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技术领域

本发明属于主动配电网评价技术领域，特别是涉及一种主动配电网发展水平综合评价方法。

背景技术

相较于电网发展已基本成型的国外发达国家配电网，我国的配电网系统仍处于快速发展之中，电网评价作为指导配电网有序规划建设的重要依据，一直是电网研究领域的研究热点之一。目前对传统配电网的综合评价已成为配电网运行与管理的一项基础性工作，相关的传统配电网综合评价技术已较为成熟。随着配电网的发展，电网综合评价的研究热点也随评价对象的发展而与时俱进，即针对智能电网的综合评价。主动配电网作为未来智能电网的重要组成部分，也是智能配电网的过渡阶段，相较于智能配电网这一技术蓝图，主动配电网更接近于我国配电网建设的近期目标，而目前尚未见到针对主动配电网的综合评价技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种主动配电网发展水平综合评价方法。

为了达到上述目的，本发明提供的主动配电网发展水平综合评价方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤1)构建主动配电网的IDEF0模型：利用IDEF建模方法构建主动配电网的IDEF0模型；

步骤2)构建主动配电网综合评价指标体系：根据上述主动配电网的IDEF0模型，设计用于主动配电网综合评价的一至N级指标，最后一级指标为叶指标，从而构建出主动配电网综合评价指标体系；

步骤3)实施综合评价：采用DEMATEL-ANP法计算上述一级指标的权重，然后采用专家打分法确定其他指标权重，得到主动配电网综合评价指标体系的整体权重；并结合专家打分和二次曲线拟合制定叶指标的评价标准；

步骤4)分析目标电网发展水平，提出改进方法：收集目标电网基础数据，利用上述主动配电网综合评价指标体系对目标电网进行综合评价，并根据评价结果分析目标电网的发展水平，提出改进方法。

在步骤1)中，所述的主动配电网的IDEF0模型以传统配电网I1作为输入，以先进一次设备O11、完善观测控制手段O12、坚强灵活的网络O2、高渗透率分布式能源O3和互动负荷O4作为输出。

在步骤2)中，所述的构建主动配电网综合评价指标体系的方法为：

以供电质量、经济高效、绿色低碳和技术装备、网络结构、再生能源、用户互动共7项指标构成主动配电网综合评价体系一级指标；

其中供电质量类指标主要分为供电可靠性和电能质量两项二级指标；供电可靠性指标主要由“用户平均停电时间”和“用户平均停电次数”两项三级指标来反映；电能质量指标主要由“综合电压合格率”和“三相电压不平衡率”两项三级指标来反映；

经济高效类指标主要分为设备利用率、线损水平和削峰填谷效果三项二级指标；设备利用率指标主要分为“容载比”、“主变平均负载率”、“高压线路平均负载率”三项三级指标；线损水平指标主要分为“综合线损率”和“台区高损比例”两项三级指标；削峰填谷效果指标主要分为“峰谷差”和“负荷率”两项三级指标；

绿色低碳类指标采用“再生能源发电渗透率”和“电动汽车充电量比例”两项相对指标作为三级指标，不设二级指标；

技术装备类指标主要分为一次设备配置、配电自动化水平和信息化支撑水平三项二级指标；在一次设备配置方面，用“变电站无功配置比例”、“配变无功配置比例”两项三级指标反映无功配置水平；以主变、线路、配变的标准化水平作为三级指标来反映一次设备的标准化程度；以“开关无油化率”和“高损配变比例”两项三级指标反映一次设备先进化水平；配电自动化水平指标主要从“馈线自动化覆盖率”、“配电自动化主站运行率”、“配电终端月在线率”和“馈线自动化动作正确率”四项三级指标综合评价配电自动化的覆盖率和运行效率；信息化支撑水平指标主要分为“在线监测覆盖率”、“PMS和GIS数据一致率”、“信息系统功能覆盖率”和“信息系统可用率”四项三级指标；

网络结构类指标主要分为转供能力、电源备用情况、网络灵活性三项二级指标；其中转供能力指标主要分为“主变N-1通过率”和“高、中压线路的N-1通过率”两项三级指标；电源备用情况指标主要分为“变电站单电源线率”和“变电站单主变率”两项三级指标；用“中压线路平均分段数”、“中压线路联络率”和“中压线路站间联络率”三项三级指标来综合反映主动配电网的网络灵活性指标；

再生能源指标主要从分布式能源接入水平和分布式能源运行情况两项二级指标来评价主动配电网的再生能源利用情况；其中分布式能源接入水平指标主要分为“再生能源发电容量比例”、“储能容量比例”和“电动汽车充电负荷比例”三项三级指标；分布式能源运行情况指标主要分为“分布式能源数据上传率”和“分布式能源远程控制率”两项三级指标；

用户互动指标主要分为电能互动和用电信息互动两项二级指标，电能互动指标采用“动态电价用电量比例”和“可控负荷比例”两项三级指标对其进行评价；用电信息互动指标用“智能电表覆盖率”和“用电信息采集系统覆盖率”两项三级指标予以反映。

在步骤3)中，所述的实施综合评价的方法为：

步骤3.1)利用DEMATEL-ANP法计算一级指标权重；

1).确定系统元素

明确分析对象系统中的元素构成，即一级指标；

2).产生直接关系矩阵

采用专家打分或小组讨论法方式判断元素两两间的关系；元素间的关系以四级影响度表示：0为没有影响，1为稍微影响，2为较强影响，3为非常影响；对于有n个元素的系统，得到的n阶方阵称为直接关系矩阵D，D中元素d_ij代表元素i影响元素j的程度，D的对角线元素为0；

3).归一化直接关系矩阵

根据下式对直接关系矩阵D进行归一化，得到归一化直接关系矩阵X；

X＝λ·D

λ = min ( 1 m a x 1 ≤ i ≤ n ( Σ j = 1 n v i j ) , m a x 1 ≤ j ≤ n ( Σ i = 1 n v i j ) ) ]]>

4).计算综合影响矩阵

由于因此综合影响矩阵T可由下式得到，式中I为单位矩阵，t_ij即为元素i对元素j的综合影响程度；

T = Σ k = 1 ∞ X k = X ( I - X ) - 1 = [ t i j ] n × n , i , j = 1 , 2 , ... , n ]]>

5).设定阈值

通过设定阈值将综合影响矩阵T中小于阈值的元素置为0，得到忽略低于阈值的关联关系之后的综合影响矩阵T′；

6).计算一级指标权重向量

求列归一化的T’的特征值和特征向量，特征根1对应的特征向量W即为一级指标的权重；

步骤3.2)计算整体权重

对二级指标、三级指标直至叶指标的权重采用专家打分法确定，并与由DEMATEL-ANP法制定的一级指标权重相结合后得到指标体系的整体权重；

步骤3.3)制定叶指标评价标准

由专家根据指标定义、公式和单位为叶指标分类，并制定每项叶指标采用百分制得0、20、40、60、80、100分时的指标取值；基于叶指标的离散评价标准，采用二次曲线对各叶指标的指标取值进行拟合，最终得到所有叶指标的评分函数；其中效益型和成本型指标均采用二次多项式的曲线拟合作为评分函数，区间型指标采用分段的曲线拟合作为评分函数。

在步骤4)中，所述的分析目标电网发展水平，提出改进方法的具体方法为：首先对待评价的目标电网各项叶指标计算所需的配网基础数据进行收集，然后根据步骤2)中各指标的计算公式和步骤3.3)制定的相应评分函数计算出叶指标得分，最后根据指标权重经逐层加权平均得到全部指标的得分以及城市配电网的总分。

本发明提供的评价主动配电网发展水平的有益效果：能够反映主动配电网整体性能、建设进程和技术支撑水平的指标，构建的主动配电网综合评价指标体系和制定的综合评价实施方法，适应于我国配电网建设和管理的实际情况，能够反映主动配电网的整体发展水平，并有助于挖掘配电网中存在的薄弱环节，为配电网发展水平的全面提高提供科学、有效的指导。

附图说明

图1为本发明提供的主动配电网发展水平综合评价方法流程图；

图2为IDEF0建模方法示意图；

图3为主动配电网的IDEF0顶层模型；

图4为主动配电网评价内容分解图；

图5为主动配电网的IDEF0模型总图；

图6为实施例一级指标评价结果。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的主动配电网发展水平综合评价方法进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的主动配电网发展水平综合评价方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤1)构建主动配电网的IDEF0模型：利用IDEF建模方法构建主动配电网的IDEF0模型；

步骤2)构建主动配电网综合评价指标体系：根据上述主动配电网的IDEF0模型，设计用于主动配电网综合评价的一至N级指标，最后一级指标为叶指标，从而构建出主动配电网综合评价指标体系；

步骤3)实施综合评价：采用DEMATEL-ANP法计算上述一级指标的权重，然后采用专家打分法确定其他指标权重，得到主动配电网综合评价指标体系的整体权重；并结合专家打分和二次曲线拟合制定叶指标的评价标准；

步骤4)分析目标电网发展水平，提出改进方法：收集目标电网基础数据，利用主动配电网综合评价指标体系对目标电网进行综合评价，并根据评价结果分析目标电网的发展水平，提出改进方法。

在步骤1)中，所述的构建主动配电网的IDEF0模型的方法为：

所述的IDEF0建模方法为用于辅助构建复杂系统的功能模型，由一系列盒子及箭头构成，盒子代表功能(用动词短语表示的活动)，箭头代表数据(信息或真实对象)，一个上层图中的盒子由下层图中一系列盒子和箭头来说明，逐层分解达到分解复杂系统的效果；箭头表示活动输出的、或所需要的数据；箭头只表示盒子间的关系，而非活动的顺序；盒子的边表示相连箭头的作用，分别是输入、控制、输出和机制，如图2所示；活动是将输入转换为输出的一种变换，控制说明了控制变换约束，机制可以是执行活动的人或设备；总之，输入输出表示活动进行的是什么，控制表明为何这么做，机制表示如何做。

步骤1.1)分析为什么要建设主动配电网；

利用IDEF建模方法通过分析建设主动配电网的驱动力和目标是什么，主动配电网能为电力用户、电网企业、国家社会等配电网利益相关者带来哪些核心价值，从而构建出主动配电网的IDEF0模型；

对于电力用户，不管是传统配电网，还是主动配电网，电力用户的最核心要求是获得持续不间断的电力供应；同时电能作为一种商品，其质量也是用户所关注的；用户对主动配电网的要求可以概括为供电优质；

对于电网企业，主动配电网的核心价值主要体现在能够通过协调控制接入的分布式电源、互动负荷参与削峰填谷实现资源的优化配置；同时高效运行的主动配电网可以降低电能传输损耗，带来节能效益；此外由节能减排、用户互动带来的社会效益也对电网企业塑造自身形象具有十分重要的意义；电网企业对主动配电网的要求主要是其带来的社会经济效益；

对于国家社会，节能减排、低碳经济是国家社会积极建设主动配电网的根本驱动力；

由此可以得出主动配电网的IDEF0顶层模型A0，如图3所示；传统配电网向主动配电网转变发展是由外部环境的上述要求所驱动的，相应地，是否实现了这些要求或者实现的程度如何，可以用来反映主动配电网的发展状况；因此指标的设计中应考虑衡量主动配电网供电质量、经济高效性、绿色低碳性能的指标，这些指标综合表征了主动配电网源网荷协调规划、运行的效果，称为性能指标；

步骤1.2)分析主动配电网的建设内容；

通过分析主动配电网的建设内容是什么，即能实现这些目标、带来这些核心价值的主动配电网应从哪些方面去建设，细化性能指标；

主动配电网的建设内容可以分为设备基础建设、电网建设、(分布式)电源侧建设和负荷侧建设四个环节进行；

1.提升技术装备

精良的技术装备水平是主动配电网得以实现各项核心价值的基础保障；无论是一次设备还是二次设备，我国配电网的技术装备水平距世界先进水平还有较大差距，因此无法满足主动配电网核心价值的要求；因此我国主动配电网的建设应在现有基础上，不断提升技术装备配置水平，提升信息化支撑水平和配电自动化水平；

2.完善网络结构

具有坚强灵活的网络结构是主动配电网的主要特征之一；传统配电网的核心控制思路是被动的，主动配电网中将改变这一模式，控制中心可以根据实时情况主动改变网络拓扑，实现对潮流的主动管理，最大化消纳不可控的间歇性能源发电并通过优化潮流分布降低网络损耗；我国主动配电网的建设在优化能源结构的同时，也是在现有基础上不断完善配电网网络结构的过程，从而使网络结构成为重要的调度资源，参与主动配电网的协调优化运行，实现资源优化配置；

3.发展再生能源

在绿色低碳要求的驱动下，主动配电网需要不断扩大再生能源发电规模，并积极接纳电动汽车的充换电；主动配电网的建设过程也是不断扩大再生能源使用规模的过程；

4.开展用户互动

积极开展用户互动，使负荷可以接受管理，成为一种有效的可控资源；可控的负荷可以就地平衡不可控的分布式间歇性能源出力，并参与到配电网的削峰填谷中来；

根据上述四个方面的建设内容，可以将图3中主动配电网的IDEF0顶层模型A0的输出细化分解为图4所示A1-A4四个方面，其中技术装备水平A1可以进一步分解为三项子活动；通过衡量这些建设内容的完成程度，可以得到对主动配电网建设进程的认识，因此指标的设计中应考虑能够反映技术装备水平A1、网络结构水平A2、再生能源利用水平A3和用户互动水平A4的指标；这些指标可以全面反映主动配电网的源、网、荷以及设备基础的建设现状，称之为状态指标；

步骤1.3)分析怎样建设主动配电网；

分析如何实现主动配电网建设内容的问题，从而构建出完整的主动配电网的IDEF0模型；

1.如何提升技术装备水平

一次设备方面，针对我国配电网现状，主要考虑通过提高无功就地补偿、设备标准化和设备先进化实现一次设备的升级完善；提升信息化支撑水平主要依靠扩大信息采集装置覆盖、完善通信基础设施和提升PMS(ProductionManagementSystem，生产管理系统)、GIS(GeographyInformationSystem，地理信息系统)等配电信息系统的覆盖率和运行效率实现；配电自动化系统的建设主要通过提高配电自动化主站、配变终端和馈线自动化的覆盖水平、运行效率实现；

技术装备水平的提升可以为主动配电网提供精良的一次设备和较为完善的观测控制手段，前者是主动配电网实现供电优质、经济高效的核心价值必不可少的基础条件，后者还为分布式能源的主动消纳和用户互动的开展提供设备技术支撑，在主动配电网的IDEF0模型中，技术装备水平A1的这部分输出将作为再生能源利用水平A3和用户互动水平A4的机制之一；

2.如何完善网络结构

主动配电网供电优质、经济高效、绿色低碳的核心价值要求建设完善的网络结构；现有基础上完善配电网网络架构主要从两个方面实现；一方面需要继续提高供电安全性，包括提高配电网的转供能力，在电网故障时可以尽快将负荷转供出去，还有完善变电站的电源备用；另一方面需要提高网络灵活性，便于网络拓扑的灵活调整；

3.如何发展再生能源

发展再生能源是应外部环境供电优质、经济高效、绿色低碳的要求而进行的，主要通过最大化消纳分布式再生能源发电与接纳电动汽车实现；实现手段上，首先必不可少的是分布式发电和电动汽车充换电的相关设备与技术；为应对再生能源发电的间歇性和电动汽车的时空随机性，燃料电池、飞轮储能等储能装置也将以一定比例接入主动配电网中；除此之外，A1升级一次设备输出的观测控制手段、A2完善网络结构输出的坚强灵活配电网络以及A4开展用户互动输出的互动负荷都是主动消纳高渗透率再生能源发电的重要支撑手段，主动配电网将通过管控中心的优化调度，依靠互动负荷以及多层次电网的分层消纳能力平衡过剩的不可控间歇式能源发电及电动汽车充放电量；

4.如何开展用户互动

需求响应技术是主动配电网实现用户互动的主要技术手段；需求响应是指在竞争电力市场中，用户为响应高电价或系统可靠性受到威胁时的经济激励而做出的电力消费形式的变化，具体分为基于价格的需求响应和基于激励的需求响应；前者是指用户为响应电价变化而做出的避峰就谷等用电行为，包括阶梯电价、季节电价等分时电价；后者指用户愿意以中断电力使用换取经济激励的行为，即对负荷进行直接切除、周期性控制、降压减负荷等；用户互动的开展需要以智能电表为核心的用户信息采集系统的广泛覆盖；

由“怎样做”问题分析出的设备与技术直接作用于主动配电网的各项建设内容，是完成相应建设任务所必不可少的要素；通过评价这些设备技术手段的配置、应用情况，可以从细节上对主动配电网建设状态有所把握；反映主动配电网技术支撑水平的指标称为技术指标；

综合上述分析，可以得到如图5所示的主动配电网的IDEF0模型总图；图5中，传统配电网I1作为输入，包含现有技术装备I11、现有网络结构I12、低渗透分布式能源I13、被动负荷I14四部分；在主动配电网的核心价值供电优质C1、经济高效C2、绿色低碳C3的控制下，以众多设备、技术手段为机制支撑，最终将发展成由先进一次设备O11、完善观测控制手段O12、坚强灵活的网络O2、高渗透率分布式能源O3和互动负荷O4作为输出的主动配电网。

在步骤2)中，所述的构建主动配电网综合评价指标体系的方法为：

根据上述分析，在主动配电网的IDEF0模型中，3项核心价值和4项主要内容更能够表征主动配电网建设发展程度，如前所述分别对应性能指标和状态指标；性能指标还可以根据其内涵进一步细化；以性能指标和状态指标作为一级指标，即供电质量、经济高效、绿色低碳和技术装备、网络结构、再生能源、用户互动共7项指标构成了主动配电网综合评价的七个方面，称为一级指标；一级指标下，以具体性能要求和技术指标逐层设计出多层次的指标结构，最后一层指标称为叶指标，中间层的指标分别为二级指标、三级指标，以此类推；

1.供电质量

供电质量类指标反映主动配电网供电优质的核心价值；基于电力用户对不间断高质量电能供应的要求，供电质量指标主要分为供电可靠性和电能质量两项二级指标；供电可靠性指标主要由“用户平均停电时间”和“用户平均停电次数”两项三级指标来反映；电能质量指标主要由“综合电压合格率”和“三相电压不平衡率”两项三级指标来反映各指标计算公式如下：

1)“用户平均停电时间”指用户在统计期间内的平均停电小时数，用以反映主动配电网的协调优化特征对减少停电时间的改善效果，计算公式如式(1)所示：

2)“用户平均停电次数”指用户在统计期间内的平均停电次数，用以反映主动配电网的协调优化特征对降低停电频率的改善效果，计算公式如式(2)所示：

3)“综合电压合格率”由A、B、C、D四类电压监测点的电压合格率加权计算得到，综合反映主动配电网对用户供电的电压质量，计算公式如式(3)所示：

4)“三相电压不平衡率”指不满足电压不平衡度限值的公共连接点的个数占该电压等级公共连接点总数的比例，用以反映主动配电网的电压质量，计算公式如式(4)所示：

2.经济高效

经济高效类指标反映主动配电网经济高效的核心价值；主要分为设备利用率、线损水平和削峰填谷效果三项二级指标；设备利用率指标可以反映主动配电网的资源优化配置效果，保证设备利用率在合理水平，既不轻载也不重载，可以充分利用现有设备，有效延缓更新投资，主要分为“容载比”、“主变平均负载率”、“高压线路平均负载率”三项三级指标；降低损耗是分布式能源接入和潮流主动控制的结果，线损水平指标从电能传输损耗方面反映主动配电网的降损效果，主要分为“综合线损率”和“台区高损比例”两项三级指标；削峰填谷效果指标可以反映用户参与互动后对配电网负荷削峰填谷的支撑效果，主要分为“峰谷差”和“负荷率”两项三级指标。各指标计算公式如下：

1)“容载比”指变电容量占相应电压等级负荷的比值情况，用以反映主动配电网中变电容量对于负荷的供电能力饱和度和裕度，计算公式如式(5)所示，本发明只考虑110kV容载比。

2)“主变平均负载率”指主变负载率的平均值，用以反映主变运行的效率，计算公式如式(6)所示：

3)“高压线路平均负载率”指高压线路负载率的平均值，用以反映高压线路的利用率和充裕度，计算公式如式(7)所示：

4)“综合线损率”是采用供电部门对所管辖(或调度)范围内电网的供、售电量统计得出的线损率数值，计算公式如式(8)所示：

5)“台区高损比例”指超过线损门限值的台区个数占台区总数的比例，计算公式如式(9)所示：

6)“峰谷差”采用夏季典型日峰谷差为代表，从日负荷最大波动幅度的角度反映主动配电网协调运行的削峰填谷效果，计算公式如式(10)所示：

7)“负荷率”采用夏季典型日负荷率为代表，从日平均负荷的角度反映主动配电网协调运行的削峰填谷效果，计算公式如式(11)所示：

3.绿色低碳

绿色低碳类指标反映主动配电网绿色低碳、环保减排的核心价值；国家与社会对于配电网环保减排最直接关心的是化石能源的替代量和二氧化碳的减排量，虽然这两个指标可以通过折算煤耗率、单位发电排放量等参数折算得到，但是难以为仍处于较快增长中的绝对值指标制定评价标准，不便于综合评价指标体系的构建；考虑到主动配电网的节能减排效果主要是靠再生能源发电替代传统化石能源发电，以及电动汽车替代燃油机动车实现的，本发明采用“再生能源发电渗透率”和“电动汽车充电量比例”两项相对指标作为绿色低碳类指标的三级指标(不设二级指标)来反映主动配电网的绿色低碳性能，便于后续的评价标准制定工作，同时也避免了发电量、燃煤消耗量和CO2排放量等数据之间的相互折算；各指标计算公式如下：

1)“再生能源发电渗透率”指再生能源发电量占区域总用电量的比例，其可在一定程度上反映配电网角度用再生能源替代化石能源的节能减排效果，，该指标中的再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。计算公式如式(12)所示：

2)“电动汽车充电量比例”是指电动汽车充换电站的充电用电量占区域总用电量的比例，用以反映主动配电网通过支持电动汽车充电实现的节能减排效果，计算公式如式(13)所示：

4.技术装备

技术装备类指标反映建设主动配电网过程中技术装备的升级进程，主要分为一次设备配置、配电自动化水平和信息化支撑水平三项二级指标，在一次设备配置方面，用“变电站无功配置比例”、“配变无功配置比例”两项三级指标反映无功配置水平；以主变、线路、配变的标准化水平作为三级指标来反映一次设备的标准化程度；以“开关无油化率”和“高损配变比例”两项三级指标反映一次设备先进化水平；配电自动化水平指标主要从“馈线自动化覆盖率”、“配电自动化主站运行率”、“配电终端月在线率”和“馈线自动化动作正确率”四项三级指标综合评价配电自动化的覆盖率和运行效率；信息化支撑水平指标主要分为“在线监测覆盖率”、“PMS和GIS数据一致率”、“信息系统功能覆盖率”和“信息系统可用率”四项三级指标；各指标计算公式如下：

1)“变电站无功配置比例”指110/35kV变电站低压母线的无功补偿配置容量占变电站总容量的比例，用以反映变电站的无功补偿能力，计算公式如式(14)所示：

2)“配变无功配置比例”指10kV配变无功补偿容量占配变总容量的比例，用以反映中压配变无功补偿的能力，计算公式如式(15)所示：

3)“主变标准化水平”用以衡量主变的标准化程度，计算公式如式(16)所示：

4)“线路标准化水平”用以衡量线路的标准化程度，计算公式如式(17)所示：

5)“配变标准化水平”用以衡量配变的标准化程度，计算公式如式(18)所示：

6)“开关无油化率”指无油化开关所占的比值情况，用以反映开关的先进化程度，计算公式如式(19)所示：

7)“高损配变比例”指S7或S8系列及以下配电变压器所占比例，用以反映配变的先进化程度，计算公式如式(20)所示：

8)“馈线自动化覆盖率”指具有馈线自动化功能的线路条数占线路总条数的比值情况，用以反映馈线的自动化覆盖程度，计算公式如式(21)所示：

9)“配电自动化主站运行率”指配电自动化主站在考核时间内的运行时间占比，用以反映配电自动化主站的运行水平，计算公式如式(22)所示：

10)“配电终端月在线率”指考核月内所有配电终端的总在线时间占比，用以反映配电终端的运行水平，计算公式如式(23)所示：

11)“馈线自动化正确动作率”指馈线自动化动作正确次数占动作总次数的比值情况，用以反映馈线自动化的运行效率。馈线自动化在故障时推出的故障定位策略正确即认为馈线自动化正确动作，计算公式如式(24)所示：

12)“在线监测覆盖率”指安装在线监测系统的设备占相应设备总数之比，用以反映主动配电网的观测能力，计算公式如式(25)所示：

13)“PMS和GIS数据一致率”指PMS和GIS实际一致数据项的占比，用以反映主动配电网的信息系统支撑效率，计算公式如式(26)所示：

14)“信息系统功能覆盖率”指信息系统功能覆盖单位数占应覆盖单位数之比，用以反映主动配电网的信息系统支撑水平，计算公式如式(27)所示：

15)“信息系统可用率”指信息网络可用时间占总应用时间之比，用以反映主动配电网的信息系统支撑水平，计算公式如式(28)所示：

5.网络结构

网络结构类指标反映建设主动配电网过程中网络结构的完善进程，主要分为转供能力、电源备用情况、网络灵活性三项二级指标；其中转供能力指标考察主动配电网在故障发生后的应对能力，主要分为“主变N-1通过率”和“高、中压线路的N-1通过率”两项三级指标；电源备用情况指标反映了配电网中变电站对主变或电源进线故障的应对能力，主要分为“变电站单电源线率”和“变电站单主变率”两项三级指标；灵活的网络结构是靠合理的线路分段和较高的互联水平实现的，本发明用“中压线路平均分段数”、“中压线路联络率”和“中压线路站间联络率”三项三级指标来综合反映主动配电网的网络灵活性指标；各指标计算公式如下：

1)“主变N-1通过率”指电网中的一台主变故障或计划退出运行时，保持对用户正常持续供电能力的整体量化描述，计算公式如式(29)所示：

2)“高压线路N-1通过率”指电网中的一条高压线路故障或计划退出运行时，保持对用户正常持续供电能力的整体量化描述，计算公式如式(30)所示：

3)“中压线路N-1通过率”指电网中的一条中压线路故障或计划退出运行时，保持对用户正常持续供电能力的整体量化描述，计算公式如式(31)所示：

4)“变电站单电源线率”指只有单回线供电的变电站所占的比例，用以反映变电站的电源备用情况，计算公式如式(32)所示：

5)“变电站单主变率”指只有单台主变的变电站所占的比例，用以反映变电站的电源备用情况，计算公式如式(33)所示：

6)“中压线路平均分段数”指中压架空线路的平均分段数，用以反映中压配电网的结构灵活性，计算公式如式(34)所示：

7)“中压线路联络率”指具备联络的中压线路的占比情况，计算公式如式(35)所示：

8)“中压线路站间联络率”指具备站间联络的中压线路的占比情况，计算公式如式(36)所示：

6.再生能源

再生能源指标反映主动配电网对再生能源的利用情况；主要从分布式能源接入水平和分布式能源运行情况两项二级指标来评价主动配电网的再生能源利用情况；其中分布式能源接入水平指标主要分为“再生能源发电容量比例”、“储能容量比例”和“电动汽车充电负荷比例”三项三级指标；分布式能源运行情况指标主要分为“分布式能源数据上传率”和“分布式能源远程控制率”两项三级指标，反映配电网主动控制分布式能源运行状态的能力，体现了主动配电网中观测控制手段对主动消纳分布式能源的支撑情况。各指标计算公式如下：

1)“再生能源发电容量比例”是指再生能源发电装机容量占区域最大负荷的比例，用以反映主动配电网中再生能源发电的接入规模，计算公式如式(37)所示：

2)“储能容量比例”是指储能装置装机容量占区域最大负荷的比例，用以反映主动配电网中储能装置的接入规模，计算公式如式(38)所示：

3)“电动汽车充电负荷比例”是指电动汽车充换电设施的充电负荷占区域最大负荷的比例，用以反映配电网中电动汽车充换电站的接入规模，计算公式如式(39)所示：

4)“分布式电源数据上传率”是指能够上传运行数据的分布式电源容量占全部分布式电源之比，用以反映主动配电网对分布式电源的信息化支撑能力，计算公式如式(40)所示：

5)“分布式电源远程控制率”是指安装有远控装置，并与电力公司达成协议，可以实施远程控制的分布式电源容量占分布式电源总装机容量之比，用以反映主动配电网对分布式电源出力的控制能力，计算公式如式(41)所示：

7.用户互动

用户互动指标反映主动配电网中用户互动的开展情况，主要分为电能互动和用电信息互动两项二级指标，电能互动指标即通过需求响应技术促使用户主动调整用电方式，根据需求响应技术的两大类型，采用“动态电价用电量比例”和“可控负荷比例”两项三级指标对其进行评价；用电信息互动指标考察主动配电网观测控制手段对用户互动的支撑力度，用“智能电表覆盖率”和“用电信息采集系统覆盖率”两项三级指标予以反映。各指标计算公式如下：

1)“动态电价用电量比例”指参与阶梯电价、季节电价等动态电价响应的用电量占用电总量的比值，用以反映电价手段需求响应的实施情况，计算公式如式(42)所示：

2)“可控负荷比例”是指需求管理系统可以直接控制的负荷量占区域负荷总量的比例，用以反映激励措施需求响应的实施情况，计算公式如式(43)所示：

3)“智能电表覆盖率”指用户电表中智能电表所占的比例，用以反映用户互动的信息化支撑水平，计算公式如式(44)所示：

4)“用电信息采集系统覆盖率”指用户中安装用电信息采集系统的用户所占的比例，用以反映用户互动的信息化支撑水平，计算公式如式(45)所示：

在步骤3)中，所述的实施综合评价的方法为：

步骤3.1)利用DEMATEL-ANP法计算一级指标权重；

所构建的主动配电网综合评价指标体系中的7项一级指标既有性能类指标也有状态类指标，显然这两种指标之间具有关联关系，特征指标是性能指标的基础，性能的提升又可以反馈作用于状态的发展；且性能指标之间、状态指标之间也互相关联，构成一个复杂的网络系统；因此采用DEMATEL-ANP计算一级指标的权重；

所述DEMATEL-ANP法是基于ANP(Analysisnetworkprocess，网络分析法)的一种改进，用DEMATEL法的直接影响判断替代了ANP法要求的多次两两比较过程，一方面可降低制定权重工作中的复杂度，另一方面由DEMATEL法得到的综合影响矩阵可以将相关的因子分为原因群和结果群，从中能获得与内部相互依赖关系相关的有价值信息，有助于ANP网络模型的构建；在此基础上再使用ANP法求解加权超矩阵及极限矩阵，得到权重向量；在本实施例中的具体步骤如下：

1.确定系统元素

明确分析对象系统中的元素构成，即7项一级指标；

2.产生直接关系矩阵

采用专家打分或小组讨论法等方式判断元素两两间的关系；元素间的关系以四级影响度表示：0为没有影响，1为稍微影响，2为较强影响，3为非常影响；对于有n个元素的系统，得到的n阶方阵称为直接关系矩阵D，D中元素d_ij代表元素i影响元素j的程度，D的对角线元素为0；直接关系矩阵D中元素的取值如表1所示；

表1直接关系矩阵D

3.归一化直接关系矩阵

根据下式对直接关系矩阵D进行归一化，得到归一化直接关系矩阵X如表2所示；

X＝λ·D

表2归一化直接关系矩阵X

4.计算综合影响矩阵

一旦得到归一化直接关系矩阵X，由于因此综合影响矩阵T可由下式得到，式中I为单位矩阵，t_ij即为元素i对元素j的综合影响程度，综合影响矩阵T如表3所示；

T = Σ k = 1 ∞ X k = X ( I - X ) - 1 = [ t i j ] n × n , i , j = 1 , 2 , ... , n ]]>

表3综合影响矩阵T

5.设定阈值

通常可以将元素之间较小的影响忽略掉，即通过设定阈值将综合影响矩阵T中小于阈值的元素置为0，得到的忽略低于阈值的关联关系之后的综合影响矩阵T′可以有效减小影响关系的复杂度；经过专家讨论和反复试验，设置综合影响矩阵的阈值为0.40，将表3中低于阈值的关联关系忽略后得到如表4所示的一级指标相互影响关系；

表4忽略低于阈值的关联关系之后的综合影响矩阵T’

6.计算一级指标权重向量

求列归一化的T’的特征值和特征向量，特征根1对应的特征向量W即为7项一级指标的权重，如下式所示；

W＝[0.11710.08790.03580.25660.15210.22070.1298]

步骤3.2)计算整体权重

由于各一级指标的下级指标之间相关性较弱，本发明对二级指标、三级指标直至叶指标的权重采用专家打分法确定，邀请北京、天津、山东、河南、湖南、宁夏等地电网公司单位以及高校的多位专家，先经专家独立打分，然后对统计结果进行讨论修正，并与由DEMATEL-ANP法制定的一级指标权重相结合后得到指标体系的整体权重如表5所示；

表5主动配电网综合评价指标权重示例

步骤3.3)制定叶指标评价标准

由专家根据指标定义、公式和单位为叶指标分类，并制定每项叶指标采用百分制得0、20、40、60、80、100分时的指标取值；叶指标的类型根据其实际值与理想值之间的关系可以分为效益型指标、成本型指标和区间型指标3类，其中效益型指标为指标取值越大其得分越高的指标；成本型指标为指标取值越小其得分越高的指标；而区间型指标则为在中间的某个数值或子区间取值时得分最高的指标；基于叶指标的离散评价标准，采用二次曲线对各叶指标的指标取值进行拟合，最终得到所有叶指标的评分函数；其中效益型和成本型指标均采用二次多项式的曲线拟合作为评分函数，区间型指标采用分段的曲线拟合作为评分函数；评分函数如表6所示；

表6主动配电网综合评价叶指标评分函数示例

在步骤4)中，所述的分析目标电网发展水平，提出改进方法的具体方法为：

选取我国某直辖市的实际配电网作为目标电网，进行综合评价；综合评价对象为该市现状电网和“十三五”末期的2020年规划态电网，用以了解该市现状电网的总体水平和存在问题，并评估规划方案对现存薄弱环节的改善效果；

首先对待评价的目标电网各项叶指标计算所需的配网基础数据进行收集，然后根据步骤2)中各指标的计算公式和步骤3.3)制定的相应评分函数计算出叶指标得分，最后根据指标权重经逐层加权平均得到全部指标的得分以及城市配电网的总分，综合评分和一级指标得分如表7所示，图6所示的雷达图清晰地展示了现状电网与规划电网得分的对比；

表7目标电网综合评价结果

现状电网方面，该市现状电网整体得分为70.0，属于较高水平，在供电质量、经济高效、技术装备和网络结构方面得分均在75以上，体现了该市对传统配电网所关注方面的重视，评价结果与该市的地位相符；但是在绿色低碳、再生能源和用户互动方面的得分均较低，反映出该城市配电网仍处在向主动配电网过渡的低级阶段；

供电质量得分81.6，较高的供电可靠性和电能质量能够保证该市在满足电力用户基本需求的基础上对高科技产业的吸引力；经济高效得分77.7，设备利用率、线损水平和削峰填谷三方面得分均在70～79分区间，配电网运行效率处于较高水平；绿色低碳得分9.2，再生能源发电渗透率和电动汽车充电量比例两项得分都极低，不能满足节能减排的要求，亟需提高；技术装备得分83.2，一次设备配置和信息化支撑已处于较高水平，不足之处在于配电自动化水平较低，尤其是馈线自动化覆盖率仅为38.0分，仍需加大配电自动化覆盖；网络结构得分92.0，在转供能力和电源备用方面均已达到很高水平，网络灵活性方面中压线路平均分段数过多，仍有改进空间；再生能源得分55.7，分布式能源接入水平和分布式能源运行情况得分的反差显示出分布式能源总体接入水平非常低，但是电网对已有分布式能源的运行状态监控较好；因此需要在保证对新接入分布式能源运行信息监控的基础上，大力发展再生能源发电、电动汽车并配置相应的储能装置；用户互动得分49.0，用户信息互动的支撑条件已较为完善，电能互动方面受限于政策因素，推广效果不佳；根据现状电网综合评价结果，该市配电网的整体评价结果较好，主要不足之处在于再生能源接入和用户电能互动发展水平较低，配电网节能减排效果不佳，同时仍应继续提升配电自动化覆盖和网络灵活性；

由规划电网评价结果可以看出经过“十三五”期间的建设改造，该市配电网整体水平稳步提升，达到77.9分；提高供电质量仍受到了重点关注，改造后的配电网在供电质量方面得分均超过90分；配电自动化水平进一步提升，尤其是馈线自动化得到了针对性的提高，上升到64.3；中压线路平均分段数减少到合理范围，得分上升为82.3；但是再生能源和用户互动发展缓慢，均只提升了不到10分，规划态仍处于60分以下的水平，这也导致该市配电网的绿色低碳性能难有起色；由此可见，该市配电网的“十三五”规划方案中，针对现状电网存在的问题都有所关注，规划电网较现状电网有了一定的提高，但是主要集中在传统配电网方面，再生能源与用户互动的推广难度较大；这也体现了主动配电网建设的长期性与艰巨性，即便是国内较为先进的城市配电网，其主动配电网发展仍处于起步阶段；建议在今后深入建设主动配电网的过程中，大力发展再生能源发电与电动汽车，并严格控制分布式能源并网可能造成的供电质量问题；同时关注国家政策和电力体制改革，从互动方式和覆盖范围两方面推进用户电能互动，从整体上促进配电网供电质量、经济高效、绿色低碳性能的提升，推进我国配电网向主动配电网阶段迈进。