基于网格用电需求特征的差异化规划目标管理体系

国网甘肃兰州市供电有限公司 王巍俊 何 峰 魏光明 杭州鸿晟电力设计咨询有限公司 王 凯

在电力市场化改革、新能源大规模开发应用及新技术快速发展的新形态下，在电网公司全面实施配电网网格化管理，全面贯彻差异化、标准化、精益化、精细化、信息化经营管理理念的发展趋势下，规范地区配电网的规划、设计、建设及改造工作尤为重要。

文献[1]为强化规划引领作用，提升配电网精准规划水平，促进电网精准投资，促进电网发展由重“速度、规模”向重“质量、效益”转变，制定了差异化网格化规划体系，以各类功能区的差异化分类为基础，从多个维度提出提升目标，通过网格化分解和优选项目，实现配电网精准投资和项目精益管理；文献[2]提出了配电网差异化规划能够提高电力资源的使用效率，必须要充分了解地区发展趋势特征，有针对性的做好配电网规划，最终让电网配置可与社会发展需求相匹配，推动社会发展；文献[3]基于不同地区配电网的现状水平，建立了一套中压配电网设备利用率差异化的评价方法及评价标准。

本研究以面向用户供电可靠性设计的现代配电网规划理念为指导，全面应用配电网格化规划方法，科学划分供电网格，贯彻落实“差异化、标准化”建设改造标准，提高配电网标准化建设、精准化投资以及精益化管理水平。

1 网格差异化目标管理基本要求

1.1 网格用电需求特征编码

网格（Grid）是一个区域（Area），网格划分可把复杂的实体模型分成若干简单实体模型，而后者之间相互联系、相互约束，求解这些简单的结构就能得到整体的变化趋势。为进一步深化配电网格化应用，参照DSMT 多维度多层级配电网格模型[4]，形成与目前国网两部配电网格模型全兼容的配电网格管理侧（扩展）模型（图1）。

图1 DSMT 配电网格（扩展模型）

与电网建设相关最大的配电网分区（单元）特征包括供电区域类型、景观要求、饱和负荷密度、发展成熟度四个方面；其次用地性质、重要用户数量、防灾要求三个方面也相关密切，由此形成由7个属性组成的8位网格用电需求特征编码结构“ABnnC[─D[m][E]]”，其中前4个属性为基本属性，后3个属性为扩展（可选属性）[4]。各属性含义为：基本编码。A供电区域类型（A+.A.B.C.D.E）、B 景观要求（A.B.C）、nn 饱和负荷密度（0～99）、C 发展阶段（A.B.C.D）；扩展（可选）编码。D 用地性质（G.S.J.W.H）、m 重要用户数（0～9）、E 防灾要求（S.F.Z……）。

1.2 网格差异化总体目标

网格差异化目标管理总目标系基于网格用电需求关键特征及编码结构，形成基于网格特征编码的网格特征分类体系，再据此形成基于“差异化”目标的网格划分及建设成效目标管理体系，使考核指标充分体现网格的差异，引导指标考核合理回归。网格差异化目标管理主要是对供电网格、供电单元二级网格进行“差异化”目标管理。

供电网格：基于行政区划、地理隔离、运行维护边界进行划分的、中压网架相对独立的、规模适度的供电区域，是配电网网架结构、设备装备运行水平及工程建设成效管理的基本单位，可以整体上体现区域配电网建设目标的“达成”水平；供电单元：基于用户用电需求、变电站分布、网架结构、线路利用率等因素划分的边界清晰、规模适度的、面向中压线路的实际供电区域，是配电网目标网架规划及工程建设改造的基本单位，可更具体地体现配电网目标网架的“建成”状态，真实体现配电网网架结构建设受区域周边电源分布及区域内部地形地貌的约束情形，尊重规划，体现“差异化”规划的本质，引导指标考核合理回归。

图2 网格差异化目标管理体系

图3 正向型指标评分示意图

1.3 网格差异化目标管理内容

作为整体上体现区域配电网建设目标的“达成”水平的供电网格，目标管理内容应主要着眼于网格的配电网关键指标的达成水平；而作为更具体地体现配电网目标网架“建成”状态的供电单元，目标管理内容应主要着眼于单元的规划目标的建成状态上。网格差异化目标管理应能全面反映配电网运营水平、供电能力、电网结构、装备水平、智能化水平等方面的内容。基于网格“用电需求特征”分类体系，“差异化”特征因素包括供电区域类型、景观要求、饱和负荷密度、发展成熟度四个维度：供电区域类型。A+、A、B、C、D、E 六类；景观要求。高（全电缆）、中（电缆为主）、低（架空线为主）三类；饱和负荷密度。两位整数；发展阶段。发展成熟区、规划建成区、规划建设区、规划新建区四类。

1.4 网格差异化规划目标管理体系结构

根据上述差异化目标管理的基本要求，定义网格差异化目标管理的体系结构如图2。根据差异化目标管理的基本要求及网格差异化目标管理体系，得出网格差异化目标管理综合评价要素为：网格特征（供电区域类型、景观要求、饱和负荷密度、区域发展成熟度），目标管理因素（运营水平、供电能力、网架结构、装备水平、智能化水平），管理对象（供电网格、供电单元）。

表1 网格差异化目标管理指标分类

2 网格差异化规划目标管理指标体系研究

2.1 指标体系设计

网格差异化目标管理指标分为运营水平、供电能力、电网结构、装备水平、智能化水平5类，共43个指标，指标分类定义如表1。

表1中，正向、负向、区间三类指标的评分计算公式如下：正向指标是数值越大越好，一般最大值设置为100，评分计算公式F(x)=100×x；负向指标是数值越小越好，一般最大值设置为100，评分计算公式F(x)=100×(1-x)；区间指标是数值在一个合理的区间范围（a，b）为最优，其中a 为最小区间值，b 为最大区间值，评分计算公式如下：

2.2 指标权重设置

权重设置方法有重要性对比法和关联性对比法两种，其中，重要性对比法按重要性强弱打分，关联性对比法根据关联性强弱打分，得分均为1～5分。

指标权重计算公式如下：

上式中：i 为各指标（参数）权重；p 为各指标（参数）重要性打分；g 为各指标（参数）关联性打分；n 为指标总数量。

经专家讨论设定各指标重要性及关联性，并按照公式（4）计算得到各指标的权重如表2所示。

表2 差异化目标管理指标权重设置

表3 差异化目标管理指标（参数）标准值设置

图4 负向型指标评分示意图

图5 区间型指标评分示意图

2.3 指标标准值设置

标准值设置方法根据供电区域类型（包含A+、A、B、C、D、E）、区域发展阶段（包含发展成熟区、规划建成区、规划建设区、规划新建区），因地制宜，设置各个指标（参数）的标准值，计算各地区电网规划得分，以验证规划成效。指标规划得分计算公式为，区域规划总得分计算公式为Q=∑q，式中q 为各指标（参数）规划情况的得分；a为各指标（参数）实际值；b 为各指标（参数）标准值；i 为各指标（参数）权重；Q 为区域规划总得分。经专家讨论设定各指标（参数）标准值如表3。

2.4 网格特征分类及差异化规划目标设置

根据国家、行业及企业相关标准，结合各地区的电网建设及社会经济发展的实际，因地制宜建立基于网格特征编码的标准化建设体系，充分体现不同网格在供电区域类型、景观要求、饱和负荷密度、发展成熟度四个维度的差异特征。网格特征分类按“网格特征”等级由高到低排序，网格特征中可包含通配符“X”，标准适应性按“网格特征”等级“不低于”标准特征为原则，其中A＞B＞C＞D。根据网格特征分类，确定供电网格（单元）的规划目标，规划目标与负荷成熟度（发展不确定性）无关，是目标网架规划的依据，如表5。

表4 规划目标（用电需求特征分类）

3 实例分析

示范区地处某市区盆地东部，是某市的中心区，东西长20.02公里、南北宽22.6公里，区位优势得天独厚。全区总面积210平方公里，其中城区面积60平方公里，行政管辖5个乡、24个街道办事处，总人口180万人，其中常住人口130万。

图6 供电网格用电需求特征

供电网格特征编码。根据网格划分的基本要求和原则，该示范区供电网格划分结果如图6。根据供电网格的负荷预测及网格特征分析结果（指常规负荷，包括各电压等级大用户但不包括充电桩及分布式能源），按网格特征编码格式要求得到各供电网格的基本特征如表5所示，表格数据采用了A、B 类不同供电区域类型的两个供电网格，形成对比。

表5 供电网格用电需求特征

表6 规划目标（目标年：2025年）

表7 配电网建设改造目标（目标年：2025年）

规划目标（供电网格）。结合示范区现状年的电网建设及社会经济发展的实际，制定各网格的近中期建设改造目标如表6；建设改造目标（供电网格）。根据配电网标准化建设实施细则，按照标准化、差异化、可升级的规划建设原则，结合示范区现状年的具体发展建设情况，可制定各网格的近中期建设改造目标如表7。表中例举的两个网格从网格特征分析，其中GS-LZ-CG-JJW 为B 类供电区域，其发展阶段从现状年的规划新建区（D）发展成目标年的规划建设区（C）阶段；GS-LZ-CGGC 为A 类供电区域，其发展阶段从现状年的规划建成区（B）发展成目标年的发展成熟区（A）阶段。

根据各网格近中期建设改造规划结果，按照专家设置的各指标权重及网格特征相对应的标准值，可计算得出该区域各网格现状年及目标年（示例为2025年）的规划总得分，总分为100分。根据各网格现状情况及各网格发展状况，具有不同网格特征的网格判断合理性的得分标准不同。如示范区GSLZ-CG-JJW 网格的现状年规划得分为80.43分，目标年规划得分为95.65分，目标年规划得分相对于该网格现状已经有很大改善且目标年完成规划目标可能性大，说明该网格建设改造目标设置得当，GSLZ-CG-GC 网格同理。

4 结语

通过用电需求分析、网格划分结果，按网格用电需求特征编码结构（供电区域分类、景观要求、饱和负荷密度、负荷成熟度），对网格用电需求特征进行编码，并据此形成可量化的、精准的用电需求特征分类体系，为配电网差异化建设改造提供分类支撑，并以区域实际划分的网格及其用电需求特征编码的结果为依据，在“不同类则差异化、同类则标准化”的原则指导下，通过适当的粒度控制对网格用电需求特征进行适当的归并，并设定相应的规划目标，形成基于网格化方法及用电需求特征编码的配电网规划目标及建设改造目标，最后计算规划指标总得分，分析网格建设改造目标的合理性。