方逸航，殷蕓輝，王承民，謝寧

（1.上海交通大學(xué)電力傳輸與功率變換控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗室，上海 200240；2.國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鹽城供電公司，江蘇鹽城 224000）

0 引言

構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是貫徹落實(shí)我國能源安全新戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)“30·60”碳中和氣候應(yīng)對目標(biāo)的重大需求[1]。在這一過程中，隨著分布式能源、電動汽車、多能耦合元件等新型設(shè)備的接入，配電網(wǎng)呈現(xiàn)出源荷不確定性增強(qiáng)、規(guī)劃對象規(guī)模劇增、系統(tǒng)特性多樣化與復(fù)雜化的特點(diǎn)，觀測與控制難度顯著提升[2]。

為提升對配電網(wǎng)的觀測與控制能力，國內(nèi)外對配電網(wǎng)的能控能觀性開展了廣泛研究。文獻(xiàn)[3-6]基于控制理論中的相關(guān)定義，對配電網(wǎng)的整體或若干元件開展了能控性分析；文獻(xiàn)[7-9]則基于控制理論/電力系統(tǒng)狀態(tài)估計中的相關(guān)研究，對配電網(wǎng)的整體或若干元件開展了能觀性分析。但目前的研究缺乏對非電氣量的考慮，也未明確能觀性與能控性之間的聯(lián)系。

合理的配電網(wǎng)二次設(shè)備配置方案是解決配電網(wǎng)觀測與控制問題的關(guān)鍵[10]。目前，對配電網(wǎng)二次設(shè)備規(guī)劃模型及評估方法的研究已具備一定規(guī)模。文獻(xiàn)[11]對智能變電站中二次設(shè)備的運(yùn)維設(shè)計進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)[12]則綜合考慮投資、運(yùn)維、故障各方面成本，提出了零碳園區(qū)中各類新型二次設(shè)備的優(yōu)化配置模型；文獻(xiàn)[13-14]進(jìn)一步考慮了一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的耦合關(guān)系，提出了配電網(wǎng)的一二次協(xié)同規(guī)劃方法；文獻(xiàn)[15-16]則從二次設(shè)備配置后對供電公司和全社會的經(jīng)濟(jì)效益角度出發(fā)，構(gòu)建了基于技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和社會指標(biāo)的配電網(wǎng)二次設(shè)備效益評估模型。然而，現(xiàn)有的配電網(wǎng)二次設(shè)備規(guī)劃模型及評估方法仍存在如下缺陷：1）在規(guī)劃對象方面，現(xiàn)有研究集中于配電終端，對其余類型設(shè)備研究不足，且缺乏對多種類型/不同型號二次設(shè)備配合問題的研究；2）在目標(biāo)函數(shù)方面，現(xiàn)有研究大都從可靠性或經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，缺乏對低碳性、能控能觀性的考慮；3）在工程實(shí)用性方面，現(xiàn)有研究未充分考慮實(shí)際量測誤差對規(guī)劃的影響，且缺乏對各類二次設(shè)備和配電網(wǎng)狀態(tài)變量及觀測/控制過程的關(guān)聯(lián)性研究。

因此，對新型配電網(wǎng)開展能控能觀性分析并構(gòu)建相應(yīng)的二次設(shè)備規(guī)劃模型與評估方法至關(guān)重要。本文首先對配電網(wǎng)的能觀性與能控性進(jìn)行定義，并構(gòu)建能控能觀需求與變量量測的映射集合；其次，將低碳性與能控能觀性納入二次設(shè)備的優(yōu)化規(guī)劃模型，構(gòu)建多維度層級的評估指標(biāo)體系，提出相應(yīng)的評估方法；最后，以算例驗證所提模型與方法的有效性，為配網(wǎng)二次設(shè)備規(guī)劃提供參考。

1 配電網(wǎng)能控能觀性定義與映射構(gòu)建

1.1 配電網(wǎng)能觀性定義

根據(jù)現(xiàn)代控制理論的相關(guān)概念[17]，配電網(wǎng)能觀性的文字定義應(yīng)為：若對于任一給定輸入，在有限觀測時間內(nèi)的輸出能唯一地確定配電網(wǎng)初始狀態(tài)，則稱配電網(wǎng)能觀。

目前，由于對配電網(wǎng)中的變量測量尚不夠全面、精確，在實(shí)際中常采用基于加權(quán)最小二乘法的配電網(wǎng)狀態(tài)估計方法[18]。對于配電網(wǎng)是否能觀，相關(guān)研究主要圍繞量測雅可比矩陣H（x）及增益矩陣G（x）進(jìn)行判斷。根據(jù)研究主題的不同，相應(yīng)的能觀判據(jù)存在一定差別[19-21]，主要有如下幾類：（1）H（x）為滿秩；（2）G（x）的秩不小于狀態(tài)變量個數(shù)減一；（3）H（x）行數(shù)大于列數(shù)；（4）H（x）行數(shù)等于列數(shù)且滿秩。

但現(xiàn)代控制理論與電力系統(tǒng)狀態(tài)估計中的能觀性定義與配電網(wǎng)觀測的實(shí)際情況仍存在差距，其主要缺陷如下：1）基于現(xiàn)代控制理論的能觀性定義以輸出變量確定初始狀態(tài)變量，而配電網(wǎng)中絕大部分狀態(tài)變量的觀測均可通過直接測量實(shí)現(xiàn)，該定義增大了能觀性分析的難度且沒有必要；2）基于狀態(tài)估計的能觀性分析對新型狀態(tài)變量不適用；3）兩者均未考慮二次設(shè)備的量測誤差對能觀性的影響，在相關(guān)狀態(tài)變量未全部量測時也不適用。

考慮到現(xiàn)有研究中能觀性定義缺陷以及配電網(wǎng)實(shí)際觀測的需要，本文將配電網(wǎng)的能觀性定義為：能通過對狀態(tài)變量的直接測量/其余變量的間接計算/狀態(tài)估計確定狀態(tài)變量的值，且其與狀態(tài)變量實(shí)際值之間的誤差在允許范圍內(nèi)。該定義的數(shù)學(xué)表達(dá)式如式（1）所示：

式中：G為實(shí)數(shù)空間；x（t）為t時刻狀態(tài)向量；u（t）為t時刻控制向量；y（t）為t時刻輸出向量；xm（t）為t時刻通過測量得到的狀態(tài)向量；ym（t）為t時刻通過測量得到的輸出向量；f（·）為測量得到的狀態(tài)向量以及輸出向量與實(shí)際狀態(tài)向量之間的映射關(guān)系；ε為能觀誤差；||·||為向量模范數(shù)；εmax為能觀誤差允許范圍。

在實(shí)際配電網(wǎng)中，配置的量測設(shè)備和偽量測均存在誤差（根據(jù)相關(guān)研究，可認(rèn)為量測結(jié)果服從正態(tài)分布且不同量測之間的誤差無相互影響[22]）。因此，受量測和偽量測誤差的影響，能觀誤差ε存在波動，狀態(tài)變量未必在所有時刻均能觀。為衡量狀態(tài)變量在長時間尺度下的能觀性，定義狀態(tài)變量的能觀率指標(biāo)rO，其計算式如式（2）所示：

式中：tO為狀態(tài)變量具備能觀性的總時間；ttotal為對狀態(tài)變量實(shí)施觀測行為的總時間。

當(dāng)狀態(tài)變量/節(jié)點(diǎn)/設(shè)備/配電網(wǎng)的能觀率高于給定要求時，即滿足能觀需求。進(jìn)一步定義配電網(wǎng)綜合能觀率r∑，其計算式如式（3）所示：

式中：rOk為節(jié)點(diǎn)k的能觀率；rOj為設(shè)備j的能觀率；m為節(jié)點(diǎn)總數(shù)；n為設(shè)備總數(shù)。

能觀率計算采取蒙特卡羅法進(jìn)行多次重復(fù)試驗，每次計算開始時按照正態(tài)分布隨機(jī)設(shè)定各狀態(tài)變量量測值（偽量測值）的誤差或則依照歷史分布情況或典型分布情況隨機(jī)選取。其中，對電氣量的能觀性進(jìn)行分析時，主要采取潮流計算的方式，對非電氣量的能觀性進(jìn)行分析時則視其量測函數(shù)而定。多次重復(fù)計算后即可得到各變量的能觀率和綜合能觀率。

1.2 配電網(wǎng)能控性定義

根據(jù)現(xiàn)代控制理論的相關(guān)概念[17]，配電網(wǎng)能控性的文字定義應(yīng)為：若存在一分段連續(xù)輸入，在有限控制時間內(nèi)使得配電網(wǎng)從任意初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移到任意終止?fàn)顟B(tài)，則稱配電網(wǎng)能控。

而區(qū)別于能觀性，電力系統(tǒng)領(lǐng)域尚無普遍適用的能控性定義研究。在配電網(wǎng)中，已有能控性研究以及現(xiàn)代控制理論的能控性定義與配電網(wǎng)的實(shí)際情況同樣存在一定的差異：1）對于配電網(wǎng)控制而言，其控制目標(biāo)是使配電網(wǎng)轉(zhuǎn)移至安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的狀態(tài)，現(xiàn)代控制理論中“轉(zhuǎn)移到任意終止?fàn)顟B(tài)”的要求是難以實(shí)現(xiàn)且并無必要的；2）已有能控性研究以及現(xiàn)代控制理論的能控性判定與能觀性均無聯(lián)系，但在實(shí)際配電網(wǎng)中，出于安全方面考慮，能觀性應(yīng)是能控性的前提。

考慮到現(xiàn)有研究中能控性定義缺陷以及配電網(wǎng)實(shí)際控制需要，本文將配電網(wǎng)的能控性定義為：在規(guī)定時間間隔內(nèi)，使得配電網(wǎng)從任意初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移到安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的終止?fàn)顟B(tài)的能力。數(shù)學(xué)表達(dá)如式（4）所示：

式中：g（·）為控制向量與狀態(tài)向量的映射關(guān)系，反映在特定的控制向量影響下狀態(tài)向量的改變情況；t0為狀態(tài)轉(zhuǎn)移時間；tmax為規(guī)定時間間隔；xreq為安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的終止?fàn)顟B(tài)。

1.3 能控能觀需求-狀態(tài)變量映射集合構(gòu)建

在配電網(wǎng)二次設(shè)備規(guī)劃過程中，配電網(wǎng)的能觀性可以通過各類二次設(shè)備的配置直接實(shí)現(xiàn)；但各類二次設(shè)備的配置無法直接作用于能控性的提升。同時，也需要考慮能觀性對能控性的基礎(chǔ)作用。綜上，考慮構(gòu)建配電網(wǎng)能控能觀需求與狀態(tài)變量的映射集合，確定使得配電網(wǎng)中某個變量/元件/組成部分能控/能觀所需量測的變量，由此明確在配電網(wǎng)規(guī)劃層面二次設(shè)備如何作用于配電網(wǎng)的能控能觀性提升。

以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測為例，展示該映射集合構(gòu)建方法如何應(yīng)用于配電網(wǎng)具體業(yè)務(wù)。

表1 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測業(yè)務(wù)映射集合Table 1 Mapping set of status monitoring

2 配電二次設(shè)備優(yōu)化配置模型與評估方法

2.1 二次設(shè)備配置模型構(gòu)建

進(jìn)行二次設(shè)備配置時，考慮二次設(shè)備與一次網(wǎng)架間的協(xié)同關(guān)系可使規(guī)劃結(jié)果更加精確。傳統(tǒng)協(xié)同規(guī)劃以經(jīng)濟(jì)效益最大化為目標(biāo)函數(shù)，在一次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計時，同步規(guī)劃設(shè)計二次系統(tǒng)[13]。本文在傳統(tǒng)協(xié)同規(guī)劃模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，考慮能觀性對可靠性/低碳性的定量影響，并將碳排放及能觀性納入目標(biāo)函數(shù)。在此基礎(chǔ)上，基于前文構(gòu)建的映射集合將規(guī)劃中不直接涉及的能控性相關(guān)需求加入規(guī)劃約束中，從而得到本文的二次設(shè)備配置模型。模型以綜合效益最大化為目標(biāo)函數(shù)，在實(shí)現(xiàn)原有模型一二次協(xié)同的基礎(chǔ)上，達(dá)到一二次系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)性、低碳性和能觀性上的綜合最優(yōu)。同時，模型在實(shí)際規(guī)劃時可求解多種類型/不同型號態(tài)勢感知設(shè)備相配合的最優(yōu)配置方案。模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

式中：Cinv為投資成本；CR為缺電成本；ω為碳排放懲罰系數(shù)；Cenv為碳排放量；ξ為能觀激勵系數(shù)；Cobs為能觀綜合指標(biāo)；l為待建線路總數(shù)；xi為0-1 變量，表示是否新建第i條線路；cl為線路單位擴(kuò)建成本；li為線路i的長度；cn為二次設(shè)備成本；yj為0-1 變量，表示是否配置第j類二次設(shè)備；nj為第j類二次設(shè)備數(shù)量；Nt為時段總數(shù)；Et為t時段的供電不足期望；ΔEt為配置二次設(shè)備后減少的t時段的供電不足期望；Ct為t時刻單位缺電損失成本；ccarbon為設(shè)備碳排放量（為負(fù)則為碳排放削減量）；njcontrol為配電網(wǎng)能控對第j類設(shè)備的需求量。

2.2 能觀性與可靠性/低碳性的數(shù)學(xué)關(guān)系量化

在能觀性對可靠性影響方面，能觀率與ΔEt的定量關(guān)系尚未明確。一般而言，隨著配電網(wǎng)智能、自動化水平的提升，自愈速度也隨之上升。因此，本文采用基于專家測試數(shù)據(jù)的自愈時間量化方法：

式中：F為配電網(wǎng)自愈時間期望；N為測試數(shù)據(jù)總數(shù)；πi為第i個數(shù)據(jù)的可信度；di為第i個數(shù)據(jù)的值。

在能觀性對低碳性影響方面，工程上一般考慮視態(tài)勢感知設(shè)備配置方案、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、負(fù)荷分布等情況設(shè)定網(wǎng)損降低系數(shù)以衡量能觀率提升后降低網(wǎng)損的效果[23]。具體計算方法如下：

式中：ΔEl為網(wǎng)損削減量；σ為網(wǎng)損降低系數(shù)；Δr∑為綜合能觀率變化量；ρ為原配電網(wǎng)線損率；C為規(guī)劃區(qū)域內(nèi)年度平均售電量；μ為單位電量的碳排放量。

2.3 計及配電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的多維評估方法

在對二次設(shè)備配置方案進(jìn)行評估時，除原有研究中重點(diǎn)討論的二次設(shè)備經(jīng)濟(jì)性外，本文所提評估方法綜合考慮二次設(shè)備配置為電網(wǎng)乃至社會帶來的可靠性與低碳性效益。在此基礎(chǔ)上，將配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、電能質(zhì)量監(jiān)測、可靠性、自愈能力、消納可再生能源這5 項關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)納入評估體系，定量衡量二次設(shè)備配置后配電網(wǎng)業(yè)務(wù)的達(dá)成情況，進(jìn)一步提升評估方法的工程實(shí)用性。具體指標(biāo)體系如下所示：

1）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。（1）一次系統(tǒng)成本削減。合理的二次設(shè)備配置可一定程度降低一次系統(tǒng)的投資及維護(hù)成本，其計算方法詳見文獻(xiàn)[23]；（2）網(wǎng)損電量節(jié)約收益。

如式（7）所示，合理的二次設(shè)備配置方案可節(jié)約網(wǎng)損電量，其對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益為：

式中：ΔCl為網(wǎng)損電量節(jié)約收益；c為單位電價。

2）低碳指標(biāo)。（1）直接碳中和量。二次設(shè)備設(shè)備投入后直接削減的碳排放量；（2）間接碳中和量。二次設(shè)備設(shè)備投入后間接削減的碳排放量，具體計算方式見式（7）。

3）業(yè)務(wù)指標(biāo)。本文業(yè)務(wù)指標(biāo)的設(shè)置如圖1 所示。

圖1 業(yè)務(wù)指標(biāo)Fig.1 Service Indices

業(yè)務(wù)指標(biāo)中的覆蓋率、精度和響應(yīng)時間等指標(biāo)計算方法簡單，其余指標(biāo)均為領(lǐng)域通用或有文獻(xiàn)參考的，此處不再贅述。

評估時，根據(jù)已配置二次設(shè)備涉及的業(yè)務(wù)選取相關(guān)的若干個業(yè)務(wù)指標(biāo)，并將其與經(jīng)濟(jì)、低碳指標(biāo)相結(jié)合，以拉格朗日乘子法進(jìn)行歸一化：

式中：L（·）為拉格朗日函數(shù)；β為拉格朗日乘子；f（·）為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評估函數(shù)，通常為缺電成本削減、一次系統(tǒng)成本削減、線損電量節(jié)約之和減去各二次設(shè)備配置成本；h（·）為低碳指標(biāo)評估函數(shù)，通常為直接碳中和量與間接碳中和量之和；g（·）為業(yè)務(wù)指標(biāo)評估函數(shù)，為圖1 所示若干業(yè)務(wù)指標(biāo)的加權(quán)和。

實(shí)際評估時，可根據(jù)需求選取每項評估函數(shù)包含的指標(biāo)，并選取相應(yīng)的拉格朗日乘子，其原則為經(jīng)系數(shù)統(tǒng)一量綱后的各項評估函數(shù)在數(shù)量級上相當(dāng)。由此，可將經(jīng)濟(jì)、低碳和業(yè)務(wù)這3 個不同維度的指標(biāo)評估進(jìn)行統(tǒng)一，形成針對二次設(shè)備配置方案的綜合評估結(jié)果。

3 算例分析

本文選取某市實(shí)際配電網(wǎng)開展算例分析。規(guī)劃內(nèi)容為新建線路以及變壓器、開關(guān)柜、開關(guān)類設(shè)備的二次設(shè)備配置，待選二次設(shè)備包括“二遙”/“三遙”型FTU、不同精度的變壓器油色譜/鐵芯接地電流/局放/溫度測量以及不同精度的開關(guān)柜/架空線路/電力電纜的局放/溫度測量。算例中，偽量測誤差設(shè)定為30%，能觀誤差允許范圍為5%，架空線/電纜/設(shè)備的故障率/持續(xù)時間/及時檢修縮短的故障時間、不同精度量測的配置成本及線損降低比例等參數(shù)則在文獻(xiàn)[23-25]的基礎(chǔ)上按某電力企業(yè)實(shí)際數(shù)據(jù)取值。

采用本文模型進(jìn)行計算，得到不同供電網(wǎng)區(qū)域等級A，A+，B，C，D 及不同分段數(shù)的架空線路對應(yīng)的最優(yōu)FTU 配置方案及可靠性，如表2 所示。

表2 架空線路最優(yōu)FTU配置方案Table 2 Optimal FTU configuration scheme for overhead lines

表2 中，綜合效益為缺電成本削減、一次系統(tǒng)成本削減、線損電量節(jié)約以及碳排放削減（經(jīng)碳排放懲罰系數(shù)統(tǒng)一為經(jīng)濟(jì)成本，ω取100）帶來的效益之和減去FTU 配置成本，由于二遙和三遙FTU 對能觀率的貢獻(xiàn)相等，此處不計能觀率折合的經(jīng)濟(jì)效益，表3 同理。

向不同供電網(wǎng)區(qū)域等級/不同分段數(shù)的架空線路增加三遙FTU 對供電可靠性的影響如圖2 所示。

圖2 不同F(xiàn)TU配置方案對架空線路供電可靠性的影響Fig.2 Influence of different FTU configuration schemes on power supply reliability of overhead lines

不同供電網(wǎng)區(qū)域等級/不同環(huán)網(wǎng)柜數(shù)的電纜環(huán)網(wǎng)對應(yīng)的最優(yōu)FTU 配置方案及可靠性如表3 所示。

表3 電纜環(huán)網(wǎng)最優(yōu)FTU配置方案Table 3 Optimal FTU configuration scheme for cable network

向不同供電網(wǎng)區(qū)域等級/不同環(huán)網(wǎng)柜數(shù)的電纜環(huán)網(wǎng)增加三遙FTU 對供電可靠性的影響如圖3 所示。

圖3 不同F(xiàn)TU配置方案對電纜環(huán)網(wǎng)供電可靠性的影響Fig.3 Influence of different FTU configuration schemes on power supply reliability of cable network

根據(jù)算例分析結(jié)果可得如下結(jié)論：

1）對于高可靠性供電區(qū)域，適量采用三遙FTU有利于綜合成本最優(yōu)化，對于低可靠性供電區(qū)域，均采用二遙FTU 有利于綜合成本最優(yōu)化；

2）相比架空線，對電纜網(wǎng)配置FTU 的經(jīng)濟(jì)收益與供電可靠性提升更小，傾向于采取更多的二遙FTU，這一結(jié)果是電纜本身的高可靠性導(dǎo)致的；

3）就可靠性而言，在低可靠性供電區(qū)域配置FTU 對可靠性提升更有效，但綜合效益則相反，這一結(jié)果應(yīng)歸結(jié)于低可靠性區(qū)域停電影響負(fù)荷量小且缺電損失相比高可靠性區(qū)域低。

為進(jìn)一步驗證模型的有效性，在其他二次設(shè)備最優(yōu)配置方案的求解過程中，設(shè)定不同的碳排放懲罰系數(shù)ω與能觀激勵系數(shù)ξ，共4 組算例：

1）組別1：ω=0，ξ=0；

2）組別2：ω=100，ξ=0；

3）組別3：ω=0，ξ=10000；

4）組別4：ω=100，ξ=10000。

分別采用本文的優(yōu)化模型與文獻(xiàn)[23]的協(xié)同規(guī)劃模型進(jìn)行計算，結(jié)果如表4 所示。表4中，110 kV變壓器油色譜量測對應(yīng)I 類設(shè)備；其余電壓等級變壓器油色譜量測對應(yīng)II 類設(shè)備；變壓器鐵芯接地電流量測對應(yīng)III類設(shè)備；變壓器溫度和110 kV局放電流量測對應(yīng)IV和V類設(shè)備；開關(guān)柜溫度和局放電流量測對應(yīng)VI 和VII 類設(shè)備；電力電纜溫度和局放電流量測對應(yīng)VIII和IX類設(shè)備；架空線溫度和局放電流量測對應(yīng)X和XI類設(shè)備；柱上/手車開關(guān)傳感器對應(yīng)XII類設(shè)備；GIS傳感器對應(yīng)XIII類設(shè)備。“-”表示不配置量測，0.5%/5%表示配置相應(yīng)精度的量測。

表4 規(guī)劃結(jié)果Table 4 Results of planning %

以本文建立的評估方法對表4 中的規(guī)劃方案進(jìn)行評估，結(jié)果如表5 所示（組別1 與組別2 兩種模型得到的結(jié)果相同，不在此列出）。

表5 中，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評估函數(shù)為缺電成本削減、一次系統(tǒng)成本削減、線損電量節(jié)約之和減去各二次設(shè)備配置成本；低碳指標(biāo)評估函數(shù)為折合為CO2的碳排放削減量，其拉格朗日乘子取100；業(yè)務(wù)指標(biāo)評估函數(shù)為狀態(tài)監(jiān)測覆蓋率、狀態(tài)監(jiān)測精度、系統(tǒng)平均持續(xù)停電時間、供電可靠率及供電自愈速度的加權(quán)，其拉格朗日乘子取1 000，無量綱。

根據(jù)規(guī)劃結(jié)果，可得以下結(jié)論：

1）單純考慮經(jīng)濟(jì)效益的情況下，選用量測精度較低的二次設(shè)備（或在規(guī)劃目標(biāo)允許情況下不選用部分二次設(shè)備）更有優(yōu)勢；

2）碳排放懲罰與能觀激勵的引入均使得最優(yōu)配置中加入新量測/量測精度有所提高，而后者的作用更為明顯；

3）對于同一類一次設(shè)備的二次設(shè)備配置，其邊際效應(yīng)主要受電壓等級及所配置量測類型的影響。就電壓等級而言，提升高電壓等級量測精度帶來的效益更高。對于量測類型而言則視具體情況而定，其中，變壓器的局放測量和架空線路/電力電纜的溫度測量與同一類一次設(shè)備的其他二次設(shè)備區(qū)別較為明顯（前者明顯較差，后者明顯較好）；

4）對于同一種二次設(shè)備的配置，其邊際效應(yīng)受一次設(shè)備類型影響。以架空線路/電力電纜為例（GIS 與柱上/手車開關(guān)類似），后者使用年限更長，故障率更高，因此配置二次設(shè)備后帶來的減損效益更大。

4 結(jié)論

本文基于傳統(tǒng)研究對配電網(wǎng)能控能觀性定義的缺陷以及配電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)維的實(shí)際需求，首先提出了配電網(wǎng)能控能觀性以及相關(guān)指標(biāo)的完整數(shù)學(xué)定義，并給出了計算示例；其次，從配電網(wǎng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)出發(fā)，基于能控能觀需求構(gòu)建了各業(yè)務(wù)能控能觀需求-狀態(tài)變量的映射集合，明確了配電網(wǎng)業(yè)務(wù)水平提升所需配置的具體二次設(shè)備；最后，構(gòu)建了配電二次設(shè)備的優(yōu)化規(guī)劃模型及多維評估方法，兩者均考慮了經(jīng)濟(jì)性、低碳性和能觀性等多方面指標(biāo)，從而使得二次設(shè)備配置方案在綜合效益方面達(dá)到最優(yōu)。實(shí)際案例分析表明，本文提出的配電二次設(shè)備優(yōu)化規(guī)劃模型以最小的經(jīng)濟(jì)成本實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)/低碳/業(yè)務(wù)評估指標(biāo)的提升，相比同類模型綜合效益更高。

同時對配電網(wǎng)能控性和配電網(wǎng)規(guī)劃之間的作用機(jī)理研究尚不夠充分，后續(xù)應(yīng)考慮如何使配電網(wǎng)二次設(shè)備規(guī)劃更好地服務(wù)于運(yùn)維工作。除此之外，更精確地量化能觀性與經(jīng)濟(jì)性、低碳性之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，并在規(guī)劃時考慮更多類型的一次設(shè)備與二次設(shè)備，尤其是涉及新型變量的設(shè)備，也是未來需要開展進(jìn)一步研究的方向。