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中国电力设备管理协会

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智能电网规划评价指标体系的构建及分析

作者:   发布时间:2020-04-17

【摘 要】:    以智能化基础建设指标和绩效指标作为评价指标,通过层次分析法确定指标权重,构建一套智能电网规划评价指标体系;通过对智能电网规划评价指标体系的实践应用,分析得到该体系对智能电网建设具有较高的合理性和实用性。

【关键词】:智能电网;评价规划;指标;层次分析法 

       智能电网规划评价指标体系的构建是实现电网分析研究工作现代化的关键部分,构建一套合理的、完整的智能电网规划评价指标体系可有效提高整个规划评价工作的质量和效率,并提高预知电网发展趋势的准确性,所以,智能电网规划评价指标体构建的智能性和科学性直接影响着整个规划工作的最终成效。科学的指标评价体系可使智能电网规划评价工作的目标性更强,从而推动智能电网规划评价工作高效准确的开展下去[1]。

1 智能电网规划评价指标体系的构建

       智能电网规划评价指标体系主要是通过一些硬件基础搭配一些技术手段所构建成的,以通信系统、主战系统、智能终端系统三部分组成智能化基础建设指标,并作为研究电网建设内容的重要部分,而将智能电网建设后所到来的社会效益与经济效益作为整个体系的绩效评估指标,并且运用层次分析法确定该指标权重(图1)[2]。

 

图1 智能电网规划评价指标体系

 

1.1智能化基础建设指标

       智能化基础建设指标由通信系统规划评价指标、主站系统规划评价指标、智能终端/子站规划评价指标所组成。

       通信系统规划评价指标:通信系统是实现电网规划评价工作智能化的重要技术手段,也是智能电网规划评价指标体系最基础的指标[3]。通信系统的主要作用是通过通讯网络使工作人员对电力系统进行实时操控和信息传递,但是通讯系统具有星形、环形等特有的结构特点,并且电网的通讯网络也具有节点分布范围广的特点,从保证智能电网规划评价指标体系的整体效果角度出发,要对通讯系统的多方面进行指标评价:一致性,通讯设备统一遵循国际相关标准;安全性,通过加密的技术手段保护通讯讯息的安全;高效性,通过宽带、光纤等高速率通讯方式保证通讯传输速率;可靠性,对通讯设备装有备用设备保证通讯系统始终处于运行状态。

       主站系统规划评价指标:主站系统是体现电网智能水平的重要系统,也是整个智能电网的中枢系统。在设置主站系统规划评价指标时要从系统的结构与功能角度出发,主要评价指标:系统功能性。主站系统功能的规划要求全面,除了要具备数据采集、远程遥控等基础功能外,还要具有智能监控、系统自动优化、智能预警等系统智能化的功能;系统高效性。主站形态的硬件设备与软件技术要求具有高效率的计算速度和交换速度;系统可靠性。运用网络安全技术手段保护节点信息安全,防止黑客攻击入侵。

       智能终端系统规划评价指标:智能终端系统根据设备配置情况进行评价,智能终端系统规划评价指标设置原则如下:一致性。智能电网的终端接口要求标准化、系列化,所有的通讯接口、数据接口等设备要求一致,方便系统协调工作;智能性。安装智能电表等智能终端设备;经济性。对智能电网建设的投资进行可行性分析;设备利用率。要充分利用现有设备的功能,减少一次设备的改造要求,节约智能电网建设的投资成本。

1.2 绩效评估指标

       绩效评估指标是智能电网规划评价指标的核心,是衡量智能电网规划社会效益和经济效益的重要指标[4]。以电网性能评价指标、经济效益评价指标、社会效益评价指标三部分作为智能电网规划评价体系的绩效评估指标。

       电网性能评价指标。以提高电能质量为规划目标,可用公式计算:

       式中K表示规范方案内电能质量提高率;n1表示平均电能质量不合格数量;n2表示平均电能质量合格数量;n0表示电能总数量。

       经济效益评价指标。以减少维修成本为规划目标,可用公式计算:TC=(A0+A1)×C×T,式中TC代表维修成本较少率;A0代表用于维修的固定资金(元);A1代表维修所用的资金(元);C代表传统电网维修成本占比率;T代表智能电网维修占比率。

       社会效益评价指标。智能电网的应用带来的最大社会效益就是停电损失的减少,其计算公式:S=ρETi,式中S代表停电损失的减少率;ρ代表停电后用户产生的经济损失(元);E代表用电总量;Ti代表停电时间。 

1.3 指标权重的确定

       智能电网规划评价指标确定后,需要运用层次分析法确定指标的权重。层次分析法是对智能电网同一属性的指标通过两两对比的方式,判断出智能电网规划工作各个指标的相对重要性,然后根据实际情况以及智能电网建设的规划目标对指标进行指标权重设置[5]。通过科学的分析方法确定智能电网规划评价指标权重,保证了智能电网规划评价指标体系的可行性和有效性。

2 智能电网规划评价指标体系的分析

       为了验证智能电网规划评价指标体系有效性和可行性,将该体系应用于某市的电网智能化规划工作中,该市的电网总体水平较高,对供电可靠性要求较高,并且网架结构也适用于智能电网规划评价指标体系。

2.1 背景分析描述

       该市应用智能电网规划评价指标体系具体要求如下:以“主站系统+终端系统”双层系统架构组成智能电网建设的通信系统的整体框架,通讯方式采用光纤技术来保证系统的高效性,通讯网络结构采用环形网络结构来保证系统的可靠性;主站系统的设计采用自动化配电系统实现系统的功能性,运用客户信息CIS系统实现系统的可靠性,除此之外还结合地理信息GIS系统、配电管理系统等技术手段完成主站系统的设置,另外硬件设备规定统一的标准化通用配置;智能终端系统选择一致的接口设备;运用层次分析法确定该市智能电网的指标权重;运用公式计算出该市的绩效评估指标。该市智能电网规划评价指标评估结果如表1所示。

 

 

2.2 分析结果

       该市的智能电网规划评价工作中多数指标都超过了0.70以上,并且指标的总体得分达到了0.88,具体分析结果如下:智能化基础建设指标评分平均分达到了0.75,极大的满足了一致性、智能性、可靠性、系统功能性、系统高效性等要求,并且在保证电网智能化的同时也降低了投资成本,实现了系统的经济性要求;绩效评估指标的最高评分已经达到0.87,最低的评分是电网性能评分。在保证电能质量的同时,产生了极大的社会效益和经济效益。

       经过实例分析,验证了本文提出的智能电网规划评价指标体系实用性和合理性,是实现电网智能化规划的有利手段,对电网的规划建设具有重要意义。

参考文献

[1]李博,高志远.人工智能技术在智能电网中的应用分析和展望[J].中国电力,2017,50(12):136-140.

[2]刘亚红,高云霞.关于电网规划与电力设计对电网安全影响探讨[J].中国新通信,2019,21(01):153.

[3]刘兴元.分析电网规划与电力设计对电网安全的影响[J].时代农机,2018,45(12):122.

[4]彭宗旭,王超.在电网规划与电力设计中对电网安全的考虑分析[J].通信电源技术,2018,3509):213-214.

[5]郝志刚.关于电网规划与电力设计对电网安全的考虑探讨[J].电气技术与经济,2018(04):48-50.

(此专文摘自《电力设备管理》杂志文库,专文主创:锡林郭勒盟电力勘察设计院有限公司  宫云鹏  北京博超时代软件有限公司  李宏艳  国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院  于会凤)