袁博

(國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，石家莊050021)

0 引言

我國(guó)配電系統(tǒng)投資的持續(xù)增加使其規(guī)模迅猛發(fā)展。近年來(lái)，配電系統(tǒng)以優(yōu)化可靠性為主要目標(biāo)，帶來(lái)了利用效率不高等問(wèn)題；加之可再生能源、多元化負(fù)荷、柔性裝置等新資源的廣泛接入，配電系統(tǒng)的整體利用效率亟待優(yōu)化。在提質(zhì)增效的電力發(fā)展模式下，提升配電系統(tǒng)利用效率的需求日益迫切。其中，作為優(yōu)化利用效率基礎(chǔ)的評(píng)估技術(shù)受到廣泛關(guān)注，并在利用效率提升方面發(fā)揮著重要作用。然而，與之不適應(yīng)的是，對(duì)配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的研究目前尚處于由淺及深的探索過(guò)程，具有一定基礎(chǔ)、但整體有待深入。目前，尚無(wú)跡象表明相關(guān)學(xué)者對(duì)配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估進(jìn)行了綜述研究。

因此，本文對(duì)配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的研究現(xiàn)狀進(jìn)行全面綜述，并重點(diǎn)針對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域中適應(yīng)性評(píng)估方法進(jìn)行展望，以期指導(dǎo)后續(xù)研究。本文結(jié)構(gòu)安排如下：第1節(jié)按照運(yùn)行資源、存量資源和輔助資源，定義了配電系統(tǒng)利用效率的3類內(nèi)涵；第2節(jié)按照設(shè)備層面和系統(tǒng)層面對(duì)配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)，并分析其內(nèi)在邏輯聯(lián)系；第3節(jié)針對(duì)未來(lái)適應(yīng)性的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估方法進(jìn)行探討，探討未來(lái)的研究方向，提出基于3大維度的評(píng)估指標(biāo)體系、設(shè)備個(gè)體和系統(tǒng)整體的互動(dòng)評(píng)估思路等，并指出配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的拓展研究方向；第四章對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)。

1 配電系統(tǒng)利用效率的內(nèi)涵

由于整體研究時(shí)間不長(zhǎng)，配電系統(tǒng)利用效率尚沒(méi)有統(tǒng)一、全面的內(nèi)涵。為此，在綜合總結(jié)國(guó)內(nèi)外對(duì)配電系統(tǒng)利用效率界定的基礎(chǔ)上[1 - 3]，本文給出一種配電系統(tǒng)利用效率的含義。

定義1(配電系統(tǒng)利用效率)配電系統(tǒng)利用效率有“廣義”與“狹義”之分。廣義利用效率由配電系統(tǒng)運(yùn)行資源利用效率、配電系統(tǒng)存量資源利用效率、配電系統(tǒng)輔助資源利用效率3個(gè)部分組成；狹義利用效率專指是配電系統(tǒng)運(yùn)行資源利用效率，運(yùn)行資源也是配電系統(tǒng)各類資源中最重要的部分。

廣義利用效率3個(gè)組成部分進(jìn)一步定義如下。

定義2(運(yùn)行資源利用效率)配電系統(tǒng)運(yùn)行資源利用效率是指，系統(tǒng)中實(shí)際運(yùn)行的電氣資源(含電氣二次資源)的利用效率，應(yīng)包括設(shè)備利用效率和系統(tǒng)利用效率兩個(gè)層面。

該定義中，設(shè)備利用效率指，單一設(shè)備或某類設(shè)備的利用率；而系統(tǒng)利用效率則指，配電系統(tǒng)的整體利用效果。在此指出，在評(píng)估配電系統(tǒng)運(yùn)行資源利用效率時(shí)，應(yīng)充分考慮設(shè)備利用效率和系統(tǒng)利用效率，并應(yīng)計(jì)及正常運(yùn)行方式和故障運(yùn)行方式。

定義3(存量資源利用效率)配電系統(tǒng)存量資源利用效率是指，非運(yùn)行中的電氣資源(含電氣二次資源)的利用效率，包括老舊資源利用情況和備用資源儲(chǔ)備情況。

該定義中，老舊資源情況指，暫時(shí)廢棄且可進(jìn)一步應(yīng)用的電氣資源(如設(shè)備升級(jí)后被替代的老舊線路、變壓器)；備用資源情況則指，已采購(gòu)但近期尚沒(méi)有建設(shè)或安裝計(jì)劃的電氣資源(如備用的智能電表)。這里指出，在配電系統(tǒng)存量資源利用效率評(píng)估時(shí)，應(yīng)綜合考慮電網(wǎng)運(yùn)行和設(shè)備需求等情況，即在保障系統(tǒng)安全和適應(yīng)發(fā)展的前提下，老舊資源利用量越高、備用資源的儲(chǔ)備量越少時(shí)，存量資源利用效率越高。

定義4(輔助資源利用效率)配電系統(tǒng)輔助資源利用效率是指，非電氣類資源的利用效率。

該定義中，非電氣類資源是指，除電氣資源之外一切電網(wǎng)公司資產(chǎn)內(nèi)的可用資源，如電纜管廊、架空線路走廊、配套建筑、建設(shè)用地，以及所具有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)、軟硬件系統(tǒng)等。

本文所述的配電系統(tǒng)利用效率，是指狹義的配電系統(tǒng)利用效率，即配電系統(tǒng)運(yùn)行資源利用效率。本文對(duì)配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估所做的工作，也主要面向運(yùn)行資源開(kāi)展的。目前，配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估已具有一定研究進(jìn)展[4 - 5]，并在逐步深入。本文將從總結(jié)研究進(jìn)展和探索研究展望兩個(gè)核心方面，進(jìn)行綜述研究。

2 配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的研究進(jìn)展

電網(wǎng)公司常用“三率”(供電可靠率、線損率和電壓合格率)來(lái)評(píng)估配電系統(tǒng)的實(shí)際工程，但這3個(gè)指標(biāo)過(guò)于單一，未能真正反映利用效率。配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的核心在于評(píng)估指標(biāo)的構(gòu)建，本文在梳理該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，將配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的研究進(jìn)展分為兩類，分別是設(shè)備層面的利用效率評(píng)估和系統(tǒng)層面的利用效率評(píng)估，這也與上節(jié)所述配電系統(tǒng)運(yùn)行資源利用效率的定義一致。

2.1 設(shè)備層面的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估

設(shè)備層面的利用效率評(píng)估是針對(duì)某個(gè)設(shè)備或某些設(shè)備的評(píng)估。最初，文獻(xiàn)[6]通過(guò)變壓器和線路的容量利用率表征運(yùn)行設(shè)備的利用效率；文獻(xiàn)[7]則利用相關(guān)性分析并從資產(chǎn)管理角度提出設(shè)備運(yùn)行效率評(píng)估指標(biāo)體系；上述研究對(duì)象是包括輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)在內(nèi)的各級(jí)電網(wǎng)。隨后，針對(duì)110 kV及以下配電系統(tǒng)，相關(guān)學(xué)者基于設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)維度的相互關(guān)系，定義了配電系統(tǒng)設(shè)備利用率，考慮供電可靠性、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性、電網(wǎng)建設(shè)裕度等影響因素，提出配電系統(tǒng)設(shè)備利用率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和提升措施[8]；進(jìn)而結(jié)合供電能力的中低壓配電系統(tǒng)設(shè)備合理利用效率研究受到關(guān)注[9]。同時(shí)，在實(shí)例方面，文獻(xiàn)[10]分析廣東配電網(wǎng)中不同地區(qū)、不同電壓等級(jí)的設(shè)備利用率及其效率低下的原因。

一般來(lái)說(shuō)，配電系統(tǒng)的核心電氣設(shè)備包括變壓器和線路兩類。在變壓器方面，文獻(xiàn)[11]以配電變電站為評(píng)估對(duì)象，根據(jù)某省變電站輕載情況，剖析了變壓器輕載原因；在線路方面，文獻(xiàn)[12]根據(jù)未來(lái)負(fù)荷增長(zhǎng)、設(shè)備停運(yùn)及發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)分配等因素，通過(guò)計(jì)算線路潮流概率分布，獲取線路利用率；文獻(xiàn)[13]則提出了一種基于經(jīng)濟(jì)性與可靠性協(xié)調(diào)的線路最大利用率評(píng)估方法，可獲取線路年均利用率最高水平。上述變壓器和線路的評(píng)估對(duì)于輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)均具有適用性。

與各類評(píng)估思路一致，設(shè)備層面的利用效率評(píng)估涉及兩個(gè)核心環(huán)節(jié)——“各評(píng)估指標(biāo)的構(gòu)建”(評(píng)估指標(biāo)體系)和“綜合評(píng)估指標(biāo)的計(jì)算”。在評(píng)估指標(biāo)體系方面，可從負(fù)載率、容載比、容量因子和全周期利用率等不同側(cè)面全方位分析設(shè)備利用狀態(tài)以構(gòu)建設(shè)備利用率指標(biāo)體系[14]；或通過(guò)安全準(zhǔn)則、用電需求、電網(wǎng)建設(shè)、負(fù)荷特性、分布式電源、設(shè)備壽命等影響設(shè)備利用率的因素，構(gòu)建評(píng)估退役設(shè)備和在運(yùn)設(shè)備的利用效率指標(biāo)體系[15 - 16]。在綜合評(píng)估指標(biāo)計(jì)算方面，文獻(xiàn)[17]構(gòu)建了基于層次分析法與改進(jìn)熵權(quán)法的設(shè)備利用率綜合評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)主客觀的結(jié)合。從本質(zhì)上講，評(píng)估指標(biāo)構(gòu)建與計(jì)算密不可分，且各類評(píng)估指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)。文獻(xiàn)[18]從供電可靠性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、供電能力、建設(shè)裕度等影響因素中梳理設(shè)備利用率指標(biāo)體系，采用灰色關(guān)聯(lián)閾值變權(quán)法對(duì)層次分析法確定的權(quán)重進(jìn)行調(diào)整，得到綜合評(píng)估結(jié)果。目前，雖然配電系統(tǒng)設(shè)備利用效率的具體指標(biāo)呈現(xiàn)出多樣化的狀態(tài)，但始終從設(shè)備利用效率影響因素入手，根據(jù)不同需求構(gòu)建相應(yīng)指標(biāo)[19]。

近年來(lái)，隨著研究的深入，設(shè)備層面的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估出現(xiàn)了2個(gè)新特點(diǎn)。

1)考慮非利用率因素的配電系統(tǒng)設(shè)備利用效率評(píng)估。這類評(píng)估的指標(biāo)是在傳統(tǒng)設(shè)備利用效率指標(biāo)基礎(chǔ)上，考慮與之相博弈的因素構(gòu)建指標(biāo)。其中，最具代表性的博弈因素是安全可靠性。文獻(xiàn)[20]提出考慮安全約束的電網(wǎng)利用率評(píng)估思路，在概率潮流計(jì)算中考慮基于安全約束的發(fā)電調(diào)度算法，從而得到設(shè)備利用率。文獻(xiàn)[21]則基于國(guó)務(wù)院599號(hào)令構(gòu)建不同等級(jí)事故發(fā)生概率的要求，提出以等級(jí)事故概率為約束的設(shè)備利用效率評(píng)估方法。

2)考慮可再生能源影響的配電系統(tǒng)設(shè)備利用效率評(píng)估。這類評(píng)估通過(guò)分析各類可再生能源對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備利用率的影響實(shí)現(xiàn)的。文獻(xiàn)[22]研究了分布式電源接入對(duì)配電系統(tǒng)設(shè)備利用率的影響并提出針對(duì)性優(yōu)化措施；文獻(xiàn)[23]則基于運(yùn)行效率和投資效益構(gòu)建計(jì)及新能源接入的評(píng)估指標(biāo)體系，并基于古林法改進(jìn)物元可拓模型以實(shí)現(xiàn)評(píng)估主客觀結(jié)合。

2.2 系統(tǒng)層面的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估

系統(tǒng)層面的利用效率評(píng)估是指針對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的整體利用效率評(píng)估，涉及電源、電網(wǎng)、負(fù)荷3個(gè)方面，可以是針對(duì)源、網(wǎng)、荷中某一方面的整體評(píng)估，也可以是針對(duì)“源-網(wǎng)-荷”的整體評(píng)估。近十年前，就有學(xué)者從年最大負(fù)荷、變壓器容量、線路容量、土地利用情況等方面對(duì)利用效率進(jìn)行評(píng)估[6]；隨后，相關(guān)學(xué)者以全壽命單位輸電成本為核心，從運(yùn)行效率、安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等角度，提出運(yùn)營(yíng)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[24]，并對(duì)比國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)評(píng)估結(jié)果[25]。這些指標(biāo)體系雖然針對(duì)輸電網(wǎng)，但其思想可用于配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估。文獻(xiàn)[26]提出了一組反映輸配電網(wǎng)整體利用效率的利用水平指標(biāo)及指標(biāo)近似估算方法，并從利用水平角度研究了日本輸配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)律。文獻(xiàn)[27]則考慮負(fù)荷率、功率因數(shù)和負(fù)載率等，構(gòu)建了評(píng)價(jià)配電系統(tǒng)利用率的綜合指標(biāo)。隨著智能電網(wǎng)的推進(jìn)，相關(guān)學(xué)者研究了智能電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，指出利用效率是智能電網(wǎng)評(píng)估的重要方面，并提出智能電網(wǎng)設(shè)備利率上限、實(shí)際利用率、相對(duì)利用率等指標(biāo)的計(jì)算方法[28]。

隨著研究的深入，目前系統(tǒng)層面的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估，正在關(guān)注以下研究方向。

1)考慮非利用率因素的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估。與設(shè)備層面的評(píng)估思路相同，這類評(píng)估是在系統(tǒng)利用效率的傳統(tǒng)評(píng)估指標(biāo)基礎(chǔ)上，考慮與之相博弈的可靠性、安全性、風(fēng)險(xiǎn)性等因素。例如，相關(guān)研究在構(gòu)建了利用效率影響因素的基礎(chǔ)上，根據(jù)相關(guān)性分析，引入風(fēng)險(xiǎn)因素、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性以及電網(wǎng)發(fā)展裕度等影響因素的系數(shù)修正變量，結(jié)合靜態(tài)安全分析提出整體利用率評(píng)估方法[29]。再如，文獻(xiàn)[30]構(gòu)建了以最大供電能力為目標(biāo)、以供電可靠性為約束的非線性模型，結(jié)合饋線分區(qū)理念改進(jìn)配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估思路，提出考慮供電可靠性的中壓配電系統(tǒng)供電能力評(píng)估方法，可用于表征配電系統(tǒng)的整體利用效率評(píng)估。

2)基于供電能力或能源利用率的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估。供電能力和能源利用率是傳統(tǒng)利用效率指標(biāo)的集中體現(xiàn)，本文將其歸為一類。其中，供電能力可視為電網(wǎng)支撐負(fù)荷的綜合指標(biāo)，而能源利用率可視為各類電源(含以電為最終并網(wǎng)形式的可再生能源)支撐負(fù)荷的綜合指標(biāo)。顯而易見(jiàn)，這兩類指標(biāo)是表征系統(tǒng)整體利用效率的主要指標(biāo)。在供電能力方面，常以最大供電能力進(jìn)行表征[30]；文獻(xiàn)[31]在最大供電能力的基礎(chǔ)上考慮平均供電能力，以評(píng)估配電系統(tǒng)拓?fù)浣泳€方案；文獻(xiàn)[32]則以最大供電能力為目標(biāo)、以可靠性需求和故障后負(fù)荷響應(yīng)經(jīng)濟(jì)性為約束，提出主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力評(píng)估方法，并驗(yàn)證其對(duì)提升利用效率的有效性。在能源利用率方面，文獻(xiàn)[33]構(gòu)建了一套涵蓋配電規(guī)劃、設(shè)備參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等指標(biāo)的配電系統(tǒng)能效指標(biāo)體系，并通過(guò)層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重；文獻(xiàn)[34]則考慮多類綜合能源的多能流特性及其對(duì)配電系統(tǒng)的影響，構(gòu)建用于多能協(xié)同配電園區(qū)的能源利用率指標(biāo)。

3)考慮可再生能源的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估。本文將配電系統(tǒng)中的“可再生能源”進(jìn)一步劃分為可再生電源和區(qū)域綜合能源。(1)可再生電源以風(fēng)電、光伏等為主要形式，文獻(xiàn)[35]考慮分布式電源出力隨機(jī)性，提出含分布式電源的配電系統(tǒng)中供電能力的概率評(píng)估方法；文獻(xiàn)[36]則基于電動(dòng)汽車充電網(wǎng)、電力用戶、交通網(wǎng)和配電網(wǎng)之間的耦合關(guān)系建立四個(gè)準(zhǔn)則，構(gòu)建了涵蓋利用效率評(píng)價(jià)的電動(dòng)汽車快充網(wǎng)綜合評(píng)估指標(biāo)體系；文獻(xiàn)[37 - 38]針對(duì)微電網(wǎng)進(jìn)行評(píng)估，前者運(yùn)用魚骨圖建立“源-網(wǎng)-荷”3個(gè)維度的微網(wǎng)運(yùn)行效果評(píng)估指標(biāo)體系，后者則建立考慮全壽命周期內(nèi)的收益和成本，分析微網(wǎng)項(xiàng)目綜合效益。(2)區(qū)域綜合能源即綜合能源系統(tǒng)的起步階段，多能協(xié)同效果、能源利用率、可再生能源消納率等[34]，是整體利用效率的重要指標(biāo)；文獻(xiàn)[39]針對(duì)“電力-天然氣-熱力”區(qū)域綜合能源系統(tǒng)，分析能源耦合環(huán)節(jié)并建立能量流綜合求解模型，采用系統(tǒng)內(nèi)耦合性在一定程度上表征利用效率。

4)面向新發(fā)展目標(biāo)的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估。這類評(píng)估的核心在于新發(fā)展目標(biāo)對(duì)利用效率的影響，而發(fā)展目標(biāo)則是隨時(shí)間變化的，故該類評(píng)估未來(lái)將不斷出現(xiàn)新的研究重點(diǎn)。綠色低碳、資源市場(chǎng)化、資源協(xié)調(diào)性、社會(huì)效益等，是現(xiàn)階段和未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)配電系統(tǒng)的新發(fā)展目標(biāo)。文獻(xiàn)[40]建立系統(tǒng)運(yùn)行均勻性與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性/安全性之間的關(guān)系，并基于此提出了針對(duì)運(yùn)行安全與資產(chǎn)利用效率的均勻性分析方法；文獻(xiàn)[41]則針對(duì)大規(guī)模電動(dòng)汽車對(duì)電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)造成的影響，建立了電力市場(chǎng)古諾均衡模型，可用于分析含電動(dòng)汽車的配電市場(chǎng)。針對(duì)低碳電網(wǎng)，文獻(xiàn)[42]提出面向低碳目標(biāo)的電網(wǎng)節(jié)能與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評(píng)價(jià)方法，通過(guò)低碳分析實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)利用效率的輔助評(píng)估；文獻(xiàn)[43]則基于全生命周期分析理念，構(gòu)建低碳電網(wǎng)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，可用于表征配電系統(tǒng)的碳利用率。文獻(xiàn)[44]針對(duì)社會(huì)效益，運(yùn)用“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”邏輯框架，將新技術(shù)應(yīng)用視為壓力，將新技術(shù)引起的運(yùn)行效率和資源配置能力的提高作為過(guò)渡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益角度的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估。

2.3 設(shè)備層面和系統(tǒng)層面的評(píng)估統(tǒng)一性

在配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的研究進(jìn)展中，設(shè)備層面的評(píng)估和系統(tǒng)層面的評(píng)估在本質(zhì)上具有統(tǒng)一性，其統(tǒng)一于綜合評(píng)估思想，即：對(duì)各類設(shè)備利用率的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行綜合，可獲取系統(tǒng)整體評(píng)估結(jié)果。換言之，設(shè)備層面評(píng)估是微觀過(guò)程，包括單一設(shè)備評(píng)估和某類設(shè)備整體評(píng)估；而系統(tǒng)層面的評(píng)估則是宏觀過(guò)程，其基于某類設(shè)備得到的系統(tǒng)整體評(píng)估，由多個(gè)微觀過(guò)程組成。隨著近年來(lái)各類可再生能源的接入，區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的評(píng)估成為了配電系統(tǒng)評(píng)估的拓展。如圖1所示，本文給出了設(shè)備層面和系統(tǒng)層面的利用效率評(píng)估統(tǒng)一性，其中設(shè)備層面和系統(tǒng)層面均具有的多個(gè)相應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)，可形成對(duì)應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)體系。

圖1 配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的一致性Fig.1 Correspondance of the ultilization efficiency evaluation of power distribution system

3 配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的研究展望

未來(lái)配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估應(yīng)適應(yīng)其發(fā)展形勢(shì)，以全面性為目標(biāo)評(píng)估利用效率。配電系統(tǒng)利用效率全面評(píng)估中存在兩個(gè)關(guān)鍵要素，分別為評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建和綜合評(píng)估指標(biāo)求解。本文在未來(lái)研究展望和未來(lái)適應(yīng)性方法探討中，均按照這兩個(gè)關(guān)鍵要素進(jìn)行分析。

3.1 配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的未來(lái)研究方向

3.1.1 評(píng)估指標(biāo)體系的研究方向

目前，評(píng)估指標(biāo)對(duì)配電系統(tǒng)利用效率的考慮尚不全面，對(duì)接入系統(tǒng)的影響因素考慮不足。因此，未來(lái)應(yīng)在設(shè)備層面和系統(tǒng)層面評(píng)估的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)從以下2個(gè)方向上進(jìn)行改進(jìn)性研究。

1)全面的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估指標(biāo)體系研究。這類研究包括2個(gè)方向——指標(biāo)組成類型和指標(biāo)表征方式。(1)在指標(biāo)組成類型方面，未來(lái)應(yīng)從運(yùn)行資源類型和利用效率類型(同類運(yùn)行資源中)兩個(gè)維度確定指標(biāo)組成類型，因此，如何將配電系統(tǒng)運(yùn)行資源按照利用效率屬性進(jìn)行分類，并基于分類結(jié)果劃分各類運(yùn)行資源中的利用效率類型，是未來(lái)的研究重點(diǎn)。(2)在指標(biāo)表征方式方面，未來(lái)應(yīng)以指標(biāo)組成類型為基礎(chǔ)研究各類指標(biāo)的表征方式，除各指標(biāo)計(jì)算公式外，研究重點(diǎn)還應(yīng)包括各指標(biāo)之間的去耦合性，即如何以低耦合性建立完整指標(biāo)體系。

2)考慮“源-網(wǎng)-荷”新影響的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估指標(biāo)體系研究。這類研究的關(guān)鍵在于分析新影響因素與配電系統(tǒng)利用效率之間的關(guān)聯(lián)性，未來(lái)應(yīng)從“源-網(wǎng)-荷”三側(cè)新資源或新技術(shù)入手，研究其對(duì)配電系統(tǒng)利用效率的影響，影響因素如下。

在“源”側(cè)，新影響因素主要涉及泛在電源接入、泛在能源接入以及虛擬電廠技術(shù)3個(gè)方面的影響；其中虛擬電廠技術(shù)的研究已較為深入[45 - 46]，本文在此對(duì)泛在電源和泛在能源做出定義。

定義5(泛在電源與泛在能源)泛在電源是指風(fēng)、光、水、燃?xì)?、生物質(zhì)等最終以電能形式并網(wǎng)的能源，而泛在能源則是指天然氣、冷熱能、交通能源以及儲(chǔ)能設(shè)施等非電能形式并網(wǎng)的能源[47 - 48]。

在“荷”側(cè)，新影響因素主要涉及多元化負(fù)荷(如電動(dòng)汽車)、需求側(cè)管理(可中斷負(fù)荷管理)、售電側(cè)市場(chǎng)化3個(gè)方面的影響，“荷”側(cè)新影響因素的研究應(yīng)與“源”側(cè)協(xié)調(diào)開(kāi)展，實(shí)現(xiàn)“源-荷”互補(bǔ)以優(yōu)化利用效率。

在“網(wǎng)”側(cè)，新影響因素主要涉及兩個(gè)方面：一是綜合能源傳輸網(wǎng)架的新資源影響因素；二是潮流控制器等電網(wǎng)側(cè)新技術(shù)影響因素。

3.1.2 綜合評(píng)估指標(biāo)的研究方向

綜合評(píng)估指標(biāo)是一個(gè)能夠計(jì)及各類指標(biāo)、表征系統(tǒng)整體的綜合指標(biāo)，其值可直接反映配電系統(tǒng)利用效率的量化評(píng)估結(jié)果。該指標(biāo)通常采用一些指標(biāo)綜合方法，對(duì)評(píng)估指標(biāo)體系的各項(xiàng)指標(biāo)值進(jìn)行綜合得到。顯而易見(jiàn)，各項(xiàng)指標(biāo)的綜合方法(即綜合指標(biāo)計(jì)算)是研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在綜合指標(biāo)計(jì)算中，通常采用加權(quán)方式進(jìn)行綜合，其中“線性加權(quán)求和”則是最普遍方式[49]，因此各指標(biāo)權(quán)值的確定方法是未來(lái)綜合方法研究的核心內(nèi)容。目前，在配電系統(tǒng)評(píng)估中，常用的權(quán)值確定方法包括層次分析法、模糊綜合評(píng)判法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法、熵值法、主成分分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、因子分析法、德?tīng)柗品ā?yōu)劣解距離法、秩和比法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法、變權(quán)重系數(shù)法等[50 - 61]，這些方法的改進(jìn)研究是目前和未來(lái)綜合評(píng)價(jià)中的研究方向。文獻(xiàn)[62 - 64]對(duì)綜合評(píng)價(jià)中的指標(biāo)權(quán)值確定方法進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，本文不作贅述。

本文認(rèn)為，未來(lái)綜合評(píng)估指標(biāo)應(yīng)仍以“線性加權(quán)求和”為主要計(jì)算方式，并繼續(xù)以各指標(biāo)權(quán)值確定方法為研究重點(diǎn)，根據(jù)配電系統(tǒng)具體情況改進(jìn)現(xiàn)有權(quán)值確定方法。未來(lái)，指標(biāo)權(quán)值確定方法可參考以下思路進(jìn)行改進(jìn)：1)對(duì)現(xiàn)有指標(biāo)權(quán)值確定方法進(jìn)行綜合的改進(jìn)思路，即兼顧各自方法的優(yōu)勢(shì)；2)優(yōu)化指標(biāo)權(quán)值確定方法中某些要素的改進(jìn)思路；3)優(yōu)化指標(biāo)之間關(guān)聯(lián)性分析的改進(jìn)思路；四是優(yōu)化指標(biāo)體系中各指標(biāo)分類的改進(jìn)思路。

3.2 配電系統(tǒng)利用效率適應(yīng)性評(píng)估方法探討

3.2.1 配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估指標(biāo)體系

隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)，配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估指標(biāo)體系應(yīng)適應(yīng)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，在現(xiàn)有評(píng)估指標(biāo)基礎(chǔ)上建立全面評(píng)估指標(biāo)體系。為充分適應(yīng)能源互聯(lián)網(wǎng)各架構(gòu)發(fā)展，未來(lái)配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估應(yīng)從能源網(wǎng)架、信息支撐和價(jià)值創(chuàng)造3個(gè)維度構(gòu)建指標(biāo)體系。本文給出一種基于3個(gè)維度的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估指標(biāo)體系，其組成架構(gòu)如圖2所示。

從圖2中可見(jiàn)，配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估指標(biāo)包括能源網(wǎng)架、信息支撐和價(jià)值創(chuàng)造3個(gè)維度的指標(biāo)體系。其中，能源網(wǎng)架的指標(biāo)體系通過(guò)源、網(wǎng)、荷的體系架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，包括設(shè)備和系統(tǒng)2個(gè)層面；信息支撐的指標(biāo)體系通過(guò)信息系統(tǒng)本身及其與能源系統(tǒng)融合的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，也包括了設(shè)備和系統(tǒng)2個(gè)層面；價(jià)值創(chuàng)造體系則通過(guò)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，而適應(yīng)未來(lái)清潔綠色發(fā)展和泛在可再生能源接入等新戰(zhàn)略方面的利用效率評(píng)估則集中體現(xiàn)在了價(jià)值創(chuàng)造體系中的社會(huì)價(jià)值方面。

圖2 配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估指標(biāo)體系Fig.2 Evaluation index system of the ultilization efficiency of power distribution system

3.2.2 設(shè)備個(gè)體和系統(tǒng)整體的互動(dòng)評(píng)估模式

在本文提出的評(píng)估指標(biāo)體系中，無(wú)論能源網(wǎng)架維度、信息支撐維度、還是價(jià)值創(chuàng)造維度，都可從評(píng)估對(duì)象的角度進(jìn)一步細(xì)分為設(shè)備層面的利用效率評(píng)估和系統(tǒng)整體層面的利用效率。由于設(shè)備層面的指標(biāo)和系統(tǒng)層面的指標(biāo)相互影響且密切相關(guān)，因此在進(jìn)行各自層面評(píng)估時(shí)應(yīng)計(jì)及另一層面。本文進(jìn)一步給出了一種基于設(shè)備個(gè)體和系統(tǒng)整體互動(dòng)評(píng)估模式的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估思路，如圖3所示。

從圖3中可見(jiàn)，對(duì)各類設(shè)備利用效率的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行加權(quán)，可獲取系統(tǒng)整體評(píng)估結(jié)果；反之，通過(guò)各系統(tǒng)層面評(píng)估指標(biāo)體系中的指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)或某類設(shè)備對(duì)系統(tǒng)影響的分析，從而構(gòu)建設(shè)備的評(píng)估結(jié)果。因此，設(shè)備個(gè)體的綜合評(píng)估指標(biāo)中應(yīng)包含“設(shè)備自身利用效率”和“設(shè)備對(duì)系統(tǒng)利用效率影響”2個(gè)方面的指標(biāo)，而系統(tǒng)整體的綜合評(píng)估指標(biāo)中則應(yīng)包含“系統(tǒng)整體利用效率”和“所有設(shè)備利用效率的綜合”2個(gè)方面的指標(biāo)。顯而易見(jiàn)，該互動(dòng)評(píng)估模式下，設(shè)備個(gè)體和系統(tǒng)整體的兩類綜合評(píng)估指標(biāo)，是以4個(gè)方面的指標(biāo)(設(shè)備自身利用效率、設(shè)備對(duì)系統(tǒng)利用效率影響、系統(tǒng)整體利用效率、所有設(shè)備利用效率的綜合)為基礎(chǔ)的；而這4個(gè)方面的指標(biāo)中，又以設(shè)備自身利用效率和系統(tǒng)整體利用效率為基礎(chǔ)，本文將這兩類指標(biāo)稱為基礎(chǔ)性指標(biāo)。

圖3 設(shè)備個(gè)體和系統(tǒng)整體的互動(dòng)評(píng)估模式Fig.3 Interactive evaluation pattern of device individual and the system as a whole

1)設(shè)備自身利用效率：應(yīng)包括電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和負(fù)荷側(cè)的各類設(shè)備的利用效率。電源側(cè)的常見(jiàn)設(shè)備利用效率包括各類發(fā)電機(jī)組出力效率及電源配套設(shè)備的運(yùn)行效率；電網(wǎng)側(cè)的常見(jiàn)設(shè)備利用效率包括電網(wǎng)中各類變壓器、線路及其配套設(shè)備的運(yùn)行效率；負(fù)荷側(cè)的常見(jiàn)設(shè)備利用效率一般指負(fù)荷配套設(shè)備的利用效率，考慮相對(duì)較少。

2)系統(tǒng)整體利用效率：應(yīng)包括“網(wǎng)-荷”效率、“網(wǎng)-源”效率、“源-荷”效率、“源-網(wǎng)-荷”效率?！熬W(wǎng)-荷”效率和“網(wǎng)-源”效率主要指的是電網(wǎng)支撐負(fù)荷的效率和電網(wǎng)支撐電源的效率，如單位變電容量支撐供電負(fù)荷、單位電源支撐供電負(fù)荷等；而“源-荷”效率主要考慮電源支撐負(fù)荷效率，如系統(tǒng)供電效率等；“源-網(wǎng)-荷”效率則是對(duì)電網(wǎng)整體、電源整體和負(fù)荷整體之間相互影響的效率表征[62]。

3)兩類基礎(chǔ)性指標(biāo)的說(shuō)明：配電系統(tǒng)中，電網(wǎng)或電源的整體利用效率可通過(guò)電網(wǎng)側(cè)和電源側(cè)的設(shè)備利用效率進(jìn)行表征，因此可將其視為“設(shè)備自身利用效率”；而配電系統(tǒng)中某些特殊負(fù)荷的利用率，如電動(dòng)汽車、可中斷負(fù)荷等，雖然屬于負(fù)荷側(cè)設(shè)備，但一般將其與“網(wǎng)-荷”效率和“源-荷”效率同時(shí)考慮，因此將其視為“系統(tǒng)整體利用效率”。

本文指出，在上述兩類基礎(chǔ)性指標(biāo)中，均應(yīng)計(jì)及正常運(yùn)行方式、故障運(yùn)行方式和發(fā)展運(yùn)行方式，而這3種運(yùn)行方式應(yīng)根據(jù)具體需求進(jìn)行具體考慮。通常，配電系統(tǒng)利用效率以正常運(yùn)行方式為主，而將故障運(yùn)行方式作為前提條件、將發(fā)展運(yùn)行方式作為輔助分別進(jìn)行考慮。正常運(yùn)行方式和故障運(yùn)行方式的概念已較為成熟，本文在此給出配電系統(tǒng)發(fā)展運(yùn)行方式的定義。

定義6(配電系統(tǒng)發(fā)展運(yùn)行方式)配電系統(tǒng)發(fā)展運(yùn)行方式是指，配電系統(tǒng)在未來(lái)一定時(shí)間后的運(yùn)行方式，主要涉及設(shè)備自身或系統(tǒng)整體的運(yùn)行狀態(tài)。

發(fā)展運(yùn)行方式下的利用效率，可用于表征當(dāng)前配電系統(tǒng)對(duì)未來(lái)發(fā)展的適應(yīng)性。

3.3 配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的拓展研究思路

配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的最終目的是提升利用效率，其他研究方向大多基于評(píng)估，可視為利用效率評(píng)估的拓展研究。因此，本文對(duì)配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的拓展研究思路進(jìn)行展望，將未來(lái)研究思路分為兩類——直接拓展研究和間接拓展研究。

1)評(píng)估的直接拓展研究。評(píng)估的直接拓展研究是指，對(duì)得到的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估結(jié)果進(jìn)行分析，并將評(píng)估結(jié)果轉(zhuǎn)化為利用效率優(yōu)化所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。未來(lái)，評(píng)估的直接拓展研究包括2個(gè)方面內(nèi)容。(1)配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估結(jié)果的直觀分析，即根據(jù)評(píng)估結(jié)果的量化指標(biāo)值，給出配電系統(tǒng)利用效率的結(jié)論，重點(diǎn)在于研究量化指標(biāo)值和所需工程結(jié)論之間的邏輯關(guān)系。(2)配電系統(tǒng)利用效率的優(yōu)化目標(biāo)制定，即根據(jù)評(píng)估結(jié)果找出可優(yōu)化方向，制定配電系統(tǒng)利用效率優(yōu)化目標(biāo)，重點(diǎn)在于如何通過(guò)評(píng)估結(jié)果找出利用效率低下原因，以及如何根據(jù)找到的原因確定量化的優(yōu)化目標(biāo)。

2)評(píng)估的間接拓展研究。評(píng)估的間接拓展研究是指，在得到利用效率優(yōu)化目標(biāo)后(直接拓展研究)，制定配電系統(tǒng)優(yōu)化策略或流程。整體來(lái)看，配電系統(tǒng)利用效率優(yōu)化技術(shù)涉及規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行優(yōu)化、調(diào)度控制、運(yùn)維檢修、經(jīng)營(yíng)管理5個(gè)領(lǐng)域。在這5個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中，運(yùn)維檢修和經(jīng)營(yíng)管理與配電系統(tǒng)利用效率優(yōu)化之間量化關(guān)系尚不十分明朗，這兩方面的研究關(guān)注度也較小，因而不應(yīng)作為未來(lái)的研究重點(diǎn)；而規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行優(yōu)化、調(diào)度控制這3個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的研究與優(yōu)化目標(biāo)相關(guān)性較高且具有一定研究基礎(chǔ)，本文認(rèn)為應(yīng)作為未來(lái)評(píng)估的間接拓展研究的主要方向。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)配電系統(tǒng)規(guī)模日益增長(zhǎng)和電力發(fā)展提質(zhì)增效模式的雙重背景下，配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估正在發(fā)揮著重要作用。然而，該領(lǐng)域的研究尚不深入且無(wú)針對(duì)配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的綜述研究。因此，本文對(duì)配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估進(jìn)行了全面總結(jié)和探索性展望。本文所作具體工作包括：1)定義了配電系統(tǒng)利用效率的3類內(nèi)涵；2)按照設(shè)備層面和系統(tǒng)層面總結(jié)了配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的研究進(jìn)展并梳理兩者邏輯關(guān)系；3)展望了該領(lǐng)域未來(lái)的研究方向和研究思路，探討了基于3大維度的配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估指標(biāo)體系、設(shè)備個(gè)體與系統(tǒng)整體的互動(dòng)評(píng)估模式等。

未來(lái)，配電系統(tǒng)利用效率評(píng)估的研究可參考本文提出的研究方向與適應(yīng)性評(píng)估方法的具體思路，重點(diǎn)探索評(píng)估指標(biāo)體系具體組成、互動(dòng)評(píng)估模式實(shí)現(xiàn)流程、利用效率評(píng)估的直接拓展等。在研究基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步面向規(guī)劃和運(yùn)行領(lǐng)域進(jìn)行配電系統(tǒng)利用效率優(yōu)化方法的研究。此外，本文所作工作主要針對(duì)“運(yùn)行資源利用效率”，對(duì)于“存量資源利用效率”和“輔助資源利用效率”的相關(guān)研究，有待進(jìn)一步進(jìn)行深入探討。