金翼，陳壘，朱明嘉，劉洪，韓俊，劉陽(yáng)

（1.河南濟(jì)源供電公司，濟(jì)源 454650；2．智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（天津大學(xué)），天津 300072）

考慮階梯投資的配電網(wǎng)建設(shè)改造策略優(yōu)選

金翼1，陳壘1，朱明嘉1，劉洪2，韓俊2，劉陽(yáng)2

（1.河南濟(jì)源供電公司，濟(jì)源 454650；2．智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（天津大學(xué)），天津 300072）

為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)投資效益的最大化，提出了一種考慮階梯投資的配電網(wǎng)建設(shè)改造策略優(yōu)選方法。首先，針對(duì)110（35）kV變電站和10 kV線路存在問(wèn)題的嚴(yán)重程度，采用德?tīng)柗茖＜乙庖?jiàn)法與反熵權(quán)法綜合的主客觀集成賦權(quán)法確定其權(quán)重，并提出建設(shè)改造迫切度等級(jí)和優(yōu)先級(jí)的概念及相應(yīng)的計(jì)算方法；其次，根據(jù)迫切度等級(jí)的不同制定建設(shè)改造的組合方案，形成高、中、低投資三套建設(shè)改造方案及相應(yīng)的階梯投資區(qū)間；最后，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)某城市配電網(wǎng)建設(shè)改造方案的實(shí)例分析，驗(yàn)證本文方法的合理性和有效性，相關(guān)結(jié)論將對(duì)配電網(wǎng)在不同投資區(qū)間下建設(shè)改造方案的實(shí)施提供科學(xué)的指導(dǎo)意義。

配電網(wǎng)；建設(shè)改造；迫切度；優(yōu)先級(jí)；投資區(qū)間

配電網(wǎng)作為聯(lián)系終端用戶與發(fā)、輸電系統(tǒng)的紐帶，是保證用戶安全可靠用電的重要環(huán)節(jié)。近幾年隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用戶對(duì)安全可靠供電的要求越來(lái)越高，配電網(wǎng)存在的問(wèn)題及薄弱環(huán)節(jié)日益顯現(xiàn)，嚴(yán)重制約了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為此，供電企業(yè)及地方政府相關(guān)部門加大了對(duì)配電網(wǎng)建設(shè)改造的投資力度，這給配電網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)了契機(jī)，同時(shí)也面臨著許多挑戰(zhàn)，如：1）針對(duì)規(guī)模和數(shù)量龐大的配電網(wǎng)建設(shè)改造工程應(yīng)如何進(jìn)行合理的歸類和排序；2）面對(duì)不同級(jí)別的建設(shè)改造資金的投入，如何制定科學(xué)的策略來(lái)提升配網(wǎng)資金的使用效率等。

目前，有關(guān)配電網(wǎng)建設(shè)改造工程方面的研究主要是以配電網(wǎng)建設(shè)改造技術(shù)原則為指導(dǎo)，以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、提高系統(tǒng)供電能力和供電質(zhì)量、節(jié)能降損為主要目的。如，文獻(xiàn)[1]提出了配電系統(tǒng)自動(dòng)化在配電網(wǎng)建設(shè)改造方面所起的作用；文獻(xiàn)[2]結(jié)合雙鴨山市地區(qū)的實(shí)際情況，提出了10 kV配電網(wǎng)的具體建設(shè)改造方案；文獻(xiàn)[3]描述了上海中心城區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)改造過(guò)程中遇到的困難及取得的成果。另外對(duì)于配電網(wǎng)建設(shè)改造經(jīng)濟(jì)性方面的研究，主要以項(xiàng)目費(fèi)用計(jì)算及投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為主，并沒(méi)有涉及到項(xiàng)目組合方案的不同對(duì)于投資的影響。如文獻(xiàn)[4]提出了配電網(wǎng)建設(shè)改造的壽命周期費(fèi)用、價(jià)值工程的概念及相應(yīng)的計(jì)算方法；文獻(xiàn)[5]采用了模糊與灰色相結(jié)合的方式提出了配電網(wǎng)建設(shè)改造項(xiàng)目的投資風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及評(píng)價(jià)方法；文獻(xiàn)[6]利用層次分析法構(gòu)建了配電網(wǎng)建設(shè)改造工程的評(píng)價(jià)體系。

本文在分析當(dāng)前配電網(wǎng)在建設(shè)改造方面所取得的一些研究成果、不足及所面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，提出了基于階梯投資的配電網(wǎng)建設(shè)改造策略，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)建設(shè)改造工程項(xiàng)目的優(yōu)選排序，制定合理的高、中、低三套建設(shè)改造方案及各自投資區(qū)間值，保證了建設(shè)改造方案高效、合理、有序的實(shí)施，使得有限的配電網(wǎng)建設(shè)改造投資能發(fā)揮其最大的效益。

1 配電網(wǎng)建設(shè)改造迫切度等級(jí)的定義及計(jì)算

1.1 高、中壓配電網(wǎng)主要問(wèn)題類型的歸納與總結(jié)

本文從110（35）kV變電站和10 kV中壓線路這兩個(gè)層級(jí)來(lái)歸納和總結(jié)現(xiàn)狀高、中壓配電網(wǎng)主要存在的問(wèn)題類型。

110（35 ）kV變電站作為中壓配電網(wǎng)的電源點(diǎn)，保證較高的供電可靠性對(duì)中低壓配電網(wǎng)及用戶的安全可靠供電有著重要的意義。因此，本文在分析現(xiàn)狀變電站存在的問(wèn)題時(shí)，主要從是否滿足主變N-1校驗(yàn)這個(gè)體現(xiàn)供電可靠性的角度去考慮，主要問(wèn)題類型有四類：①不滿足N-1校驗(yàn)；②存在單主變變電站；③倉(cāng)位利用率已經(jīng)飽和；④變電站重載。

10 kV線路與電力用戶的聯(lián)系最為緊密，且規(guī)模和數(shù)量相對(duì)于高壓配電網(wǎng)來(lái)說(shuō)很龐大，從用戶、電力企業(yè)及社會(huì)的整體利益出發(fā)，中壓配電網(wǎng)的建設(shè)在保證用戶安全可靠供電的基礎(chǔ)上，還應(yīng)體現(xiàn)出較高的供電合理性和經(jīng)濟(jì)性水平。因此，本文在分析10 kV線路存在的問(wèn)題時(shí)，主要考慮如下五類問(wèn)題類型：①線路不滿足N-1校驗(yàn)；②線路分段數(shù)不合理；③線路供電距離不合理；④線路裝接配變?nèi)萘坎缓侠?；⑤線路負(fù)載過(guò)重。

1.2 建設(shè)改造迫切度等級(jí)及優(yōu)先級(jí)的概念

本文以110（35）kV變電站和10 kV線路兩個(gè)層級(jí)為基本立足點(diǎn)，定義各自的主要問(wèn)題類型及建設(shè)改造迫切度等級(jí)和優(yōu)先級(jí)的概念。

建設(shè)改造迫切度等級(jí)是結(jié)合110（35）kV變電站或10 kV線路問(wèn)題類別及嚴(yán)重程度來(lái)定義的，本文定義的迫切度等級(jí)分為1～5級(jí)，迫切度等級(jí)越靠前表示變電站或線路各自存在的問(wèn)題類別越多、性質(zhì)越嚴(yán)重。例如，當(dāng)迫切度等級(jí)為1級(jí)時(shí)表示該類變電站或10 kV線路存在的問(wèn)題最嚴(yán)重。

建設(shè)改造優(yōu)先級(jí)是指該類建設(shè)和改造項(xiàng)目實(shí)施的必要性和緊急程度，本文定義的迫切度優(yōu)先級(jí)為順序優(yōu)選型，即建設(shè)改造迫切度等級(jí)越靠前的問(wèn)題變電站或者10 kV線路享有優(yōu)先的實(shí)施建設(shè)和改造權(quán)利。110（35）kV變電站作為中低壓配電網(wǎng)的電源點(diǎn)，其整體的建設(shè)改造迫切度優(yōu)先級(jí)應(yīng)高于10 kV線路。

1.3 配電網(wǎng)建設(shè)改造迫切度等級(jí)的計(jì)算

1.3.1 配電網(wǎng)問(wèn)題嚴(yán)重度的定義

設(shè)某地區(qū)110（35）kV變電站或10 kV線路的數(shù)量為n，將其編號(hào)為1，2，…，n，共存在的問(wèn)題有m類，編號(hào)為Z1，Z2，…，Zm。當(dāng)為高壓變電站時(shí)，m=4，Z1，Z2，Z3，Z4分別代表不滿足N-1校驗(yàn)、單主變變電站、間隔利用率已經(jīng)飽和、變電站重載等問(wèn)題；當(dāng)為中壓線路時(shí)，m=5，Z1，Z2，Z3，Z4，Z5分別代表不滿足N-1校驗(yàn)、分段數(shù)不合理、供電距離不合理、裝接配變?nèi)萘坎缓侠?、線路重載等問(wèn)題。

對(duì)于第j號(hào)變電站或線路來(lái)說(shuō)，都有一個(gè)反映其問(wèn)題嚴(yán)重程度的值Sj，計(jì)算公式如下：

式中：Sj的取值范圍為（0，1]，代表第j號(hào)變電站或線路的問(wèn)題嚴(yán)重程度，取值為1時(shí)表示該變電站或線路的問(wèn)題最嚴(yán)重；Wi代表第j號(hào)變電站或線路的第Zi類問(wèn)題存在與否，Wi為Y時(shí)代表該類問(wèn)題存在，值取1，否則該類問(wèn)題不存在，值取0；ai代表第Zi類問(wèn)題的權(quán)重，且a1+a2+…+am=1，本次研究結(jié)合所在地區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展的實(shí)際水平，采用綜合主、客觀權(quán)重信息的組合賦權(quán)方法來(lái)確定變電站或線路存在的各類問(wèn)題重要性程度的權(quán)重。

1.3.2 指標(biāo)權(quán)重確定

在配電網(wǎng)問(wèn)題嚴(yán)重度的研究中，指標(biāo)權(quán)重的分配至關(guān)重要，它反映了各指標(biāo)對(duì)配電網(wǎng)問(wèn)題嚴(yán)重度的影響程度，權(quán)重的賦值合理與否，對(duì)結(jié)果的科學(xué)合理性起著至關(guān)重要的作用。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定方法有數(shù)十種之多，根據(jù)計(jì)算權(quán)重時(shí)原始數(shù)據(jù)來(lái)源以及計(jì)算過(guò)程的不同，這些方法大致可分為3大類：一類為主觀賦權(quán)法，一類為客觀賦權(quán)法，一類為主客觀綜合集成賦權(quán)法。

主觀賦權(quán)法采取定性的方法，由專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行主觀判斷得到權(quán)重，然后再對(duì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估，主要方法包括層次分析法、專家調(diào)查法（Delphi法）[7]和特征向量法等，文獻(xiàn)[8-9]中就提出了基于區(qū)間層次分析法的城網(wǎng)規(guī)劃綜合評(píng)判決策方法，改進(jìn)了區(qū)間判斷矩陣的權(quán)重求解算法，并對(duì)該種算法進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。主觀賦權(quán)法的缺點(diǎn)在于其方法的主觀性太強(qiáng)，易受人為因素影響，且缺乏理論性支撐。

客觀賦權(quán)評(píng)估法根據(jù)歷史數(shù)據(jù)研究指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系或指標(biāo)與評(píng)估結(jié)果的關(guān)系來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)估，主要方法包括熵權(quán)法、主成分分析法和均方差法等。文獻(xiàn)[10-11]分別利用熵權(quán)系數(shù)法及反熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，并對(duì)電能質(zhì)量及智能電網(wǎng)進(jìn)行了評(píng)價(jià)?？陀^賦權(quán)法的原始數(shù)據(jù)來(lái)源于評(píng)價(jià)矩陣的實(shí)際數(shù)據(jù)，權(quán)重客觀性強(qiáng)，但沒(méi)有考慮到?jīng)Q策者的主觀意愿且計(jì)算方法大都比較繁瑣，得出的結(jié)果可能與各屬性的實(shí)際重要程度相悖，難以給出明確的解釋。

針對(duì)主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法的優(yōu)缺點(diǎn)，一些文獻(xiàn)中陸續(xù)對(duì)綜合主、客觀權(quán)重信息的集成賦權(quán)方法進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)[12]研究了基于G1法和序列綜合法相結(jié)合的組合賦權(quán)法；文獻(xiàn)[13]將熵權(quán)法與AHP法相結(jié)合對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)；文獻(xiàn)[14]提出了基于矩估計(jì)理論的主、客觀權(quán)重最優(yōu)組合模型，通過(guò)求解模型的最優(yōu)解以確定指標(biāo)的最優(yōu)組合權(quán)重，再結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度，對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1.3.3 配電網(wǎng)問(wèn)題嚴(yán)重度指標(biāo)權(quán)重的確定方法

為了彌補(bǔ)主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法各自的不足，本次研究中針對(duì)配電網(wǎng)問(wèn)題嚴(yán)重度計(jì)算，采用綜合主、客觀權(quán)重信息的最優(yōu)組合賦權(quán)方法來(lái)確定變電站或線路存在的各類問(wèn)題重要性程度的權(quán)重。

該方法的主要思路為：首先采用德?tīng)柗茖＜乙庖?jiàn)法[6]來(lái)確定指標(biāo)的主觀權(quán)重，然后采用反熵權(quán)法[10]來(lái)確定指標(biāo)的客觀權(quán)重，最后根據(jù)矩估計(jì)理論確定主、客觀權(quán)重的相對(duì)重要系數(shù)[14]，將兩者進(jìn)行線性組合來(lái)獲得指標(biāo)的最終權(quán)重。這樣既充分利用了專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，又充分利用了原始數(shù)據(jù)的客觀信息，使得評(píng)價(jià)結(jié)果客觀、合理。

（1）主觀權(quán)重的計(jì)算

已知評(píng)價(jià)問(wèn)題有n個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象，m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，指標(biāo)值為xij（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n），評(píng)價(jià)矩陣為X=（xij）m×n。根據(jù)某地區(qū)110（35）kV變電站或10 kV線路存在的問(wèn)題確定評(píng)價(jià)指標(biāo)集Z= {Z1，Z2，…，Zm}。當(dāng)為高壓變電站時(shí)，m=4；當(dāng)為中壓線路時(shí)，m=5。設(shè)bi和ci分別代表第Zi類問(wèn)題的主觀權(quán)重和客觀權(quán)重，則b1+b2+…+bm=1，c1+ c2+…+cm=1。

利用德?tīng)柗茖＜乙庖?jiàn)法，通過(guò)“專家意見(jiàn)形成—統(tǒng)計(jì)反饋—意見(jiàn)調(diào)整”這樣一個(gè)多次與專家交互的循環(huán)過(guò)程，使分散的意見(jiàn)逐次收斂在協(xié)調(diào)一致的結(jié)果上，可以確定主觀權(quán)重bi，因?yàn)榉椒ㄝ^為簡(jiǎn)單，在此不作詳細(xì)敘述。

（2）基于反熵權(quán)法的客觀權(quán)重的計(jì)算

客觀權(quán)重ci采用反熵權(quán)法進(jìn)行確定，熵源于系統(tǒng)熱力學(xué)，后被引入信息論，可表征系統(tǒng)的無(wú)序程度。當(dāng)系統(tǒng)可能處于n種不同狀態(tài)時(shí)，每種狀態(tài)出現(xiàn)的概率為pj（j=1，2，…，n），基于概率值pj定義系統(tǒng)熵為

根據(jù)評(píng)價(jià)矩陣X確定各指標(biāo)的反熵為

式中ci即為所求的客觀權(quán)重。

（3）綜合主、客觀權(quán)重的最優(yōu)賦權(quán)法

根據(jù)德?tīng)柗茖＜乙庖?jiàn)法，最終確定各指標(biāo)主觀權(quán)重集合B={bi|1≤i≤m}；根據(jù)反熵權(quán)法，最終確定各指標(biāo)的客觀權(quán)重集合C={ci|1≤i≤m}。根據(jù)指標(biāo)的不同，主客觀權(quán)重的相對(duì)重要程度也有所不同，設(shè)主觀權(quán)重與客觀權(quán)重的相對(duì)重要程度分別表示為α和β，結(jié)合矩估計(jì)理論的基本思想，最終可計(jì)算出每個(gè)指標(biāo)Zi（1≤i≤m）的主觀和客觀權(quán)重的重要系數(shù)αi和βi分別為

利用已得的主觀權(quán)重集合、客觀權(quán)重集合以及主客觀權(quán)重的重要系數(shù)，最終可計(jì)算出最優(yōu)賦權(quán)法的權(quán)重：

式中，αi即為綜合了主、客觀信息所確定的組合權(quán)重。

1.3.4 配電網(wǎng)建設(shè)改造迫切度等級(jí)的計(jì)算

根據(jù)式（1）～式（7）計(jì)算變電站或線路問(wèn)題嚴(yán)重程度值，并按該值從大到小的順序?qū)υ摰貐^(qū)110 （35）kV變電站或10 kV線路進(jìn)行排序。排序后的信息可用n行2列的矩陣Gn×2來(lái)存貯，其定義如下所示：

其中：gk1為該地區(qū)110（35）kV變電站或10 kV線路中，問(wèn)題嚴(yán)重程度值大小排在第k位的變電站或線路的編號(hào)；gk2為對(duì)應(yīng)于該編號(hào)的變電站或線路的問(wèn)題嚴(yán)重程度值。

若該地區(qū)變電站或線路的迫切度等級(jí)定義為t級(jí)，則第j號(hào)變電站或線路的迫切度等級(jí)Pj的量化表達(dá)式如下：

式中：g12為該地區(qū)110（35）kV變電站或10 kV線路問(wèn)題嚴(yán)重程度的最大值；gn2為變電站或線路問(wèn)題嚴(yán)重程度的最小值。

結(jié)合式（1）、（9）、（10），針對(duì)110（35）kV變電站和10 kV線路所出現(xiàn)的不同問(wèn)題的嚴(yán)重程度，分別給出了該地區(qū)變電站和線路的建設(shè)改造迫切度等級(jí)區(qū)間的一般形式，詳細(xì)結(jié)果如表1和表2所示。

2 基于階梯投資策略的配電網(wǎng)建設(shè)改造方案

由于配電網(wǎng)建設(shè)改造的效果最終還是需要落實(shí)在資金的投入上，因此，確保資金的合理安排及有效利用也是配電網(wǎng)建設(shè)改造過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文在對(duì)地區(qū)配電網(wǎng)110（35）kV變電站和10kV線路建設(shè)改造迫切度等級(jí)及建設(shè)改造方案分析的基礎(chǔ)上，提出了基于不同建設(shè)改造方案下的階梯投資策略。

2.1 配電網(wǎng)建設(shè)改造組合方案的制定

根據(jù)110（35）kV變電站和10 kV線路建設(shè)改造迫切度等級(jí)的不同，可將整個(gè)地區(qū)的配電網(wǎng)建設(shè)改造方案分為3類，即為組合方案1～組合方案3，詳細(xì)結(jié)果如圖1所示。

從上圖可以看出：

（1）組合方案1即為問(wèn)題最嚴(yán)重且實(shí)施建設(shè)改造優(yōu)先級(jí)最高的一類建設(shè)改造方案集合。

表1 地區(qū)配電網(wǎng)110（35）kV變電站主要問(wèn)題歸類及建設(shè)改造迫切度等級(jí)區(qū)間Tab.1Classified main problems of 110（35）kV substations from local distribution network and grade range of construction and transformation urgent degrees

表2 地區(qū)配電網(wǎng)10 kV線路主要問(wèn)題歸類及建設(shè)改造迫切度等級(jí)區(qū)間Tab.2Classified main problems of 10 kV lines from local distribution network and grade range of construction and transformation urgent degrees

圖1 配電網(wǎng)建設(shè)改造組合方案的制定Fig.1Combined scheme of construction and retrofit to distribution network

（2）組合方案2即為問(wèn)題較為嚴(yán)重且實(shí)施建設(shè)改造優(yōu)先級(jí)較高的一類建設(shè)改造方案集合。

（3）組合方案3即為問(wèn)題嚴(yán)重程度一般，且實(shí)施建設(shè)改造優(yōu)先級(jí)較低的建設(shè)改造方案集合。

本次研究將迫切度等級(jí)為1級(jí)、2級(jí)的變電站集合和迫切度等級(jí)為1級(jí)的線路集合并歸為組合方案1，將迫切度等級(jí)為3級(jí)的變電站集合和迫切度等級(jí)為2級(jí)、3級(jí)的線路集合并歸為組合方案2，將迫切度等級(jí)為4級(jí)的變電站集合和迫切度等級(jí)為4級(jí)、5級(jí)的線路集合并歸為組合方案3。

2.2 不同建設(shè)改造組合方案下階梯投資區(qū)間估算

本文在配電網(wǎng)建設(shè)改造組合方案1～3確定的基礎(chǔ)上，提出了高、中、低三種建設(shè)改造投資方案，最終形成了地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)改造方案的階梯投資區(qū)間，使得有限的配電網(wǎng)建設(shè)改造投資能發(fā)揮其最大的效益。詳細(xì)估算方法如式（10）～（12）所示：

式中：C1，C2，C3分別表示組合方案1～3；Ω（）表示組合方案的工程量統(tǒng)計(jì)函數(shù)向量，規(guī)模為1行n列；T為對(duì)應(yīng)工程的單位工程量造價(jià)向量（單位，萬(wàn)元），規(guī)模為n行1列；sum1、sum2、sum3分別代表低、中、高三種方案下階梯投資區(qū)間的臨界值。

設(shè)某地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)改造資金投入為M萬(wàn)元，結(jié)合階梯投資區(qū)間的估算結(jié)果，可以得出如下分析結(jié)論：

（1）當(dāng)M∈[0，sum1]的區(qū)間時(shí)，建議采用低投資方案，重點(diǎn)解決組合方案1中變電站和線路存在的問(wèn)題；

（2）當(dāng)M∈[sum1，sum2]的區(qū)間時(shí)，建議采用中投資方案，重點(diǎn)解決組合方案1和組合方案2中變電站和線路存在的問(wèn)題；

（3）當(dāng)M∈[sum2，sum3]的區(qū)間時(shí)，建議采用高投資方案，重點(diǎn)解決組合方案1～3中變電站和線路存在的問(wèn)題。

3 實(shí)際案例分析

本文以我國(guó)中部某城市的部分工業(yè)旅游區(qū)為典型區(qū)展開(kāi)實(shí)際案例分析，以驗(yàn)證本文方法的合理性和有效性。

3.1 典型區(qū)配電網(wǎng)基本規(guī)模分析

該類地區(qū)共有4座110 kV變電站，分別為龍?zhí)墩?、堽頭站、銀河站和克井站；3座35 kV變電站，分別為原昌站、坡頭站和軹城站；區(qū)塊內(nèi)共有28條10 kV主干線路。

3.2 配電網(wǎng)現(xiàn)狀問(wèn)題分析及迫切度等級(jí)確定

（1）110（35）kV變電站迫切度等級(jí)確定

該地區(qū)7座變電站中存在問(wèn)題的變電站有3座，其中，建設(shè)改造迫切度等級(jí)為2級(jí)的變電站為坡頭站；迫切度等級(jí)為3級(jí)的變電站為軹城站；迫切度等級(jí)為4級(jí)的變電站為銀河站。

（2）10 kV主干線路的迫切度等級(jí)的確定

該地區(qū)28條10 kV主干線路均不同程度地存在各類問(wèn)題，其中，建設(shè)改造迫切度等級(jí)為1級(jí)的線路有1條；迫切度等級(jí)為2級(jí)的線路有4條；迫切度等級(jí)為4級(jí)的線路有10條；迫切度等級(jí)為5級(jí)的線路有13條。

3.3 組合方案的確定及建設(shè)改造工程量的統(tǒng)計(jì)

結(jié)合變電站和線路建設(shè)改造迫切度等級(jí)，該地區(qū)110（35）kV變電站和10 kV線路的建設(shè)改造組合方案共有3類，形成了組合方案1、組合方案2和組合方案3，詳細(xì)情況如表3所示。

表3 典型區(qū)各組合方案中變電站和線路明細(xì)Tab.3Details of substations and lines from various combinations in typical zones

結(jié)合該地區(qū)具體的建設(shè)改造方案，各組合方案的總工程量統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下：

（1）組合方案1——共計(jì)新增分段開(kāi)關(guān)1臺(tái)，新增LGJ-185架空線路2.5 km，變電站擴(kuò)建主變?nèi)萘?6.3 MVA；

（2）組合方案2——共計(jì)新增分段開(kāi)關(guān)2臺(tái)，新增聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)2臺(tái)，新建JKLGYJ-185架空線路長(zhǎng)度1.46 km，新增YJV-3×400電纜線路長(zhǎng)度0.1 km，變電站擴(kuò)建主變?nèi)萘?0 MVA。

（3）組合方案3——共計(jì)新增分段開(kāi)關(guān)4臺(tái)，新增聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)15臺(tái)，新建JKLGYJ-185架空線路長(zhǎng)度10.19 km，新增YJV-3×400電纜線路長(zhǎng)度0.75 km，變電站新增主變?nèi)萘?0 MVA。

3.4 典型區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)改造階梯投資區(qū)間估算

為了進(jìn)一步提高建設(shè)改造方案投資估算結(jié)果的參考價(jià)值，本文結(jié)合國(guó)家電網(wǎng)“十二五”滾動(dòng)修編中的相關(guān)綜合造價(jià)，制定了地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)改造工程相關(guān)的單價(jià)預(yù)算清單，在此基礎(chǔ)上計(jì)算出該地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)改造的階梯投資區(qū)間，詳細(xì)結(jié)果如圖2所示。

從圖2可以得出如下結(jié)論：

（1）在進(jìn)行地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)改造投資過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際投入資金的多少以及改造的迫切程度，選擇適宜的投資方案。

（2）當(dāng)該地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)改造投資落在區(qū)間[0，628]萬(wàn)元時(shí)，可采用低投資方案，結(jié)合組合方案1中變電站和線路存在問(wèn)題的嚴(yán)重程度，從改造迫切度最高級(jí)別的變電站和線路開(kāi)始進(jìn)行改造。

（3）當(dāng)該地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)改造投資落在區(qū)間[628，1406]萬(wàn)元時(shí)，可采用中投資方案，在解決組合方案1的基礎(chǔ)上，將剩余資金用于解決組合方案2中變電站和線路存在的問(wèn)題，改造優(yōu)先級(jí)別由改造迫切度決定。

（4）當(dāng)該地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)改造投資落在區(qū)間[1406，3166]萬(wàn)元時(shí)，可采用高投資方案，在解決組合方案1～2中變電站和線路存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，優(yōu)先解決組合方案3中改造迫切度較高的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

本文在分析配電網(wǎng)現(xiàn)狀問(wèn)題的基礎(chǔ)上，總結(jié)歸納110（35）kV變電站和10 kV線路主要存在的問(wèn)題類型，并結(jié)合問(wèn)題嚴(yán)重程度提出建設(shè)改造迫切度等級(jí)和優(yōu)先級(jí)的概念及相應(yīng)的計(jì)算方法，在此基礎(chǔ)上，得出了不同組合方案下的高、中、低階梯投資區(qū)間，保證了方案高效、合理、有序的實(shí)施，使得有限的配電網(wǎng)建設(shè)改造投資能發(fā)揮其最大效益，相關(guān)研究成果將對(duì)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)建設(shè)和改造工作的精益化管理提供重要的指導(dǎo)意義。

[1]郝哲（Hao Zhe）.淺談城網(wǎng)建設(shè)改造與配電系統(tǒng)自動(dòng)化（Discussion on construction and transformation of urban grid and distribution system automation）[J].廣東科技（Guangdong Science&Technology），2008，24（18）：74-76.

[2]張鴻濤（Zhang Hongtao）.淺淡10kV配電網(wǎng)建設(shè)與改造方案（Discussion on construction and transformation scheme of 10 kV distribution network）[J].黑龍江科技信息（Heilongjiang Science and Technology Information），2011，36（1）：72-72.

[3]嚴(yán)健勇（Yan Jianyong）.上海市中心城區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)與改造（Construction and transformation of urban distribution network from downtown of Shanghai）[J].供用電（Distribution&Utilization），2005，22（3）：4-8.

[4]陳文儀（Chen Wenyi）.論配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)改造與價(jià)值工程（Discussion on planning remodeling and value engineering on power distribution networks）[J].四川電力技術(shù)（Sichuan Electric Power Technology），1995，6（6）：8-12.

[5]湯明陽(yáng)（Tang Mingyang）.配電網(wǎng)建設(shè)改造的投資風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)價(jià)（The Analysis and Evaluation of Investment Risk in Distribution Network Construction Project）[D].保定：華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院（Baoding：College of Economics and Management of North China Electrical Power University），2009.

[6]俞玉英，郭銘，郭寅昌，等（Yu Yuying，Guo Ming，Guo Yinchang，et al）.配電網(wǎng)建設(shè)改造工程評(píng)價(jià)方法（Evaluation of construction and upgrading projects in distribution system）[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)（Proceedings of the CSU-EPSA），2012，24（5）：123-126，153.

[7]田軍，張朋柱，王刊良，等（Tian Jun，Zhang Pengzhu，Wang Kanliang，et al）.基于德?tīng)柗品ǖ膶＜乙庖?jiàn)集成模型研究（The integrating model of expert’s opinion based on Delphi method）[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐（Systems Engineering-Theory&Practice），2004，12（1）：57-62.

[8]肖峻，王成山，周敏（Xiao Jun，Wang Chengshan，Zhou Min）.基于區(qū)間層次分析法的城市電網(wǎng)規(guī)劃綜合評(píng)判決策（An IAHP—based MADM method in urban power system planning）[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)（Proceedings of the CSEE），2004，24（4）：50-57.

[9]肖峻，王成山，羅鳳章（Xiao Jun，Wang Chengshan，Luo Fengzhang）.區(qū)間層次分析法的權(quán)重求解方法初探（Exploration on the methods of weight calculation in the interval-based AHP）[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)（Systems Engineering and Electronics），2004，26（11）：1597-1600.

[10]賈正源，趙亮（Jia Zhengyuan，Zhao Liang）.基于熵權(quán)未確知測(cè)度模型的電能質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)（Comprehensive evaluation of power quality based on the model of entropy weight and unascertained measure）[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制（Power System Protection and Control），2010，38 （15）：33-37.

[11]張海瑞，韓冬，劉玉嬌，等（Zhang Hairui，Han Dong，Liu Yujiao，et al）.基于反熵權(quán)法的智能電網(wǎng)評(píng)價(jià)（Smart grid evaluation based on anti-entropy weight method）[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制（Power System Protection and Control），2012，40（11）：24-29.

[12]李軍，李繼光，姚建剛，等（Li Jun，Li Jiguang，Yao Jiangang，et al）.屬性識(shí)別和G1-熵權(quán)法在電能質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用（Application of attribute recognition and G1-entropy method in evaluation of power quality）[J].電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2009，33（14）：56-61.

[13]王睿，方潔，張可，等（Wang Rui，F(xiàn)ang Jie，Zhang Ke，et al）.基于熵權(quán)和AHP的電能質(zhì)量模糊綜合評(píng)估（Fuzzy synthetic evaluation of power quality based on entropy and AHP）[J].電測(cè)與儀表（Electrical Measurement&Instrumentation），2007，44（11）：21-25.

[14]沈陽(yáng)武，彭曉濤，施通勤，等（Shen Yangwu，Peng Xiaotao，Shi Tongqin，et al）.基于最優(yōu)組合權(quán)重的電能質(zhì)量灰色綜合評(píng)價(jià)方法（A grey comprehensive evaluation method of power quality based on optimal combination weight）[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化（Automation of Electric Power Systems），2012，36（10）：67-73.

Construction and Retrofit Strategy Optimization to Distribution Network by Considering Step Investment

JIN Yi1，CHEN Lei1，ZHU Ming-jia1，LIU Hong2，HAN Jun2，LIU Yang2
（1.Henan Jiyuan Power Supply Company，Jiyuan 454650，China；2.Key Laboratory of Smart Grid（Tianjin University），Ministry of Education，Tianjin 300072，China）

Considering step investment，this paper puts forwards a construction and retrofit strategy optimization method，which refers to realizing maximum economic returns.An integrated weighting method，in which both the objective and subjective influencing factors is studied and considered，is taken into account to obtain all the factor weight of problem severity for 110（35）kV substations and 10kV lines.And combining with the calculated problem severity，this paper also proposes the concepts of desirability and priority，as well as the corresponding calculation methods for construction and retrofit.According to the desirability level，three combination schemes are established，which are suitable for large，medium and low investment separately.Also step investment intervals for each scheme could be obtained.The rationality and validity of this method is verified by an example analysis of construction and retrofit scheme. Moreover，the results could be the scientific guideline to the future construction and retrofit schemes under different investment intervals.

distribution network；construction and retrofit；desirability；priority；investment intervals

TM727.2

A

1003-8930（2013）04-0133-07

金翼（1970—），女，碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行管理、科技信息管理。Email：lyjinyi@163.com

2012-12-27；

2013-03-06

陳壘（1967—），男，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃計(jì)劃管理。Email：cl389601@163.com

朱明嘉（1978—），男，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。Email：zmj@163.com