一种满足用电需求的电网工程运行效益评价方法及系统

摘要

本发明涉及一种满足用电需求的电网工程运行效益评价方法及系统，包括以下内容：采集需要评价的实际运行电力数据；根据采集的电力数据对该满足用电需求的电网工程项目效能进行评价；根据采集的电力数据对该满足用电需求的电网工程项目效果进行评价；根据采集的电力数据对该满足用电需求的项目安全进行评价；综合考虑项目效能、项目效果和项目安全，对满足用电需求的运行效果综合评价。

说明书

技术领域

本发明是关于一种满足用电需求的电网工程运行效益评价方法及系统，涉及电网传输技术领域。

背景技术

目前，对于电网工程项目运行效益的评价通常有两类方法，一类是对于所有功能类型的电网工程项目采用同一套指标体系进行运行效益评价。由于输变电工程在电网中承担的功能不同，其评价指标和评价标准都应该有所侧重和不同，例如电铁供电工程对于安全性要求较高，而对于负载率的要求相对较低，满足用电需求工程对于负载率的要求较高，采用统一的指标和标准评价所有的工程，忽略了项目的功能属性特点，不能够为此类工程的后续建设提供针对性的建议，此种评价方法不能充分反映项目建设的根本目标是否实现；另一类是将电网工程项目分为公用网络工程、专项输变电工程和联网工程，从工程的空间和物理层面划分其在电网中的作用出发，对每种工程分别设定不同的评价指标进行项目运行效益评价，这类评价方法颗粒度较粗，没有充分考虑工程在电网中主要作用，导致评价结果偏离了工程建设要解决的主要问题，不能对今后此类工程的运行和建设提供借鉴。另外，上述两种方法中涉及的指标均未设定评价标准，评价过程主观性较强。综上所述，迄今为止尚未有研究从工程项目系统功能不同的角度，有针对性的对满足用电需求构建评价体系，提出评价指标，明确评价标准。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够从工程系统功能不同的角度对电网工程进行准确评价的满足用电需求的电网工程运行效益评价方法及系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种满足用电需求的电网工程运行效益评价方法，包括以下内容：采集需要评价的实际运行电力数据；根据采集的电力数据对该满足用电需求的电网工程项目效能进行评价，其中，项目效能评价指标包括新增线路数量系统占比、新增线路长度系统占比、新增机组容量系统占比、卡口电流校验比和平均供电半径差值；根据采集的电力数据对该满足用电需求的电网工程项目效果进行评价，其中，项目效果评价指标包括工程变压器的平均负载率、工程线路平均负载率、最大负荷、下网电量、架空线路损耗、主变损耗、最大负荷时刻功率因数、最小负荷时刻功率因数和容载比；根据采集的电力数据对该满足用电需求的项目安全进行评价，其中，项目安全的评价指标包括主变可用度、线路可用度、母线电压合格率、电网安全事故发生次数、继电保护和安稳装置误动及拒动次数、变压器非计划停运时间、线路非计划停运小时数、线路非计划停运频次和线路跳闸率；综合考虑项目效能、项目效果和项目安全，对满足用电需求的运行效果综合评价。

进一步地，根据采集的电力数据对该满足用电需求的电网工程项目效能进行评价具体为：

计算新增线路数量系统占比K_l1：K_l1＝C_l/ΣC_l，式中，ΣC_l为投运前系统同电压等级线路数量，C_l为本工程新增线路数量，根据K_l1评价工程重要性，评价结果记为D₁₁；

计算新增线路长度占系统线路总长度的比重K_l2：K_l2＝L_l/∑L_l，式中，ΣL_l为投运前系统同电压等级线路长度，L_l为本工程新增线路长度，根据K_l2评价工程重要性，评价结果记为D₁₂；计算工程新接入装机容量占投运前系统装机容量的比重K_g，K_g＝S_g/ΣS_g，式中，ΣS_g为投运前系统装机容量，S_g为本工程新接入装机容量，根据K_g评价工程重要性，评价结果记为D₁₃；

计算线路运行实际电流与线路卡口电流的比值R_ab，R_ab＝C_a/C_b，式中，C_a为线路运行实际电流，C_b为线路卡口电流，根据R_ab评价工程重要性，评价结果记为D₁₄；

计算工程投运前后变电站供电范围的几何中心到边界的平均值之差ΔR，评价工程对区域电网缩短半径情况，式中，ΔR为工程投运前后区域电网平均供电半径之差，S为工程所在区域供电面积，N为工程投运前所在区域电网变电站的总座数，根据ΔR评价工程重要性，评价结果记为D₁₅；

根据上述结果计算D₁：D₁＝a₁₁D₁₁+a₁₂D₁₂+a₁₃D₁₃+a₁₄D₁₄+a₁₅D₁₅，根据D₁评价该工程建设对于对于满足用电需求是否显著，式中，a₁₁、a₁₂、a₁₃…a₁₅分别为新增线路数量系统占比、新增线路长度系统占比、新增机组容量系统占比、卡口电流校验比和平均供电半径差值在效能评价中的权重，a₁₁+a₁₂+a₁₃+a₁₄+a₁₅＝1。

进一步地，根据采集的电力数据对该满足用电需求的电网工程项目效果进行评价的具体评价过程为：

计算工程变压器最大负载率μ_max,t：μ_max,t＝P_max,t/S_t，式中，μ_max,t为变压器最大负载率；P_max,t为变压器出现的最大负荷，S_t为变压器额定容量，变压器投运预设时间后，根据最大负载率所处区间评价工程运行效果，评价结果记为D₂₁，根据工程运行效果是否到达预期对D₂₁的值进行设置；

计算线路平均负载率μ_avg,1：μ_avg,1＝P_avg,1/S₁，式中，μ_avg,1为线路平均负载率；P_avg,l为线路年平均负荷；S_l为线路额定容量线路；投运设定年限后，根据线路平均负载率百分区间对工程运行效果进行评价，评价结果记为D₂₂，根据工程运行效果是否到达预期对D₂₂的值进行设置；

计算最大负荷时刻功率因数

式中，S为最大负荷时刻设备输送的视在功率，P为最大负荷时刻设备输送的有功功率，Q为最大负荷时刻设备输送的无功功率，根据最大负荷时刻功率因数进行工程运行效果评价，评价结果记为D₂₃，根据工程运行效果是否到达预期对D₂₃的值进行设置；

计算最小负荷时刻功率因数

式中，S为最小负荷时刻设备输送的视在功率，P为最小负荷时刻设备输送的有功功率，Q为最小负荷时刻设备输送的无功功率，根据最小负荷时刻功率因数进行工程运行效果评价，评价结果记为D₂₄，根据工程运行效果是否到达预期对D₂₄的值进行设置；

计算架空线路损耗Q_l,l，Q_l.l＝Q_in-Q_out，式中，Q_in为变压器输入电量；Q_out为变压器输出电量，根据架空线路损耗对工程运行效果进行评价，评价结果记为D₂₅，根据工程运行效果是否到达预期对D₂₅的值进行设置；

计算主变损耗Q_l,t，Q_l.t＝Q_in-Q_out，式中，Q_in为变压器输入电量，单位MWh；Q_out为变压器输出电量，根据主变损耗对工程运行效果进行评价，评价结果记为D₂₆，根据工程运行效果是否到达预期对D₂₆的值进行设置；

计算最大负荷时刻功率因数式中，S为最大负荷时刻设备输送的视在功率，P为最大负荷时刻设备输送的有功功率，Q为最大负荷时刻设备输送的无功功率，根据最大负荷时刻功率因数进行工程运行效果评价，评价结果记为D₂₇，根据工程运行效果是否到达预期对D₂₇的值进行设置；

计算最小负荷时刻功率因数式中，S为最小负荷时刻设备输送的视在功率，P为最小负荷时刻设备输送的有功功率，Q为最小负荷时刻设备输送的无功功率，根据最小负荷时刻功率因数进行工程运行效果评价，评价结果记为D₂₈，根据工程运行效果是否到达预期对D₂₈的值进行设置；

计算工程投运后电网某一供电区域、同一电压等级电网的公用变电设备总容量与对应的总负荷)的比值Rs，R_s＝∑S_ei/P_max，式中，Rs为容载比；∑S_ei为电压等级最大负荷日最大负荷，P_max为该电压等级年最大负荷日投入运行的变电站的总容量，评价标准参照《城市电力网规划设计导则》Q/GDW>29，根据工程运行效果是否到达预期对D₂₉的值进行设置；

根据上述指标计算D₂，根据D₂与预设阈值的比较结果进行工程效果评价：D₂＝a₂₁D₂₁+a₂₂D₂₂+a₂₃D₂₃+a₂₄D₂₄+a₂₅D₂₅+a₂₆D₂₆+a₂₇D₂₇+a₂₈D₂₈+a₂₉D₂₉，其中，a₂₁、a₂₂、a₂₃、a₂₄、a₂₅、a₂₆、a₂₇、a₂₈、a₂₉分别为工程变压器最大负载率、工程线路平均负载率、最大负荷、下网电量、架空线路损耗、主变损耗、最大负荷时刻功率因数、最小负荷时刻功率因数和容载比，在效能评价中的权重，a₂₁+a₂₂+a₂₃+a₂₄+a₂₅+a₂₆+a₂₇+a₂₈+a₂₉＝1。

进一步地，根据采集的电力数据对该跨区跨省加强输电通道工程的项目安全进行评价的具体评价过程为：

计算主变可用度A_T：

式中：A_T为主变可用度；μ为强迫停运率；T_r为故障平均修复时间；T_ΣA为设备累计无故障工作时间；T_Σ为累计投运时间，根据主变可用度对工程安全可靠性进行评价，评价结果用D₃₁表示，根据工程安全可靠性程度对D₃₁值进行确定；

计算线路可用度A_L

式中，u为强迫停运率，T_r为故障平均修复时间，T_ΣA为设备累计无故障工作时间，T_Σ为累计投运时间，根据线路可用度对工程安全可靠性进行评价，评价结果用D₃₂表示，根据工程安全可靠性程度对D₃₂值进行确定；

计算项目母线A相电压合格率η_A，η_A(％)＝(1-T_b/T_Σ)*100％，式中，η_A为项目母线A相电压合格率，T_b为电压越限累计时间，T_Σ为项目总运行统计时间，根据母线A相电压合格率对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₃，根据工程安全可靠性程度对D₃₃值进行确定；

统计电网安全事故发生次数J_a，根据电网安全事故发生次数，对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₄，根据工程安全可靠性程度对D₃₄值进行确定；

计算项目内部继电保护和安稳装置或因工程投运引起的电网中其他位置的安稳装置发生的误动、拒动次数J_J，根据继电保护和安稳装置误动及拒动次数对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₅，根据工程安全可靠性程度对D₃₅值进行确定；

统计变压器非计划停运时间∑T_d.t，根据变压器非计划停运小时数对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₆，根据工程安全可靠性程度对D₃₆值进行确定；

线路非计划停运小时数∑T_d.l，根据线路非计划停运小时数对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₇，根据工程安全可靠性程度对D₃₆值进行确定；

统计线路非计划停运频次f_l，根据线路非计划停运频次对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₈，根据工程安全可靠性程度对D₃₈值进行确定；

计算因线路运行外部环境或绝缘问题造成的跳闸率λ，λ＝M/T，式中，M为统计期间内，非因线路本身容量或绝缘问题造成的跳闸总次数，T为评价时间，根据线路跳闸率对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₉，根据工程安全可靠性程度对D₃₉值进行确定；

根据上述指标进行工程安全评价，评价结果用D₃表示：D₃＝a₃₁D₃₁+a₃₂D₃₂+a₃₃D₃₃+a₃₄D₃₄+a₃₅D₃₅+a₃₆D₃₆+a₃₇D₃₇+a₃₈D₃₈+a₃₉D₃₉，其中，a₃₁、a₃₂、a₃₃、a₃₄、a₃₅、a₃₆、a₃₇分别为主变可用度、线路可用度、母线电压合格率、电网安全事故发生次数、继电保护和安稳装置误动及拒动次数、变压器非计划停运时间、线路非计划停运小时数、线路非计划停运频次和线路跳闸率的权重，a₃₁+a₃₂+a₃₃+a₃₄+a₃₅+a₃₆+a₃₇+a₃₈+a₃₉＝1；根据D₃与预设值的比较结果评价该工程安全可靠性是否合格。

进一步地，根据项目效能、项目效果和项目安全的评价结果，对跨省跨区加强输电通道电网工程的运行效果综合评价，具体过程为：

1)计算运行效果综合评价数值，运行效果综合评价的计算公式为：

D＝a₁D₁+a₂D₂+a₃D₃

其中，a₁、a₂、a₃分别为项目效能D₁、项目效果D₂、项目安全D₃的权重，a₁+a₂+a₃＝1；

2)当D＜设定最小阈值时，认为该工程作为满足用电需求整体运行效果较差；

当设定最小阈值≤D＜设定最大阈值时，认为认为该工程作为满足用电需求整体运行效果好；

当D≥设定最大阈值时，认为该工程作为满足用电需求整体运行效果良好。

进一步地，所述a₁、a₂、a₃采用指标分类参考比较法的主客观权重组合的权重求解算法进行求解得到。

进一步地，在计算运行效果综合评价数值D之前，进一步包括：

确定D₁、D₂、D₃评语等级论域；

针对效能D₁评价确定评语等级论域为d₁＝{d₁₁,d₁₂,d₁₃}，其中，d₁₁代表重要，d₁₂代表一般重要，d₁₃代表不重要；

针对效果D₂评价确定论域为d₂＝{d₂₁,d₂₂}，其中，d₂₁代表满足需求，d₂₂代表不满足需求；

针对安全D₃评价确定论域为d₃＝{d₃₁,d₃₂}，其中d₃₁代表合格，d₃₂代表不合格；

将上述定性评价转换为数值。

第二方面，本发明还提供一种满足用电需求的电网工程运行效益评价系统，该系统包括：

用于采集待评价的实际运行电力数据的数据采集模块；

用于根据采集的电力数据对该满足用电需求的电网工程项目效能进行评价的项目效能评价模块，其中，项目效能评价指标包括新增线路数量系统占比、新增线路长度系统占比、新增机组容量系统占比、卡口电流校验比和平均供电半径差值；

用于根据采集的电力数据对该满足用电需求的电网工程项目效果进行评价的项目效果评价模块，其中，项目效果评价指标包括工程变压器的平均负载率、工程线路平均负载率、最大负荷、下网电量、架空线路损耗、主变损耗、最大负荷时刻功率因数、最小负荷时刻功率因数和容载比；

用于根据采集的电力数据对该满足用电需求的项目安全进行评价的项目安全评价模块，其中，项目安全的评价指标包括主变可用度、线路可用度、母线电压合格率、电网安全事故发生次数、继电保护和安稳装置误动及拒动次数、变压器非计划停运时间、线路非计划停运小时数、线路非计划停运频次和线路跳闸率；

用于根据项目效能、项目效果和项目安全的评价结果，对满足用电需求的运行效果综合评价。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明从工程项目系统功能定位的角度出发，提出针对满足用电需求的电网工程运行效益评价方法，解决了这一类工程投运后难以评价的问题。2、本发明从效能、效果、安全三个维度，建立满足用电需求的电网工程运行评价指标，能够直接反映新建工程项目在电网中可发挥的最大作用和实际发挥作用，反映工程对于满足用电需求方面的贡献3、本发明针对满足用电需求，提出与工程建设初衷相符的评价指标，使得评价结果能够真实反映工程的实际运行效益是否满足建设需求，避免了评价内容全面但针对性不强的问题。4、本发明采用基于指标分类参考比较法的主客观权重组合的权重求解算法，用于确定结合评价指标内主客观影响因素的权重集结计算过程，可以解决层次分析法在实际中使得应用常常受限的多阶维数约束，实现多指标评价情境下准确的权重值。5、本发明评价指标针对性强，评价标准明确，权重确定方法科学，评价结果直接作用于本工程今后运行管理工作，对今后满足用电需求的建设管理具有重要指导作用。

附图说明

图1是本发明的满足用电需求的电网工程运行效益评价方法流程示意图；

图2是本发明的基于指标分类参考比较法(ICRC)的主客观权重组合的权重求解算法流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

本发明从效能、效果、安全三个维度对满足用电需求工程的运行效果进行评价。

效能：效能评价指标的设定旨在体现工程投运后，该工程所在的电网系统中，工程满足用电需求可以发挥的最大作用，评价结果重点指向工程的建设对于提高满足用电需求的能力是否显著。

效果：效果评价指标的设定旨在体现工程运行过程中，实际的运行情况，评价结果重点指向工程的运行在满足用电需求方面发挥的实际作用是否满足建设需求。

安全：安全评价的指标设定旨在体现作为公共基础设施，工程在安全性、可靠性等方面的情况，评价结果重点指向工程的安全可靠性是否符合电网工程的基本要求。

实施例1

如图1所示，本发明提出的满足用电需求的电网工程运行效益评价方法，包括以下内容：

1、采集需要评价的实际运行电力数据。

2、根据采集的电力数据对该满足用电需求的电网工程项目效能进行评价，项目效能评价指标包括新增线路数量系统占比、新增线路长度系统占比、新增机组容量系统占比、卡口电流校验比和平均供电半径差值，每一评价指标对项目效能的具体评价过程为：

1)新增线路数量系统占比

计算新增线路数量占系统线路数量的占比K_l1，评价本工程新增线路数量对所在系统的贡献效果。

K_l1＝C_l/ΣC_l

式中，ΣC_l为投运前系统同电压等级线路数量，C_l为本工程新增线路数量。对K_l1按百分值区间进行工程重要性评价，评价结果记为D₁₁。当K_l1大于10％时，认为工程重要，D₁₁＝100；当K_l1介于5％～10％，认为工程较为重要，D₁₁＝80；当K_l1介于3％～5％之间，认为一般重要，D₁₁＝60；当K_l1小于3％时，认为工程不太重要，D₁₁＝40。

2)新增线路长度系统占比

计算新增线路长度占系统线路总长度的比重K_l2，评价本工程新增线路长度对所在系统的贡献效果。

K_l2＝L_l/∑L_l

式中，ΣL_l为投运前系统同电压等级线路长度，L_l为本工程新增线路长度。对K_l2按百分值区间进行工程重要性评价，评价结果记为D₁₂。当K_l2大于10％时，认为工程重要，D₁₂＝100；当K_l2介于5％～10％，认为工程较为重要，D₁₂＝80；当K_l2介于3％-5％之间，认为一般重要，D₁₂＝60；当K_l2小于3％时，认为工程不太重要，D₁₂＝40。

3)新增机组容量系统占比

计算工程新接入装机容量占投运前系统装机容量的比重K_g，评价工程新增装机容量对所在系统的贡献效果。

K_g＝S_g/ΣS_g

式中，ΣS_g为投运前系统装机容量，S_g为本工程新接入装机容量。对K_g按百分值区间进行工程重要性评价，评价结果记为D₁₃。当K_g大于5％时，认为工程重要，D₁₃＝100；当K_g大于10％，认为工程较为重要，D₁₃＝80；当K_g介于3％-5％之间，认为一般重要，D₁₃＝60；当K_g小于3％时，认为工程不太重要，D₁₃＝40。

4)卡口电流校核比

计算线路运行实际电流与线路卡口电流的比值R_ab，评价本工程正常运行时电流供应最大极限水平。线路卡口电流由线路截面、线路两端开关、互感器、阻波器等设备额定容量的最小值确定。

R_ab＝C_a/C_b

式中，C_a为线路运行实际电流，C_b为线路卡口电流。对R_ab按百分值区间进行工程重要性评价，评价结果记为D₁₄。当R_ab介于50％～90％，认为工程重要，D₁₄＝100；当R_ab介于30％～50％之间，认为较为重要，D₁₄＝80；当R_ab小于30％时，认为工程不太重要，D₁₄＝40；当R_ab大于90％时，认为工程存在设计缺陷，效能发挥作用超过安全标准，D₁₄＝0。

5)平均供电半径差值

计算工程投运前后变电站供电范围的几何中心到边界的平均值之差ΔR，评价工程对区域电网缩短半径情况。

式中，ΔR为工程投运前后区域电网平均供电半径之差，单位km；S为工程所在区域供电面积，单位km²，N为工程投运前所在区域电网变电站的总座数，对ΔR进行工程重要性评价，评价结果记为D₁₅。当ΔR大于5km，认为工程对缩短平均供电半径效果显著，D₁₅＝100；当ΔR介于3～5km，认为工程对缩短平均供电半径效果明显，D₁₅＝80；ΔR介于1～3km，认为工程对缩短平均供电半径效果一般，D₁₅＝60；ΔR小于1km，认为工程对缩短平均供电半径效果不明显，D₁₅＝40。

6)工程效能评价指标权重的确定

本发明进行指标权重的确定采用基于指标分类参考比较法(ICRC)的主客观权重组合的权重求解算法进行求解，可以确定a₁₁、a₁₂、a₁₃…a₁₅权重值，其中，a₁₁、a₁₂、a₁₃…a₁₅分别为新增线路数量系统占比、新增线路长度系统占比、新增机组容量系统占比、卡口电流校验比和平均供电半径差值5项指标在效能评价中的权重，且a₁₁+a₁₂+a₁₃+a₁₄+a₁₅＝1。

根据效能计算结果评价该工程建设对于满足用电需求能力效果是否显著，评价结果用D₁表示：

D₁＝a₁₁D₁₁+a₁₂D₁₂+a₁₃D₁₃+a₁₄D₁₄+a₁₅D₁₅

当评价结果D₁≥80时，认为该工程的建设对于满足用电需求的能力显著；当评价结果60≤D₁＜80时，认为该工程的建设对于满足用电需求的能力一般；当评价结果D₁＜60时，认为该工程的建设对于满足用电需求的能力较差。

3、根据采集的电力数据对该满足用电需求的电网工程项目效果进行评价，项目效果评价指标包括工程变压器的平均负载率、工程线路平均负载率、最大负荷、下网电量、架空线路损耗、主变损耗、最大负荷时刻功率因数、最小负荷时刻功率因数和容载比，每一评价指标对项目效果的具体评价过程为：

1)工程变压器平均负载率

计算工程变压器的平均负载率μ_avg,t，评价工程变压器的平均负载情况。

μ_avg,t＝P_avg,t/S_t

式中，μ_avg,t为变压器平均负载率；P_avg,t为变压器年平均负荷，单位MW；S_t为变压器额定容量，单位MVA。变压器投运一年后，根据变压器的平均负载率百分区间评价工程运行效果，评价结果记为D₂₁。当μ_avg,t大于等于50％时，认为工程变压器长期重载，运行效果均不符合预期要求，D₂₁＝50；当μ_avg,t介于25％～50％之间，认为工程变压器负载情况合理，工程运行效果符合预期要求，D₂₁＝100；当μ_avg,t小于等于25％时，认为工程变压器轻载，运行效果不符合预期要求，D₂₁＝50。

2)线路平均负载率

计算线路平均负载率μ_avg,1，评价工程线路的平均负载情况。

μ_avg,1＝P_avg,1/S₁

式中，μ_avg,1为线路平均负载率；P_avg,l为线路年平均负荷；S_l为线路额定容量。线路投运一年后，根据线路平均负载率百分区间对工程运行效果进行评价，评价结果记为D₂₂。当μ_avg,l大于地区电网同电压等级线路平均负载率均值的60％时，认为工程线路平均负载情况基本实现规划目标，线路选型合理，认为工程运行效果符合预期要求，D₂₂＝100；反之，认为工程运行效果不符合预期要求，D₂₂＝50。

3)最大负荷

统计主变或线路全年供电负荷中的最大值P_max，评价工程负载情况。

P_max单位MW。根据最大负荷对工程运行效果进行评价，评价结果记为D₂₃。当P_max大于等于同电压等级满足用电需求工程平均最大负荷时，认为最大负荷合理，工程运行效果符合预期要求，D₂₃＝100；当P_max小于同电压等级满足用电需求工程平均最大负荷时，认为最大负荷较低，工程运行效果不符合预期要求，D₂₃＝50。

4)下网电量

计算工程投运后从电网获得的下网电量Q_down，评价满足用电需求工程发挥的直接作用。

Q_down单位MWh。根据下网电量对工程运行效果进行评价，评价结果记为D₂₄。当Q_down大于等于同电压等级满足用电需求工程平均下网电量时，认为下网电量合理，工程运行效果符合预期要求，D₂₄＝100；当Q_down小于同电压等级满足用电需求工程平均下网电量时，认为下网电量较低，工程运行效果不符合预期要求，D₂₄＝50。

5)架空线路损耗

计算架空线路损耗Q_l,l，评价架空线路损耗的合理性。

Q_l.l＝Q_in-Q_out

式中，Q_l,l单位MWh；Q_in为变压器输入电量，单位MWh；Q_out为变压器输出电量，单位MWh。根据架空线路损耗对工程运行效果进行评价，评价结果记为D₂₅。当Q_l,l小于等于同电压等级架空线路平均损耗时，认为架空线路损耗合理，工程运行效果符合预期要求，D₂₅＝100；当Q_l,l大于同电压等级架空线路平均损耗时，认为架空线路损耗严重，工程运行效果不符合预期要求，D₂₅＝50。

6)主变损耗

计算主变损耗Q_l,t，评价主变损耗的合理性。

Q_l.t＝Q_in-Q_out

式中，Q_l,t为主变损耗，单位MWh；Q_in为变压器输入电量，单位MWh；Q_out为变压器输出电量，单位MWh。根据主变损耗对工程运行效果进行评价，评价结果记为D₂₆。当Q_l,t小于等于同电压等级、同容量变压器平均损耗时，认为主变损耗合理，D₂₆＝100；当Q_l,t大于同电压等级、同容量变压器平均损耗时，认为主变损耗严重，D₂₆＝50。

7)最大负荷时刻功率因数

计算最大负荷时刻功率因数评价项目容性无功配置是否足够：

式中，S为最大负荷时刻设备输送的视在功率，单位为MVA，P为最大负荷时刻设备输送的有功功率，单位为MW，Q为最大负荷时刻设备输送的无功功率，单位为MVar。

根据最大负荷时刻功率因数进行工程运行效果评价，评价结果记为D₂₇。当大于等于0.95时，认为项目容性无功配置足够，对减少电网损耗，提高电能质量的贡献显著，工程运行效果符合预期要求，D₂₇＝100；当小于0.95时，认为项目容性无功配置或实际投入不够，未满足规程要求，工程运行效果不符合预期要求，D₂₇＝50。

8)最小负荷时刻功率因数

计算最小负荷时刻功率因数评价项目感性无功配置是否足够：

式中，S为最小负荷时刻设备输送的视在功率，单位为MVA，P为最小负荷时刻设备输送的有功功率，单位为MW，Q为最小负荷时刻设备输送的无功功率，单位为MVar。

根据最小负荷时刻功率因数进行工程运行效果评价，评价结果记为D₂₈，当介于0.92和0.95之间时，认为项目感性无功配置合理，运行投切及时，工程运行效果符合预期要求，D₂₈＝100；当小于0.92或大于0.95时，认为项目无功补偿装置配置容量不合理或投切不及时，未满足规程要求，工程运行效果不符合预期要求，D₂₈＝50。

9)容载比

计算工程投运后电网某一供电区域、同一电压等级电网的公用变电设备总容量与对应的总负荷(网供负荷)的比值Rs，评价电网规划设计变电容量的合理性。

R_s＝∑S_ei/P_max

式中，Rs为容载比；∑S_ei为电压等级最大负荷日最大负荷，单位MW；P_max为该电压等级年最大负荷日投入运行的变电站的总容量，单位MVA。评价标准参照《城市电力网规划设计导则》(Q/GDW>29。其中，500kV及以上按照省级电网计算，330、220kV按照地市级电网计算，110(35)kV按照县级电网计算。当Rs符合《城市电力网规划设计导则》(Q/GDW>29＝100，当Rs不符合《城市电力网规划设计导则》(Q/GDW156-2006)标准，D₂₉＝0。

10)项目效果评价指标权重的确定

本发明进行指标权重的确定采用基于指标分类参考比较法的主客观权重组合的权重求解算法进行求解，可以确定a₂₁、a₂₂、a₂₃、a₂₄、a₂₅、a₂₆、a₂₇、a₂₈、a₂₉的权重值，其中，a₂₁、a₂₂、a₂₃、a₂₄、a₂₅、a₂₆、a₂₇、a₂₈、a₂₉分别为工程变压器最大负载率、工程线路平均负载率、最大负荷、下网电量、架空线路损耗、主变损耗、最大负荷时刻功率因数、最小负荷时刻功率因数和容载比9项指标在效能评价中的权重，且a₂₁+a₂₂+a₂₃+a₂₄+a₂₅+a₂₆+a₂₇+a₂₈+a₂₉＝1。

根据效果计算结果评价该工程的运行在满足用电需求是否满足建设需求，评价结果用D₂表示。

D₂＝a₂₁D₂₁+a₂₂D₂₂+a₂₃D₂₃+a₂₄D₂₄+a₂₅D₂₅+a₂₆D₂₆+a₂₇D₂₇+a₂₈D₂₈+a₂₉D₂₉

当评价结果D₂≥60时，认为该工程的运行在满足用电需求方面满足需求；当评价结果D₂＜60时，认为该工程的运行在用电需求作用不满足需求。

4、根据采集的电力数据对该满足用电需求的项目安全进行评价，项目安全的评价指标包括主变可用度、线路可用度、母线电压合格率、电网安全事故发生次数、继电保护和安稳装置误动及拒动次数、变压器非计划停运时间、线路非计划停运小时数、线路非计划停运频次和线路跳闸率，每一评价指标对项目安全的具体评价过程为：

1)主变可用度

计算主变可用度A_T，评价变压器持续使用的能力：

式中：A_T为主变可用度；μ为强迫停运率，单位次/年；T_r为故障平均修复时间，单位小时/次；TΣA为设备累计无故障工作时间，单位小时；TΣ为累计投运时间，单位小时，若工程涉及多台主变时，简化计算中取各主变最小值。根据主变可用度对工程安全可靠性进行评价，评价结果用D₃₁表示，当A_T大于等于地区电网同型号产品可用度的平均值时，认为变压器持续使用能力良好，工程安全可靠性优良，D₃₁＝100；当A_T小于地区电网同型号产品可用度的平均值时，认为变压器持续使用能力较弱，变压器质量存在缺陷，D₃₁＝50。

2)线路可用度

计算线路可用度A_L，评价线路持续使用的能力。

式中，u为强迫停运率，单位次/年；T_r为故障平均修复时间，单位小时/次；T_ΣA为设备累计无故障工作时间，单位小时；T_Σ为累计投运时间，单位小时。根据线路可用度对工程安全可靠性进行评价，评价结果用D₃₂表示，当A_L大于等于地区电网同类型线路可用度的平均值时，认为线路持续使用能力良好，工程安全可靠性优良，D₃₂＝100；当A_T小于地区电网同类型线路可用度的平均值时，认为线路持续使用能力较弱，工程安全可靠性不合格，D₃₂＝50。

3)母线电压合格率

计算项目母线A相电压合格率η_A，评价项目电压质量：

η_A(％)＝(1-T_b/T_Σ)*100％

式中，η_A为项目母线A相电压合格率，T_b为电压越限累计时间，单位小时；T_Σ为项目总运行统计时间，单位小时。

根据母线A相电压合格率对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₃。当η_A大于等于99.99％时，认为项目母线电压合格率良好，工程安全可靠性优良，D₃₃＝100；当η_A介于99.95％-99.99％时，认为项目母线电压合格率合格，认为工程安全可靠性优良，D₃₃＝100；当η_A小于等于99.95％时，认为项目母线电压合格率较低，工程安全可靠性不合格，D₃₃＝50。

4)电网安全事故发生次数

统计电网安全事故发生次数J_a，评价项目安全运行水平。

根据电网安全事故发生次数，对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₄。对照《电力安全事故应急处置和调查处理条例》(国务院令第599号)，当项目未发生安全事故时，认为项目对电网安全无影响，工程安全可靠性优良，D₃₄＝100；当项目发生一般事故以下事故时，认为项目对电网安全运行构成一定威胁，工程安全可靠性优良，D₃₄＝70；当发生特别重大事故、重大事故、较大事故时，认为项目对电网安全运行危害严重，工程安全可靠性不合格，D₃₄＝0。

5)继电保护和安稳装置误动及拒动次数

计算项目内部继电保护和安稳装置或因工程投运引起的电网中其他位置的安稳装置发生的误动、拒动次数J_J，评价继电保护与安稳装置动作的准确性，以及对电网安全稳定运行的影响。

根据继电保护和安稳装置误动及拒动次数对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₅。当J_J等于0时，表示项目对电网安全稳定运行无影响，认为工程安全可靠性优良，D₃₅＝100；当J_J大于等于1时，表示项目对电网安全稳定运行影响较大，认为工程安全可靠性不合格，D₃₅＝50。

6)变压器非计划停运时间

统计变压器非计划停运时间∑T_d.t，评价变压器保持安全稳定运行的能力。

根据变压器非计划停运小时数对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₆。当∑T_d.t小于地区变压器非计划停运时间均值，认为项目变压器保持安全稳定运行的能力良好，工程安全可靠性优良，D₃₆＝100；当∑T_d.t大于等于地区变压器非计划停运时间均值，认为项目变压器保持安全稳定运行的能力较差，工程安全可靠性不合格，D₃₆＝50。

7)线路非计划停运小时数

线路非计划停运小时数∑T_d.l，评价线路保持安全稳定运行的能力。

根据线路非计划停运小时数对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₇。当∑T_d.l小于地区线路非计划停运时间均值，认为项目线路保持安全稳定运行的能力良好，工程安全可靠性优良，D₃₇＝100；当∑T_d.l大于等于地区线路非计划停运时间均值，认为项目线路保持安全稳定运行的能力较差，工程安全可靠性不合格，D₃₇＝50。

8)线路非计划停运频次

统计线路非计划停运频次f_l，评价线路保持安全稳定运行的能力。

根据线路非计划停运频次对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₈。当f_l小于地区线路非计划停运频次均值，认为项目线路保持安全稳定运行的能力良好，工程安全可靠性优良，D₃₈＝100；当f_l大于等于地区线路非计划停运频次均值，认为项目线路保持安全稳定运行的能力较差，工程安全可靠性不合格，D₃₈＝50。

9)线路跳闸率

计算因线路运行外部环境或绝缘问题造成的跳闸率λ，评价线路应对环境变化的安全运行能力。

λ＝M/T

式中，λ为线路非本因跳闸率，单位次/年；M为统计期间内，非因线路本身容量或绝缘问题造成的跳闸总次数，单位为次；T为评价时间，单位为年。根据线路跳闸率对工程安全可靠性进行评价，评价结果记为D₃₉。当λ小于1时，认为线路应对环境变化的安全运行能力良好，工程安全可靠性优良，D₃₉＝100；当λ介于1-3时，认为线路应对环境变化的安全运行能力一般，工程安全可靠性优良，D₃₉＝100；当λ大于等于3时，认为线路应对环境变化的安全运行能力较差，工程安全可靠性不合格，D₃₉＝50。

10)项目安全评价指标权重的确定

本发明进行指标权重的确定采用基于指标分类参考比较法的主客观权重组合的权重求解算法进行求解，可以得到a₃₁、a₃₂、a₃₃、a₃₄、a₃₅、a₃₆、a₃₇、a₃₈、a₃₉确定的权重值，其中，a₃₁、a₃₂、a₃₃、a₃₄、a₃₅、a₃₆、a₃₇、a₃₈、a₃₉分别为主变可用度、线路可用度、母线电压合格率、电网安全事故发生次数、继电保护和安稳装置误动及拒动次数、变压器非计划停运时间、线路非计划停运小时数、线路非计划停运频次和线路跳闸率9项指标在安全评价中的权重，且a₃₁+a₃₂+a₃₃+a₃₄+a₃₅+a₃₆+a₃₇+a₃₈+a₃₉＝1。

根据安全计算结果评价该工程安全可靠性是否合格，评价结果用D₃表示。

D₃＝a₃₁D₃₁+a₃₂D₃₂+a₃₃D₃₃+a₃₄D₃₄+a₃₅D₃₅+a₃₆D₃₆+a₃₇D₃₇+a₃₈D₃₈+a₃₉D₃₉

当评价结果D₃≥60时，认为该工程的运行在安全可靠性方面符合电网工程的基本要求；当评价结果D₃＜60时，认为该工程的运行在安全可靠性方面不符合电网工程的基本要求。

5、综合考虑项目效能、项目效果和项目安全，对满足用电需求的运行效果综合评价。

1)计算运行效果综合评价数值，运行效果综合评价的计算公式为：

D＝a₁D₁+a₂D₂+a₃D₃

其中，a₁、a₂、a₃分别为效能D₁、效果D₂、安全D₃的权重，且定义a₁+a₂+a₃＝1，采用基于指标分类参考比较法的主客观权重组合的权重求解算法进行求解。

2)确定D₁、D₂、D₃评语等级论域

针对效能D₁评价确定评语等级论域为d₁＝{d₁₁,d₁₂,d₁₃}，其中，d₁₁代表重要，d₁₂代表一般重要，d₁₃代表不重要；

针对效果D₂评价确定论域为d₂＝{d₂₁,d₂₂}，其中，d₂₁代表满足需求，d₂₂代表不满足需求；

针对安全D₃评价确定论域为d₃＝{d₃₁,d₃₂}，其中d₃₁代表合格，d₃₂代表不合格。

将上述定性评价转换为数值，分别由三类隶属转换对应等值得到。为了拉开不同定性评语之间的得分跨度，设定以下三组得分分值对应：

代入综合评价公式D＝a₁D₁+a₂D₂+a₃D₃

当D＜60时，认为该工程作为满足用电需求整体运行效果较差，应根据效能D₁、效果D₂、安全D₃的评价结果，具体分析运行效果较差的原因，并开展有针对性的改进措施。

当60≤D＜80时，认为该工程作为满足用电需求整体运行效果好，具有一定的安全稳定性，工程的建设具有满足用电需求的作用，并且工程的运行在一定程度上实现了满足用电负荷需求的功能。应根据效能D₁、效果D₂、安全D₃的评价结果，具体分析运行效果方面存在的问题，并开展有针对性的改进措施。

当D≥80时，认为该工程作为满足用电需求整体运行效果良好，具有较好的安全稳定性，工程的建设有效提高了保障用电需求的能力，并且工程的运行充分实现了满足用电需求的功能。

上述实施例中，为了准确全面地定量描述评价指标重要程度，改进传统评价方法中的决策逻辑过程以选择决策者偏好指标为基础的主观权重计算过程，根据决策心理中的第一印象效应，本发明提出基于指标分类参考比较法的主客观权重组合的权重求解算法进行求解，依靠专家经验偏好确定主观权重，客观数据分析使用多种经典的数据分析评价，经过归一公式处理得到考虑评价数据特性的组合权重，可以实现在指标数量在20个以内的评价下确定合情合理的权重值，具体原理为：

如图2所示，假定待评价样本共有i个需要确定权重的指标χ数量共有j个，j不大于20，而评价的权重向量为W＝[w₁,w₂...,w_j]^T，求解评价权重W的具体过程为：

1)对指标数据进行预处理，具体为：

1.1)剔除指标异常点，具体采用指标偏离平均值加两倍标准差μ+2σ之外作为判断指标值是否异常样本x_outlier的标准。

式中，μ表示样本均值，σ表示样本标准差。

1.2)指标一致化处理

按照综合评价理论，指标可能属于三种类型：“极大型”指标X_max，“居中型”指标X_mid，“极小型”指标X_min。为了使评价结果具有可比性，首先对指标做数学变化，即指标的一致化处理，具体为：

(1)若X属于极小型指标，取指标x的倒数作为一致化的值e：

(2)若X属于居中型指标，取指标x的与最佳范围的最大值U、最小值u的比较结果作为一致化的值e：

1.3)指标无量纲化

若干评价指标之间的量纲与数量级如果不同时，需要先对这些指标做数学变换处理，使其无量纲化后再继续评价，具体为：

式中，x_ij代表第i个样本的第j指标的值，M_j＝max{x_ij}，m_j＝min{x_ij}，e_ij∈[0,1]。若遇到指标值为定值的情况时，需要将这一指标剔除。

2)基于决策者偏好信息计算主观权重，本发明基于ICRC求取主观权重；其中，分类、参考比较这两个阶段构成了权重主观经验决策的求解框架。

2.1)指标分类

依据专家经验初步分类指标，设有j个评价指标χ₁,χ₂,......,χ_j，根据专家经验，将同一准则下的指标χ_k进行分类，分别归入四个不同的重要程度层级：核心层级S₁，支撑层级S₂，基础层级S₃，弱关联层级S₄：

S_i∈χ_k

依据各层级的意义及重要程度分布特点，界定分类原则如下：

分类原则1：对应S₁、S₂、S₃、S₄分配指标的数目比例为：

上式b₁代表核心层涵盖了20％的指标，b₂代表支撑层涵盖30％的指标，b₃代表基础层涵盖40％的指标，b₄代表弱关联层的数目则为10％的总指标。

分类原则2：对应S₁、S₂、S₃、S₄四个层级的权重分别为：

式中分别代表核心层指标的重要程度p₁可以表示为40％的该准则权重θ，支撑层指标的重要程度p₂可以表示为30％的该准则权重，基础层指标的重要程度p₃可以表示为20％的该准则权重，弱关联层指标的重要程度p₄可以表示为10％的该准则权重。

2.2)参考比较

依据专家经验，在四个层级中分别各自选取一个最重要的指标作为参考指标χ_参考，可以以对比参考指标的重要度作为确定权重的判断准则，即其余指标与参考指标两两比较评分，再将指标评分值按行求和，得到各指标评分总和，最后进行加权平均处理，求得指标主观权重系数ν_k。

在分层级后与各自标准指标χ_参考相对比较评分分值设为m_k，

m_k＝χ_k/χ_参考

其中，分值m_k评分标准如下表：

表1RC法评分分值表

重要比较重要不太重要相比不重要0.90.60.30.1

得到评价向量：

α_i＝[m₁...,m_k,...]^T

评分结束后计算权重值，θ_i为S_i所分配的权重总和，p_i为S_i所分配的权重百分数，定义k＝1，若S_i∈χ_k对应的评分值m_k，ν_k为主观权重系数：

得到的主观权重为：V＝[ν₁,ν₂...,ν_j]^T。

3)基于评价数据的客观权重的计算，即通过计算指标方差、信息熵和灰色关联度的值，通过加权平均得到客观权重。

(1)计算指标方差：

式中，μ代表样本下标，k代表指标下标，e_μk代表第μ个样本第k指标的值

(2)计算指标信息熵：

(3)计算指标灰色关联度：

Δ_k(q)＝|X₀(q)-X_k(q)|

式中，k代表指标下标，X₀(q)为参考数列的指标值，ξ_k(q)为关联系数，ρ为分辨系数，通常取ρ＝0.5。

比较序列对应于参考序列的关联度值一般用平均数表示，即：

(5)客观权重的加权平均集成：

得到的客观权重为：F＝[f₁,f₂...,f_j]^T。

4)基于归一化公式的主客观权重组合，具体过程为：

4.1)归一化公式计算组合权重：

求得权重向量为W＝[w₁,w₂...,w_j]^T。

实施例2

本发明还提供一种满足用电需求的电网工程运行效益评价系统，该系统包括：

用于采集待评价的实际运行电力数据的数据采集模块；

用于根据采集的电力数据对该满足用电需求的电网工程项目效能进行评价的项目效能评价模块；

用于根据采集的电力数据对该满足用电需求的电网工程项目效果进行评价的项目效果评价模块；

用于根据采集的电力数据对该满足用电需求的项目安全进行评价的项目安全评价模块；

用于根据项目效能、项目效果和项目安全的评价结果，对满足用电需求的运行效果综合评价。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。上述各实施例仅用于说明本发明，其中方法的各实施步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。