徐科,劉明志,張軍,劉聰,殷強(qiáng),羅鳳章,魏煒
(1.國(guó)網(wǎng)天津市電力公司,天津市300010;2.天津大學(xué)智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津市300072)
世界一流城市電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
徐科1,劉明志1,張軍1,劉聰1,殷強(qiáng)1,羅鳳章2,魏煒2
(1.國(guó)網(wǎng)天津市電力公司,天津市300010;2.天津大學(xué)智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津市300072)
近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)城市電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展,亟需建立科學(xué)、客觀的指標(biāo)體系來(lái)評(píng)價(jià)電網(wǎng)的運(yùn)行建設(shè)水平與世界一流水平的差距。該文通過(guò)借鑒國(guó)際電力行業(yè)常用指標(biāo)體系,從安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、服務(wù)優(yōu)質(zhì)、綠色低碳、友好互動(dòng)等5個(gè)方面,篩選了能夠表征世界一流電網(wǎng)特質(zhì)的核心指標(biāo),并通過(guò)核心指標(biāo)專業(yè)驅(qū)動(dòng)因素的分析,層層分解形成二級(jí)指標(biāo)。實(shí)例表明,本文提出的指標(biāo)體系,能夠全面客觀地反映電網(wǎng)的發(fā)展水平與薄弱之處,引領(lǐng)電網(wǎng)發(fā)展的重點(diǎn)與方向。
世界一流;城市電網(wǎng);指標(biāo)體系;安全可靠;供電可靠率
傳統(tǒng)的電網(wǎng)評(píng)價(jià),通常從電網(wǎng)的某個(gè)單一特征出發(fā),如供電可靠性[1]、經(jīng)濟(jì)性[2]、安全性[3]、供電質(zhì)量[4]等,對(duì)電網(wǎng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。多指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)主要集中于從電力企業(yè)的利益角度出發(fā),對(duì)系統(tǒng)供電質(zhì)量、運(yùn)行水平,以及供電企業(yè)運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行評(píng)價(jià),目標(biāo)是在最大限度地滿足供電區(qū)域內(nèi)用戶的用電需求的基礎(chǔ)上,追求供電企業(yè)的效益最大化[5-6]。
近年來(lái),隨著城市電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,復(fù)雜程度不斷增加,城市電網(wǎng)的特性越來(lái)越豐富,功能逐步增多,先進(jìn)發(fā)展理念和現(xiàn)代化技術(shù)不斷引入電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)中。對(duì)于電網(wǎng)的綜合評(píng)價(jià),在考慮供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性的同時(shí),更要考慮電網(wǎng)對(duì)環(huán)境的影響以及與用戶的關(guān)系[7],提出的指標(biāo)體系需要涵蓋電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、基建、施工、設(shè)備維護(hù)、生產(chǎn)運(yùn)行等各個(gè)領(lǐng)域[8]。
2012年,國(guó)網(wǎng)公司提出創(chuàng)建世界一流電網(wǎng)的概念:建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),把國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)成為網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)、安全可靠、綠色低碳、經(jīng)濟(jì)高效,具有強(qiáng)大資源配置能力、服務(wù)保障能力和抵御風(fēng)險(xiǎn)能力的現(xiàn)代化大電網(wǎng)[9]。
國(guó)際一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)在表征電網(wǎng)運(yùn)行特征指標(biāo)的研究方面已取得一定的研究成果。代表城市電網(wǎng)“世界一流水平”的英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、北美等國(guó)際上的一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)立足于本地區(qū)實(shí)際,選擇了與供電可靠、經(jīng)濟(jì)效率和客戶滿意相關(guān)的指標(biāo)作為衡量其建設(shè)運(yùn)營(yíng)水平的核心指標(biāo)[10-11]。
本文通過(guò)對(duì)世界一流電網(wǎng)核心特質(zhì)的總結(jié),篩選出了能夠表征一流城市電網(wǎng)特質(zhì)的核心指標(biāo),并結(jié)合魚骨圖分析法[12]提煉出影響核心指標(biāo)的關(guān)鍵二級(jí)指標(biāo)。選取國(guó)際上與目標(biāo)城市在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、供電規(guī)模等方面相類似的先進(jìn)城市電網(wǎng)作為對(duì)標(biāo)對(duì)象,應(yīng)用指標(biāo)體系,分析目標(biāo)電網(wǎng)與世界一流水平之間的差距以及產(chǎn)生差距的原因。對(duì)目標(biāo)電網(wǎng)的評(píng)價(jià)分析表明,該指標(biāo)體系能夠全面客觀地反映電網(wǎng)發(fā)展水平與薄弱之處,引領(lǐng)電網(wǎng)發(fā)展的重點(diǎn)與方向。
1.1 綜合評(píng)價(jià)分析法
系統(tǒng)科學(xué)理論指出,任何客觀事物都是系統(tǒng)與要素的統(tǒng)一體,因此需要將評(píng)價(jià)對(duì)象作為一個(gè)整體系統(tǒng)進(jìn)行分析,多方面、多角度地認(rèn)識(shí)評(píng)價(jià)對(duì)象并進(jìn)行評(píng)價(jià)?!熬C合評(píng)價(jià)分析法”[13-14],就是在單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,是從整體上對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行的全面、系統(tǒng)、科學(xué)的評(píng)價(jià),其內(nèi)容主要包括評(píng)價(jià)目標(biāo)、評(píng)價(jià)對(duì)象、評(píng)價(jià)指標(biāo)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)結(jié)果等方面。
應(yīng)用于目標(biāo)電網(wǎng)的評(píng)估,其分析步驟包括:確定研究目標(biāo),即從整體上反映目標(biāo)電網(wǎng)的發(fā)展水平;調(diào)查研究收集先進(jìn)城市電網(wǎng)資料,提出一流電網(wǎng)特征;提出評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);對(duì)主要指標(biāo)進(jìn)行差距分析;分析存在差距的原因,并提出電網(wǎng)改造和建設(shè)方案等。
1.2 魚骨圖分析法
“魚骨圖分析法”通過(guò)對(duì)研究對(duì)象的影響因素的分析挖掘,按相互關(guān)聯(lián)性,對(duì)各影響要素進(jìn)行歸類、整理,明確其從屬關(guān)系,形成層次分明、條理清楚的圖形,并列舉出要改善某一現(xiàn)狀或達(dá)到某一目標(biāo)可能需要的若干對(duì)策[12]。由于其層次性強(qiáng),對(duì)影響因素的剖析透徹等特點(diǎn),該方法適用于多層指標(biāo)的梳理,可表征各層指標(biāo)之間支撐與被支撐,影響與被影響的關(guān)系。
應(yīng)用于目標(biāo)電網(wǎng)的評(píng)估,其分析步驟包括:選擇構(gòu)成電網(wǎng)核心特征的各方面特征目標(biāo),分別找出所有可能的要素;將找出的各要素進(jìn)行歸類、整理,明確其從屬關(guān)系,分析選取重要因素;將各層級(jí)目標(biāo)(核心指標(biāo))置于魚骨的頭部;分析影響核心指標(biāo)的可能原因,盡可能多地找出影響要素;把相同的影響要素分組,在魚骨上標(biāo)出;對(duì)于各個(gè)要素,分析其影響要素產(chǎn)生的原因,并深入研究,提出解決方法。
2.1 總體構(gòu)建思路
以綜合評(píng)價(jià)分析法為指導(dǎo),按照“重可比,少而精;重定量,輔定性;多角度,多體系”的原則,對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行篩選。指標(biāo)體系總體上分為2層,上層的核心指標(biāo)根據(jù)“世界一流”電網(wǎng)的核心特征選擇確定,具備多維度和國(guó)際可比性的特征;優(yōu)先選取國(guó)際通用、常用,與國(guó)際一流水平具備可比性的指標(biāo),便于從對(duì)比中分析差距;此外,由于國(guó)際電力企業(yè)部分?jǐn)?shù)據(jù)保密,獲取難度較大,選取用于對(duì)標(biāo)的核心指標(biāo)時(shí)還需兼顧國(guó)際電力企業(yè)指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲取性。
通過(guò)對(duì)核心指標(biāo)的專業(yè)驅(qū)動(dòng)因素分析,將其層層分解為樹狀指標(biāo),組合成二級(jí)指標(biāo),選取的二級(jí)指標(biāo)力求清晰明確、提綱挈領(lǐng),用較少的指標(biāo)全面、整體地反映一流電網(wǎng)的發(fā)展水平。指標(biāo)體系的總體框架如圖1所示。
2.2 世界一流城市電網(wǎng)核心特征分析
綜合世界發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的電網(wǎng)咨詢報(bào)告[10-11],世界一流城市電網(wǎng)應(yīng)具備以下5個(gè)方面的核心特征:
(1)安全可靠。安全可靠供電,是一流城市電網(wǎng)的第一要?jiǎng)?wù)和最基本要求。堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架、優(yōu)良的技術(shù)裝備和高效的運(yùn)維管理,是電能生產(chǎn)和傳輸?shù)淖钪匾WC。
(2)服務(wù)優(yōu)質(zhì)。提供優(yōu)質(zhì)服務(wù),是一流城市電網(wǎng)的最主要功能。一流的供電企業(yè)提供的服務(wù)必須是高質(zhì)量、多層次、多樣化的,并積極履行社會(huì)責(zé)任,以滿足用戶用電服務(wù)需求,塑造優(yōu)秀的企業(yè)形象。
(3)經(jīng)濟(jì)高效。高效的經(jīng)濟(jì)效益,是一流城市電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展的基本保障。對(duì)于爭(zhēng)創(chuàng)世界一流的供電企業(yè),既要立足當(dāng)前,又要著眼長(zhǎng)遠(yuǎn),在為地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供堅(jiān)強(qiáng)電力供應(yīng)保障的同時(shí),確保國(guó)有資本的保值增值,擁有長(zhǎng)久生命力。
(4)綠色低碳。創(chuàng)造良好的環(huán)境效益、建設(shè)綠色環(huán)保的電網(wǎng)是一流城市電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)?!碍h(huán)境友好、資源節(jié)約”已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的未來(lái)方向。充分有效消納清潔能源,為全社會(huì)提供高效低碳的綠色電能,是智能電網(wǎng)的核心特征之一。
(5)友好互動(dòng)。實(shí)現(xiàn)與用戶的友好互動(dòng),是一流城市電網(wǎng)未來(lái)的重要發(fā)展方向。未來(lái)城市電網(wǎng)不應(yīng)僅僅專注于保證安全可靠供電的基本要求,還需要注重提升用戶互動(dòng)水平和增值服務(wù)能力,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)、電源和用戶之間電力流、信息流、業(yè)務(wù)流的多向互動(dòng),提高電網(wǎng)整體運(yùn)行效率。
上述5個(gè)方面的特征表明,世界一流電網(wǎng)是具備安全可靠、服務(wù)優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)高效、綠色低碳、友好互動(dòng)特征,以及強(qiáng)大的風(fēng)險(xiǎn)抵御、資源配置、服務(wù)保障、可持續(xù)發(fā)展、用戶互動(dòng)能力的電網(wǎng)。為此設(shè)定的指標(biāo)體系必須能夠反映電網(wǎng)的供電可靠性和安全性、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益以及客戶服務(wù)質(zhì)量,全方位、客觀地評(píng)價(jià)電網(wǎng)的建設(shè)水平。
2.3 評(píng)價(jià)世界一流城市電網(wǎng)的核心指標(biāo)
(1)供電可靠率。定義為不計(jì)及因系統(tǒng)電源不足而限電的情況下,實(shí)際供電時(shí)間與統(tǒng)計(jì)期內(nèi)全部用電時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。該指標(biāo)從停電時(shí)間、停電次數(shù)和停電范圍等方面出發(fā),以概率的形式集中反映了城市電網(wǎng)的供電能力和供電質(zhì)量,是與“世界一流”水平對(duì)話的國(guó)際語(yǔ)言,能夠表征城市電網(wǎng)在向電力用戶持續(xù)供電能力方面是否達(dá)到世界一流水平。
(2)客戶滿意度。指標(biāo)定義為客戶期望值與客戶體驗(yàn)的匹配程度,國(guó)家電網(wǎng)公司在同業(yè)對(duì)標(biāo)體系中給出的計(jì)算公式為:客戶滿意度=∑各選項(xiàng)滿意度指數(shù)(百分制)×各選項(xiàng)所占比重。該指標(biāo)反映了不同用戶群體對(duì)電網(wǎng)公司提供服務(wù)的滿意程度,通過(guò)滿意度調(diào)查,了解客戶的需求和企業(yè)存在的問(wèn)題,以提供與客戶需求相匹配的差異化服務(wù)。
(3)總資產(chǎn)收益率。指標(biāo)定義為企業(yè)單位資產(chǎn)創(chuàng)造的凈利潤(rùn)。該指標(biāo)從企業(yè)收益、成本等角度反映企業(yè)的總體經(jīng)營(yíng)效率和企業(yè)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)資源的綜合利用效率,是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)高效特征的集中體現(xiàn)。
(4)清潔能源消納率。指標(biāo)定義為系統(tǒng)可以消納的清潔能源的比重。該指標(biāo)通過(guò)反映清潔能源的接入和消納能力,可以對(duì)清潔能源的優(yōu)化配置能力進(jìn)行量化,用來(lái)衡量電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展能力。
(5)互動(dòng)用戶比例。指標(biāo)定義為通過(guò)短信、微信、手機(jī)app、互動(dòng)網(wǎng)站、微博、撥打95598的用戶比例。該指標(biāo)通過(guò)反映用戶參與電網(wǎng)互動(dòng)的程度,將智能化互動(dòng)水平和需求側(cè)響應(yīng)程度量化,是電網(wǎng)智能化水平和用戶能效水平的綜合體現(xiàn)。
2.4 評(píng)價(jià)世界一流城市電網(wǎng)的二級(jí)指標(biāo)
應(yīng)用魚骨圖分析方法,按照核心指標(biāo)的特性與受影響因素的相互關(guān)聯(lián)性,選取支撐各核心指標(biāo)的若干二級(jí)指標(biāo)。
2.4.1 安全可靠方面
電網(wǎng)的安全運(yùn)行和可靠供電,是涵蓋規(guī)劃、設(shè)計(jì)、基建、施工、設(shè)備維護(hù)、生產(chǎn)運(yùn)行等方面質(zhì)量和管理水平的綜合體現(xiàn),其影響因素如圖2所示。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)水平,能夠綜合反映正常運(yùn)行狀態(tài)下的系統(tǒng)可靠性水平,體現(xiàn)供電系統(tǒng)對(duì)外部風(fēng)險(xiǎn)因素的抵御能力。具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)水平,指標(biāo)有“鏈?zhǔn)浇泳€回?cái)?shù)”、“雙環(huán)網(wǎng)率”、“單線單變的變電站數(shù)”、“線路聯(lián)絡(luò)率”和“供電半徑”等,考察了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整的靈活性和方便性;二是系統(tǒng)安全水平,“電力不足概率LOLP”、“主要斷面N-2校驗(yàn)通過(guò)率”、“電網(wǎng)N-1通過(guò)率”等,是體現(xiàn)系統(tǒng)安全的最直接指標(biāo)。
先進(jìn)的運(yùn)維技術(shù),包括狀態(tài)檢修、故障搶修和帶電作業(yè)等,對(duì)故障的抵御能力,是用戶正常供電的重要保障。其中,“狀態(tài)檢修覆蓋率”、“故障平均搶修時(shí)間”、“不停電作業(yè)指數(shù)”等指標(biāo),反映了運(yùn)行維護(hù)工作的效率水平,檢修覆蓋率越高,故障搶修時(shí)間越短,帶電作業(yè)能力越強(qiáng),計(jì)劃施工和配電設(shè)施故障引起的停電時(shí)間就越短。
高效的自動(dòng)化支撐能力,是數(shù)字化和信息化時(shí)代城市電網(wǎng)安全可靠供電的重要技術(shù)手段。其中,配電自動(dòng)化的應(yīng)用和建設(shè)水平是主要影響因素,可以由“配電自動(dòng)化裝置的合格率、使用率、正確動(dòng)作率”等指標(biāo)進(jìn)行表征;“線路、臺(tái)區(qū)與用戶信息的一一對(duì)應(yīng)”是故障后用戶能夠恢復(fù)供電的重要保障。而“信息系統(tǒng)事件數(shù)”表征了各信息系統(tǒng)的應(yīng)用處理數(shù)據(jù)的能力,其能力越強(qiáng),系統(tǒng)對(duì)故障的分析處理能力越強(qiáng),安全性越高。
持續(xù)供電能力,體現(xiàn)的是電網(wǎng)對(duì)停電發(fā)生的防范能力,電網(wǎng)用戶頻繁失電的電網(wǎng),不論失電持續(xù)長(zhǎng)短,均不能滿足可靠供電的要求。供電可靠率指標(biāo)通常由停電時(shí)間和停電次數(shù)計(jì)算得到,因此,故障停電時(shí)間和停電次數(shù)的相關(guān)指標(biāo)所代表的持續(xù)供電水平也是可靠性的重要影響因素。其中,“故障平均停電時(shí)間”和“用戶平均停電次數(shù)”是持續(xù)供電能力最直接的指標(biāo)體現(xiàn)。除10 kV中壓電網(wǎng)故障外,故障停電還包括低壓設(shè)施故障,影響因素可由“低壓故障停電時(shí)間”來(lái)表征。2.4.2 服務(wù)優(yōu)質(zhì)方面
客戶滿意度,即客戶期望值與客戶體驗(yàn)的匹配程度,在評(píng)價(jià)服務(wù)效果時(shí),可從服務(wù)效率和服務(wù)質(zhì)量?jī)蓚€(gè)角度考慮。在服務(wù)的效率方面,搶修和報(bào)裝時(shí)限是關(guān)鍵因素,“供電搶修到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)率”體現(xiàn)了搶修服務(wù)能力,“業(yè)擴(kuò)報(bào)裝服務(wù)時(shí)限達(dá)標(biāo)率”體現(xiàn)了用戶接電的服務(wù)效率。在服務(wù)的質(zhì)量方面,合格的電能質(zhì)量水平是客戶滿意的基本要求,“電壓合格率”是表征電能質(zhì)量的重要指標(biāo);基于第三方評(píng)價(jià)的“回訪滿意度”是評(píng)價(jià)客戶滿意程度的重要標(biāo)準(zhǔn)。
2.4.3 經(jīng)濟(jì)高效方面
企業(yè)的投資獲利能力、資產(chǎn)利用效率、成本控制水平是企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素。其中,在投資獲利能力方面,“凈資產(chǎn)收益率”、“資產(chǎn)負(fù)債率”分別反映了企業(yè)經(jīng)營(yíng)的收益程度和風(fēng)險(xiǎn)程度;“單位投資增供電量、增供負(fù)荷”以及“單位固定資產(chǎn)售電量”反映了企業(yè)電網(wǎng)投資增值和盈利能力。“容載比”和“主變、線路負(fù)載率”反映了電網(wǎng)設(shè)備的使用效率,是企業(yè)資產(chǎn)利用效率的具體體現(xiàn)。電網(wǎng)的成本控制水平主要體現(xiàn)在全壽命周期成本、可控成本、運(yùn)維成本、電能傳輸成本、折舊成本等方面。
2.4.4 綠色低碳方面
清潔能源利用效果可以分為清潔能源利用效率和電網(wǎng)對(duì)清潔能源發(fā)展支撐能力。其中,由于分布式能源在清潔能源中占較大比例,對(duì)于清潔能源利用效率的分析,可以主要考慮分布式能源的消納能力。清潔能源發(fā)展的支撐能力,可由“清潔能源裝機(jī)容量”進(jìn)行表征,分布式電源裝機(jī)容量和電動(dòng)汽車充電設(shè)施數(shù)量是清潔能源發(fā)展支撐能力的具體體現(xiàn)。
2.4.5 友好互動(dòng)方面
電網(wǎng)與用戶的友好互動(dòng)主要包括2個(gè)方面,一是用電信息的互動(dòng),是指采用現(xiàn)代通信與信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)用電及電網(wǎng)信息在供電企業(yè)與用戶之間即時(shí)交換;二是電能的互動(dòng),是指用戶根據(jù)各種激勵(lì)措施,主動(dòng)調(diào)整用電方式,參與電力市場(chǎng)交易。在用電信息互動(dòng)方面,智能電表的安裝是實(shí)現(xiàn)用戶互動(dòng)的重要支撐條件,是用戶互動(dòng)的基礎(chǔ),其“覆蓋率”指標(biāo)量化了智能電表的安裝規(guī)模;“實(shí)現(xiàn)能效管理的用戶比例”能夠反映用戶的用能效率情況,是互動(dòng)建設(shè)水平的間接體現(xiàn);而建立與用戶溝通交互的平臺(tái),可以支持電網(wǎng)運(yùn)行和電力互動(dòng)交易的有效開展,衡量“遠(yuǎn)程服務(wù)”效率的相關(guān)指標(biāo)可以作為這方面的二級(jí)指標(biāo)。在電能的互動(dòng)方面,通過(guò)需求側(cè)管理,用戶主動(dòng)參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)增值服務(wù)?!皡⑴c需求側(cè)響應(yīng)的用戶規(guī)?!焙汀皡⑴c電網(wǎng)互動(dòng)的智能家居比例”從電網(wǎng)的激勵(lì)措施的響應(yīng)情況角度,反映了用戶參與電網(wǎng)互動(dòng)的程度和積極性。
基于國(guó)內(nèi)外城市電網(wǎng)資料積累,收集整理國(guó)際城市電網(wǎng)相關(guān)指標(biāo)并分析,并邀請(qǐng)多位電力專家,采用德?tīng)柗品ǎ瑢⒑诵闹笜?biāo)按照較差、一般、較好、一流分為4個(gè)區(qū)間,形成世界城市電網(wǎng)主要指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),劃分結(jié)果如表1所示。
表1 世界城市電網(wǎng)的核心指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation standard of core indexes for urban power network%
4.1 評(píng)價(jià)的目標(biāo)城市及對(duì)標(biāo)城市概況
本文選取我國(guó)北方某典型國(guó)際港口城市作為評(píng)價(jià)的目標(biāo)城市,該城市的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)增速較快、負(fù)荷密度大;高端用戶聚集,用電需求呈多元化,對(duì)電力服務(wù)質(zhì)量要求較為苛刻。篩選國(guó)際上與目標(biāo)電網(wǎng)在地域面積、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、供電規(guī)模相類似的先進(jìn)城市的電網(wǎng),作為對(duì)標(biāo)城市,如表2所示。
從表2可知,倫敦、新加坡、紐約等國(guó)際先進(jìn)城市電網(wǎng)與目標(biāo)電網(wǎng)的面積、人口、用電量等基本情況相近,可作為目標(biāo)電網(wǎng)的對(duì)標(biāo)對(duì)象。
4.2 主要指標(biāo)對(duì)比及差距分析
依據(jù)表1的主要指標(biāo)評(píng)價(jià)區(qū)間,目標(biāo)電網(wǎng)與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)城市電網(wǎng)主要指標(biāo)對(duì)比如表3所示。
表2 目標(biāo)城市與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)城市基本情況比較Table 2 Comparison of basic information between target city and foreign advanced cities
表3 目標(biāo)電網(wǎng)與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)城市電網(wǎng)主要指標(biāo)對(duì)比表Table 3 Comparison of core index between target power network and foreign advanced network%
將待評(píng)價(jià)的目標(biāo)電網(wǎng)與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)城市電網(wǎng)的主要指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比,分析與世界一流電網(wǎng)的差距以及存在差距的原因。
4.2.1 供電可靠率
國(guó)外先進(jìn)城市電網(wǎng)供電可靠率一般在99.98%以上,一流水平接近“4個(gè)9”水平,新加坡更達(dá)到了“6個(gè)9”水平。目標(biāo)城市的供電可靠率為99.984 0%,處于“一般水平”,距世界一流水平存在一定的提升空間。造成差距的主要原因在于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、自動(dòng)化通信系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)維體系建設(shè)等方面。
(1)從各城市的發(fā)展歷程來(lái)看,上述發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的城市建設(shè)已進(jìn)入穩(wěn)定期,已具備相對(duì)成熟、穩(wěn)定的電網(wǎng)網(wǎng)架,而目標(biāo)城市尚處在發(fā)展上升階段,工程量大,負(fù)荷增長(zhǎng)快?,F(xiàn)有電網(wǎng)網(wǎng)架隨著城市的規(guī)劃建設(shè)還在調(diào)整變化,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)距離目標(biāo)網(wǎng)架尚有較大差距,負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力不強(qiáng),且?guī)щ娮鳂I(yè)率相對(duì)較低,計(jì)劃停電類事件較多,是導(dǎo)致目標(biāo)電網(wǎng)在供電可靠性方面與世界發(fā)達(dá)城市電網(wǎng)存在一定差距的主要原因。
(2)目標(biāo)電網(wǎng)主要采用光纖通信方式,網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)仍然跟不上需求的增長(zhǎng),造成資源既有浪費(fèi)又有匱乏的矛盾現(xiàn)象存在,所以仍需要提升配電通信網(wǎng)通道利用率,在安全分區(qū)和物理隔離的基礎(chǔ)上,在10 kV通信接入網(wǎng)上承載用電信息采集和營(yíng)銷管理等多種業(yè)務(wù)。
(3)對(duì)照國(guó)際先進(jìn)電網(wǎng)企業(yè),其調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)整體性能和效率較高,而目標(biāo)電網(wǎng)的調(diào)度主站系統(tǒng)建設(shè)管理相對(duì)滯后,大部分供電單位沒(méi)有獨(dú)立的配電自動(dòng)化調(diào)度主站系統(tǒng)。今后應(yīng)加快研究建設(shè)涵蓋配網(wǎng)調(diào)度控制、生產(chǎn)指揮管理的電網(wǎng)管理系統(tǒng),以提供對(duì)電網(wǎng)生產(chǎn)管理的全面技術(shù)支持。
總之,建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、完善的自動(dòng)裝置、發(fā)達(dá)的通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)安全可靠、運(yùn)行靈活的供電方式,是今后目標(biāo)電網(wǎng)的主要發(fā)展方向。
4.2.2 客戶滿意度
世界主要發(fā)達(dá)城市和地區(qū)的客戶滿意度大致為86~93分(百分制)。而目標(biāo)電網(wǎng)的客戶滿意度指標(biāo)在80分左右,較世界一流水平仍有差距。存在差距的主要原因在于故障處理機(jī)制的不合理,用戶大多對(duì)停電處理的過(guò)程不夠了解。為此,建立完善的預(yù)警機(jī)制,實(shí)現(xiàn)事前預(yù)警、事中管控、事后監(jiān)督的閉環(huán)管理,確保客戶能清楚每次停電處理的全過(guò)程,以加快客戶滿意度提升步伐。
4.2.3 總資產(chǎn)收益率
國(guó)際先進(jìn)城市及地區(qū)電網(wǎng)公司的總資產(chǎn)收益率指標(biāo)大多在3以上,目標(biāo)電網(wǎng)公司指標(biāo)為1.8,在投資經(jīng)營(yíng)、成本控制方面與世界一流水平存在一定的差距,整體經(jīng)濟(jì)效益處于“一般水平”。提高投資效率,加強(qiáng)專項(xiàng)成本管控,拓寬收入來(lái)源是今后改善經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。
4.2.4 清潔能源消納率
目標(biāo)電網(wǎng)的清潔能源消納率指標(biāo)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家及地區(qū)的差距不大,但并不表明在反映電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展能力的清潔能源消納方面,目標(biāo)電網(wǎng)已經(jīng)接近“世界一流水平”。這是由于目前目標(biāo)電網(wǎng)的清潔能源總量很低,新能源裝機(jī)比重還不到10%,消納率較易滿足。當(dāng)比重持續(xù)增加,棄風(fēng)棄光將會(huì)成為正常的運(yùn)行策略,屆時(shí)該指標(biāo)將有所下降。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展,該指標(biāo)是否能夠維持在高水平上,才是衡量世界一流電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)之所在。為此,目標(biāo)電網(wǎng)需要繼續(xù)加強(qiáng)清潔能源并網(wǎng)的管理工作,以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。
4.2.5 用戶互動(dòng)比例
目標(biāo)電網(wǎng)的用戶互動(dòng)比例指標(biāo)已提升至90%,相比于其他發(fā)達(dá)國(guó)家地區(qū)電網(wǎng)50~70%左右,目標(biāo)電網(wǎng)的用戶互動(dòng)服務(wù)能力已經(jīng)提升至世界一流水平。目標(biāo)城市電網(wǎng)公司一方面通過(guò)搭建智能互動(dòng)服務(wù)平臺(tái),為各類渠道提供了統(tǒng)一的信息共享、管理、推送等服務(wù);另一方面,通過(guò)積極展開對(duì)智能用電和電力通信系統(tǒng)的研究,其技術(shù)水平日趨成熟。但互動(dòng)服務(wù)的內(nèi)容和模式還有待進(jìn)一步完善和深化。
綜合分析,與國(guó)外先進(jìn)城市電網(wǎng)相比,目標(biāo)電網(wǎng)建設(shè)處于“一般水平”,差距主要在供電的安全可靠率、客戶滿意度、經(jīng)濟(jì)效益等方面。今后電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)在保持環(huán)境友好和用戶互動(dòng)的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)供電可靠性和公司經(jīng)濟(jì)效益的提升。
從建設(shè)世界一流電網(wǎng)的目標(biāo)出發(fā),本文從安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、服務(wù)優(yōu)質(zhì)、綠色低碳、友好互動(dòng)等5個(gè)方面,篩選出了能夠表征世界一流電網(wǎng)特質(zhì)的核心指標(biāo),并基于對(duì)核心指標(biāo)的專業(yè)驅(qū)動(dòng)因素分析,層層分解形成各專業(yè)部門負(fù)責(zé)的二級(jí)指標(biāo)。實(shí)例表明,本文提出的指標(biāo)體系能夠從電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益,以及滿足客戶需求的服務(wù)質(zhì)量等角度,全方位地、客觀地評(píng)價(jià)目標(biāo)電網(wǎng)的建設(shè)水平,衡量其與世界一流水平的差距,對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)具有指導(dǎo)作用。
[1]王成山,謝瑩華.基于雙層同構(gòu)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的配電網(wǎng)可靠性評(píng)估[J].電網(wǎng)技術(shù),2005,29(7):38-42.
Wang Chengshan,Xie Yinghua.A new bayesian network model for distribution system reliability evaluation based on dual isomorphic Bayesian network model[J].Power System Technology,2005,29 (7):38-42.
[2]盧志剛,韓彥玲,朱連波,等.考慮負(fù)荷變化的多運(yùn)行數(shù)據(jù)配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2009,21(2): 109-114.
Lu Zhigang,Han Yanling,Zhu Lianbo,et al.Economic evaluation of the multi-group operation data distribution system based on the load change[J].Proceedings of the CSU-EPSA,2009,21(2):109-114.
[3]劉穎英,徐永海,肖湘寧.地區(qū)電網(wǎng)電能質(zhì)量綜合評(píng)估新方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2008,28(22):130-136.
Liu Yingying,Xu Yonghai,Xiao Xiangning.Analysis of new method on power quality comprehensive evaluation for regional grid[J]. Proceedings of the CSEE,2008,28(22):130-136.
[4]張國(guó)華,張建華,彭謙,等.電網(wǎng)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系與方法[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(8):30-34.
Zhang Guohua,Zhang Jianhua,Peng Qian,et al.Index system and methods for power grid security assessment[J].Power System Technology,2009,33(8):30-34.
[5]萬(wàn)衛(wèi),王淳,程虹,等.電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的初步框架[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2008,36(24):14-18.
Wan Wei,Wang Chun,Cheng Hong,et al.Preliminary frame of index system for evaluating power network[J].Power System Protection and Control,2008,36(24):14-18.
[6]崔凱,史梓男,趙娟.配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].電力建設(shè),2013,34(2):18-21.
Cui Kai,Shi Zinan,Zhao Juan.Research on evaluation system of power distribution network[J].Electric Power Construction,2013,34 (2):18-21.
[7]肖峻,高海霞,葛少云,等.城市中壓配電網(wǎng)評(píng)估方法與實(shí)例研究[J].電網(wǎng)技術(shù),2005,29(20):77-81.
Xiao Jun,Gao Haixia,Ge Shaoyun,et al.Evaluation method and case study of urban medium voltage distribution network[J].Power System Technology,2005,29(20):77-81.
[8]李欣然,劉楊華,朱湘有,等.高壓配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的評(píng)估指標(biāo)體系及其應(yīng)用研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2006,26(17):18-24.
Li Xinran,Liu Yanghua,Zhu Xiangyou,et al.Indices system and its application for evaluating planning scale of HV distribution network [J].Proceedings of the CSEE,2006,26(17):18-24.
[9]劉振亞.加快完善適應(yīng)世界一流電網(wǎng)、國(guó)際一流企業(yè)要求的領(lǐng)導(dǎo)力開發(fā)體系[N].國(guó)家電網(wǎng)報(bào),2012-05-17(1).
[10]南京城市電網(wǎng)規(guī)劃國(guó)際咨詢報(bào)告[R].南京:柏誠(chéng)電力和法電能源,2006,12.
[11]BPI青島國(guó)際咨詢報(bào)告[R].青島:青島供電公司,2001.
[12]黃志偉,葛少云,羅俊平,等.城市配電網(wǎng)發(fā)展策略探討[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2011,23(6):111-115.
Huang Zhiwei,Ge Shaoyun,Luo Junping,et al.Discussion on developmentstrategyofurbandistributionnetworks[J]. Proceedings of the CSU-EPSA,2011,23(6):111-115.
[13]王彬,何光宇,梅生偉,等.智能電網(wǎng)評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2011,35(23):1-5.
Wang Bin,He Guangyu,Mei Shengwei,et al.Construction method of smart grid,s assessment index system[J].Automation of Electric Power Systems,2011,35(23):1-5.
[14]張心潔,葛少云,劉洪,等.智能配電網(wǎng)綜合評(píng)估體系與方法[J].電網(wǎng)技術(shù),2014,38(1):40-46.
Zhang Xinjie,GeShaoyun,LiuHong,etal.Comprehensive assessment system and method of smart distribution grid[J].Power System Technology,2014,38(1):40-46.
(編輯:劉文瑩)
Index System for World-Class Urban Power Network
XU Ke1,LIU Mingzhi1,ZHANG Jun1,LIU Cong1,YIN Qiang1,LUO Fengzhang2,WEI Wei2
(1.State Grid Tianjin Electric Power Corporation,Tianjin 300010,China;2.Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education,Tianjin University,Tianjin 300072,China)
In recent years,with the rapid development of urban power network in China,it,s urgent to establish a scientific and objective index system to assess the gap between target network and world-class level.Learning from the commonly used index systems of international power companies,this paper selected core indexes to represent the characteristics of world-class grid form five aspects:safe and reliable,economic and efficient,quality service,green and low-carbon,and friendly interaction.Then,through the analysis on the professional driving factors of the core indexes,the second class indexes were suggested to support the first class ones.The application shows that the proposed index system can comprehensively and objectively reflect the development level and weaknesses of power grid,and lead the focus and direction of power grid development.
world-class;urban power network;index system;security and reliability;power supply reliability
TM 727
A
1000-7229(2015)11-0051-07
10.3969/j.issn.1000-7229.2015.11.008
2015-06-01
2015-10-14
徐科(1979),男,博士,高級(jí)工程師,主要從事電網(wǎng)規(guī)劃研究和管理方面的工作;
劉明志(1973),男,高級(jí)工程師,主要從事電網(wǎng)規(guī)劃方面的管理工作;
張軍(1968),男,高級(jí)工程師,主要從事電網(wǎng)規(guī)劃方面的管理工作;
劉聰(1976),男,高級(jí)工程師,主要從事電網(wǎng)規(guī)劃方面的管理工作;
殷強(qiáng)(1990),男,碩士,主要從事電網(wǎng)規(guī)劃、智能電網(wǎng)方面的工作;
羅鳳章(1980),男,博士,講師,通信作者,主要從事電網(wǎng)規(guī)劃、智能電網(wǎng)等方面的研究工作;
魏煒(1976),男,博士,副教授,主要從事大電網(wǎng)安全分析、智能電網(wǎng)等方面的研究工作。
國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目(2014AA051901);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51207101,51377116);中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2013M530113);國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目(XM2014040042804)。
Project supportedbytheNationalHighTechnologyResearch&Development program of China(863 Program)(2014AA051901);National Natural Science Foundation of China(51207101,51377116).