)量眾多）、快而變（容量及選址變化頻繁）”的特點，其大規(guī)模接入將給配電網(wǎng)規(guī)劃實施帶來更多挑戰(zhàn)。具體體現(xiàn)在分布式電源項目規(guī)劃裝機容量及選址頻繁變化，且前期工作流程相較電網(wǎng)工程簡單、核準(zhǔn)周期短，配套電網(wǎng)規(guī)劃的實施常常跟不上分布式電源項目的變化節(jié)奏，給規(guī)劃的調(diào)整與實施帶來極大困難。電動汽車的用電需求具有“時空”分布特性，規(guī)劃建設(shè)的充換電設(shè)施在不同時段的使用效率差異極大，配套電網(wǎng)規(guī)劃實施如不綜合考慮需求側(cè)能效管理對充電行為的引導(dǎo)，進而優(yōu)化建設(shè)時序，將可能導(dǎo)致規(guī)劃實施過程中的供用電矛盾加劇或配電網(wǎng)設(shè)備、設(shè)施閑置等問題的出現(xiàn)。

1? 研究背景

目前我國城市配電系統(tǒng)可靠率水平與發(fā)達國家差距較大，而線損率也一直與國際先進水平存在差距，配電網(wǎng)的整體水平有待提高。而配電網(wǎng)整體水平的提高則依賴于配網(wǎng)建設(shè)與管理水平的提高，在配電網(wǎng)方面的投資則是其中重要的一環(huán)。

目前，營銷部門按照用戶、臺區(qū)等管理電量信息，調(diào)度部門按照線路、配變等管理負荷等運行信息，運檢部門按照設(shè)備管理故障、電能質(zhì)量等信息，財務(wù)部門按照資產(chǎn)卡片管理資產(chǎn)購建價值信息，但各種信息之間并未實現(xiàn)有效集成和充分利用。

在配輸電價改革“成本加效益”的監(jiān)管模式下，未來電網(wǎng)投資將受到政府更加嚴(yán)格的監(jiān)管，客觀要求公司強化字串績效、資產(chǎn)風(fēng)險評估，優(yōu)化基建、技改、大修投資策略，實現(xiàn)精準(zhǔn)投資。建設(shè)配網(wǎng)投資決策模型是實現(xiàn)主動投資的先決條件，也是電改強化資產(chǎn)績效管理的需要。

2? 系統(tǒng)概述

建立配電網(wǎng)資產(chǎn)投入產(chǎn)出評價體系，充分調(diào)動各項數(shù)據(jù)，實現(xiàn)配網(wǎng)運行和資產(chǎn)數(shù)據(jù)的融合，以支撐電網(wǎng)業(yè)務(wù)活動分析，并貫通價值流、業(yè)務(wù)流、能量流，打通資產(chǎn)全壽命、能量全過程的數(shù)據(jù)鏈路。并可在此基礎(chǔ)上客觀量化評價各配電網(wǎng)投資的必要性、合理性，對投資能夠帶來的收益有一個合理預(yù)估，實現(xiàn)配電網(wǎng)設(shè)備的精準(zhǔn)投資，提高電網(wǎng)投資的效益。

2.1 評價指標(biāo)的選取

在配電網(wǎng)投入產(chǎn)出評價體系中，評價指標(biāo)分為投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)，其選取必須充分反映電網(wǎng)公司管轄的各區(qū)域、各臺區(qū)配電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)，且同體系內(nèi)各具體指標(biāo)的方向應(yīng)一致，彼此間不可相互沖突。同時，需要為去除由經(jīng)濟發(fā)展水平、電網(wǎng)規(guī)模、預(yù)期收益、用電總量等因素造成的差異，應(yīng)以成本投入為例，按照不同區(qū)域的負荷情況進行比例化，在選取評價指標(biāo)時通常擇和設(shè)計比率性指標(biāo)，使得各指標(biāo)在橫向比較上具有相同的比較基礎(chǔ)。最后，指標(biāo)體系不應(yīng)遺漏任一重要指標(biāo)，需要能全面、系統(tǒng)地再現(xiàn)和反映客體的發(fā)展和管理目標(biāo)。體系內(nèi)的各條指標(biāo)又必須是彼此獨立且不重疊的，選擇的指標(biāo)如圖1所示。

2.2 投入產(chǎn)出軟件設(shè)計

采用基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis， DEA）的投入產(chǎn)出模型在評價指標(biāo)的選取上相對自由，并非拘于價值一點，而投入產(chǎn)出表均基于價值流動。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析采用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，以相對效率概念為基礎(chǔ)，利用觀察到的數(shù)據(jù)樣本資料，把每一個被評價單位作為一個決策單元（Decision Making Units，DMU），再由眾多DMU構(gòu)成被評價群體，通過對投入和產(chǎn)出比率的綜合分析，以DMU的各個投入和產(chǎn)出指標(biāo)的權(quán)重為變量進行評價運算，確定有效生產(chǎn)前沿面，并根據(jù)各DMU與有效生產(chǎn)前沿面的距離狀況，確定各DMU是否DEA有效，同時還可用投影方法指出非DEA有效或弱DEA有效的原因及應(yīng)改進的方向和程度，從而得到最佳的配電網(wǎng)投資決策模型，投入產(chǎn)出軟件架構(gòu)如圖2所示。

DEA部分則僅根據(jù)知識庫的邏輯，根據(jù)輸入的各個數(shù)據(jù)計算得到結(jié)果并將其輸出，不承擔(dān)除算法之外的工作。

綜合分析部分則是整套系統(tǒng)的中心部分，承擔(dān)了所有的數(shù)據(jù)邏輯和后臺交互。其將可視化展示、管理界面與數(shù)據(jù)庫、算法連接起來，構(gòu)成有機整體;同時保證各模塊的獨立性和純凈性，避免功能修改導(dǎo)致各部分均有大量變動。

綜合分析部分由數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)預(yù)處理、結(jié)論生成和控制單元等部分構(gòu)成。數(shù)據(jù)訪問承擔(dān)從數(shù)據(jù)庫中取得所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和知識數(shù)據(jù)的功能，為DEA提供輸入數(shù)據(jù)，同時也為結(jié)論生成提供邏輯和自然語言表達相關(guān)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)預(yù)處理則接受從數(shù)據(jù)訪問部分傳遞的原始數(shù)據(jù)，并將其分解為數(shù)據(jù)和邏輯兩部分，同時承擔(dān)根據(jù)邏輯將非量化數(shù)據(jù)進行量化的工作。結(jié)論生成則根據(jù)知識庫中提供的邏輯和自然語言模板，將DEA計算得到的結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為自然語言，作為可視化展示的基礎(chǔ)之一。而控制單元則起到連接各部分功能的作用。綜合分析部分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。

可視化展示部分則負責(zé)將DEA計算的結(jié)果和綜合分析部分得到的結(jié)論進行可視化展示，同時承擔(dān)前臺交互工作，使整個系統(tǒng)對用戶友好。可視化展示部分可與數(shù)據(jù)庫管理部分實現(xiàn)有機結(jié)合甚至部分整合，但應(yīng)做好權(quán)限管理工作，防止對數(shù)據(jù)庫的惡意操作。

3? 系統(tǒng)研究關(guān)鍵點

3.1 基于人工智能的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析配網(wǎng)投資決策分析，動態(tài)修訂指標(biāo)屬性

在評價指標(biāo)的選取之上，雖然已有相關(guān)研究作為基礎(chǔ)，但并不一定完全滿足項目所需，需要采用人工智能技術(shù)進行不斷地修改和驗證。通過數(shù)據(jù)包絡(luò)分析不僅在于客觀驗證其有效性，也結(jié)合相關(guān)的政策、專家?guī)斓囊庖姾徒ㄗh，相關(guān)聯(lián)的相關(guān)聯(lián)系已有數(shù)據(jù)的實際，將指標(biāo)修改到既符合使用需求，又保證功能有效，且不偏離系統(tǒng)實際。

3.2 基于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析配電網(wǎng)投資決策模型，提供配電網(wǎng)投資決策準(zhǔn)確率

DEA模型的建立，精準(zhǔn)而健壯性好的算法是保證整個系統(tǒng)有效性的核心。建模過程中應(yīng)對建立的DEA模型進行多次驗證、修改和優(yōu)化，保證其實際應(yīng)用中能起到正確的指導(dǎo)作用。同時作為DEA模型的邏輯基礎(chǔ)的知識庫，也應(yīng)保證其靈活性，實現(xiàn)需求變更時無需更新程序，降低后續(xù)維護成本，保證系統(tǒng)的可操作、可修改性。

綜合考慮上述問題，選擇合理的評價指標(biāo)和配電網(wǎng)投資決策模型，能實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的分析判斷，解決投資決策準(zhǔn)確率較低薄弱環(huán)節(jié)。

4? 系統(tǒng)應(yīng)用展望

基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的配電網(wǎng)投資決策模型，填補了指導(dǎo)配電網(wǎng)投資精準(zhǔn)投資系統(tǒng)的空白，實現(xiàn)配網(wǎng)運行和資產(chǎn)數(shù)據(jù)的融合，以支撐電網(wǎng)業(yè)務(wù)活動分析，并貫通價值流、業(yè)務(wù)流、能量流，打通資產(chǎn)全壽命、能量全過程的數(shù)據(jù)鏈路。并可在此基礎(chǔ)上客觀量化評價各臺區(qū)投資的必要性、合理性，對投資能夠帶來的收益有一個合理預(yù)估，實現(xiàn)配電網(wǎng)設(shè)備的精準(zhǔn)投資，提高電網(wǎng)投資的效益。

5? 結(jié)語

基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的配電網(wǎng)投資決策模型是落實供電企業(yè)精益化管理的重要舉措，是配電網(wǎng)投資模式從被動向主動轉(zhuǎn)變的重要創(chuàng)新。配電網(wǎng)投資決策模型需根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展、配電網(wǎng)架特性不斷完善，結(jié)合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)變工作方式，優(yōu)化管理流程，達到提高工作效率的目的，進一步加強智能化對配電網(wǎng)投資決策的支撐。

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