电网运行中的关键性能指标体系分析

孙名妤,张双乐,王婵娟,朱小倩,马晓祎

国网山东省电力公司东营供电公司,山东东营，257000

摘要：近年来，随着社会经济的发展、能源技术的更新、供电质量和可靠性的提高，对城市电网规划提出了更高的要求。城市电网的当前发展。尤其是电网规划包含大量不确定信息，需要对规划方案进行科学、合理、综合的评价。

关键词：电网运行；关键性能；指标体系

引言

科学合理的运行方式是电力系统向用户提供持续、可靠、优质电能的保证。为了实现电力系统运行的经济、安全、优质和环保等核心目标，建立一套科学评价电力系统运行绩效的考核体系具有重要的理论和现实意义。提出一种基于可拓理论和相关性分析的电网调度运行关键绩效指标（KPI）构建方法。首先建立KPI指标的可拓模型，利用可拓理论提供的发散分析、关联分析、蕴含分析等手段构建KPI指标的拓展方式，从而形成一种挖掘电网运行绩效指标体系的系统化方法；再通过相关性分析将冗余指标进行筛选剔除。算例表明所提方法可以灵活、系统、直观地分析和建立电网运行KPI指标体系。

1电网运行关键指标

电网运行指标体系呈典型的树形结构，以安全、质量、效益、公平四个数据主题为核心形成四个指标集，在各指标集下根据评价时间、评价对象等不同需求划分成一系列指标子集，在各指标子集下进一步根据评价内容细分为各指标类，最终落实到具体单项评价指标上。电网运行指标体系结构如图1所示。

从图中可以看出，电网运行指标体系非常庞大，但是这个庞大的体系中，关键指标相对较少。电网调度运行的首要任务是确保电网的安全稳定运行，电网运行安全根据实际电网调度运行情况，主要体现在负荷预测准确率、危险断面、设备负载率、备用运行、安全事故管理、检修操作，二次系统运行七个方面：频率和电压则是电网运行质量的集中有效体现。

2 关键绩效指标的制定原则

电网运行KPI是反映电力系统运行状态和成效的核心指标。构建电力系统运行KPI体系需要从系统运行的客观目标出发，综合系统特征和运行现状，归纳总结形成KPI集合。电网运行KPI指标体系建立的准确程度和科学合理性直接影响其评价质量，所构建的评价指标体系应准确、全面、有效地反映电网运行绩效的各种因素。制定绩效指标应考虑以下原则。

2.1整体性原则

评价指标体系的各项指标必须能在相互配合中从整体角度全面系统地反映电力系统运行的技术特点和状况，充分体现系统运行的核心目标。指标既有上下层次关系，又有指标间的平行关系，不同的指标反映不同的侧面，使指标体系形成统一的整体。评价体系要求有整体的全面性和个体的独立性，不能遗漏重要指标因素，同时也要考虑数据采集、计算等实际情况，做到指标

不重叠冗余。

2.2客观性原则

全面客观反映配电网运行状况，细化评价标准，完善评价方式，建立客观真实、科学有效的电网经济运行评价指标体系，从而保证评价结果的客观公正。

2.3可行性原则

评价指标体系的构建还要考虑可行性和实用性，要便于相关人员操作和使用指标数据易采集，表达方式易理解。评价内容和范围应明确、有针对性；评价指标内涵要清晰准确，既要能说明问题，又便于分析比较；定性指标应明确其概念，按照一定标准对其赋值，使其能恰如其分地反映指标性质。

2.4科学性原则

评价指标体系的各项指标应当彼此独立，有机结合，根据评价指标的相互关系，尽可能降低指标间的关联度，避免或减少指标间的重叠交叉区域。对个别很难避免的交叉指标在确定其归属时应尽量遵从就近就重的原则，将其划入最能反映其内涵的层次中。

3电网运行评价指标体系

3.1发电维度评估指标

作为清洁能源，风电和水电在电网中的比重越大，电网节能效果显著提高。但受自然条件的影响，风电装机比不适合不同网区横向比较。因此，本文提出了一种发展速度计，用于比较不同电网区域的两种清洁能源的发展。风/水/清洁装机容量比是风/水/清洁装机容量与全网总装机容量的比值。清洁能源在网络装机容量中的占比越高，降低网络运营能耗的效率就越高。水电和风电是我国主要的两种清洁能源形式。由于太阳能等清洁能源在我国尚处于发展初期，装机容量较低，本文不单独设计评价指标。水电利用优化率以一定水流量下产生的水电发电量之比来反映水电运行管理水平。发电/供电煤耗标准直接反映火力运行用电量水平。区别在于，供电标准煤耗是标准煤耗与电网功率之比，发电标准煤耗是发电标准煤耗之比。因此，供电标准煤耗实际上是考虑了电厂的用电量，这两个指标可以在节能发电配电系统中直接获得。废水/风电用于计算在一定时间内具有输电责任的废水/风电的等效功率，可在节能发电输电系统中直接获得。

3.2输变电维度评估指标

虽然输电网络损耗是根据输配电网络的总损耗计算的，但由于网络规模的差异，该指标不适合用于网络和区域之间的横向比较。因此，本文提出了传输和交换网络损耗率的综合指标，即传输和交换网络损耗与并网功率的比值，不包括不同网络中断的网络规模造成的网络损耗差异。

3.3配用电维度评估指标

与输电网络类似，配电网主要通过整体网损和配电网耗损率来评估网损。高耗能行业作为能源的大用户，对能源系统的影响很大，人口用电节能主要受人口用电习惯影响。由于当地经济发展水平的影响，民用电器的种类差别很大，节能水平不能简单地用每户家庭的用电量来衡量。为消除因拥有不同电器的人口所造成的用电量差异，本文以当地收入水平数据，检视人口用电率，并根据人口用电率设计等效用电率。

3.4质量评价指标

供电可靠性指标是衡量电源可靠性各方面的量，本项目采用电力系统可靠性理论和方法，综合考虑国际通用指标、中国能源可靠性管理中心指标和国家电网建设指标，对“各区域电网供电”的可靠性进行评价。进行评估，普通供电到网络的概率，浅井，也称为网络的可用性或电源的可靠性。ASA/电网处于稳定运行状态的时间占电网长期运行中满足一定可靠性标准的总运行时间的比率。SAIFI网络故障频率也称为平均网络中断频率指标，SAIFI是指单位时间（一年）因网络故障不符合可靠性标准而导致用户停电或电力短缺的平均次数，可以用每年用户累计停电次数除以系统支持的用户总数来估算，平均网络故障时间是指网络用户在一年内经历的平均停电时间，用用户在一年内经历的总停电时间除以该年网络提供的用户总数来估算。Ensi是电力用户在单位时间（一年）内因网络故障导致停电或缺电的平均概率，停电损失是指电力公司单位时间（一年）因电网故障导致电力销售减少而造成的经济损失，为电网用户停电补偿和故障设备维修的成本，该指标主要用于电网改造或电网规划中可靠性的成本收益分析。

3.5可靠性指标

年度单位负荷成本作为规划方案的经济比较指标之一，用于考察电网运行期间的运行成本。在计算成本回收期时，假设变电站将在几年内建成并在建成后正常运行，并于每年年底用当年的净利润偿还贷款。

结语

面对着海量的调度运行监测数据和信息，智能调度关键性能指标体系能够面向业务和决策，把海量数据快速转化为高效指标体系，满足精细化、智能化的智能电网调度要求，支持调度人员对现代电网实时监测和在线安全分析和辅助决策。基于云南电网构建的面向决策、业务驱动的调度运行指标体系研究，从面向大电网安全调度入手，建设性提出一个轻量级、可扩展、支持辅助决策的关键性能指标体系，这对智能调度控制一体化研究具有重大的现实意义。

参考文献

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