论文部分内容阅读
[摘 要]近年以来，对于城镇的电网规划，尤其是一些远景的规划，因其是城市规划中一个很重要组成部分，其地位越来越受到重视。对于城网的配电网规划来说，每一个过程都要涉及到很多需要決策的问题。在实际工作中，要考虑配电网的负荷水平、配电网应该选择哪一个等级、变电站所处位置容量的选择等等问题。有关城市配电网规划的决策问题，近年来出现了很多新的变化和发展趋势，其形式也日渐多样。
[关键词]配电网 规划 层次分析法
中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
本文分析的是配电网规划中层次分析法的应用，所以首先要明确何为层次分析法，层次分析法，英文称为AHP（Analytic Hierarchy Process）。其最初是作为一种思维决策的方式出现的，简单来说就是通过一定的模式来规范化思维决策的过程，面对很多既有定性因素，又有定量因素的决策问题，所以层次分析法显得尤为合理且适合应用。
1 层次分析法原理分析
1.1 基本步骤
在谈到层次分析法的时候，就要提到一位大师级的人物——美国著名的运筹学家、担任匹兹堡大学教授的T.L.Satty，本文中所讲到的层次分析法就是此学者在20世纪末提出的。层次分析法作为一种思维决策的方法，其主要优势在于：把复杂的问题分解为各个组成因素，按照每一层次各种因素的相对重要性，来得到达成目标的决策因素。想要理解层次分析法，就必须理解其核心思想，简单来说其原理的核心思想，就是在分解的基础上实现综合——复杂的基础上完成分解。
1.2 运用的基本过程分析
1.2.1 构建并完善层次结构
借助层次分析法对决策加以判断时，前提条件就是构建整个事件的层次结构。因为层次分析法的核心思想在于：先分解后综合，所以对于层次分析法来说，层次结构的建立是能够把复杂事件简单化的关键环节。层次结构的建立首先必须要经过对决策问题的深刻分析，其次要做到对决策目标的充分理解，最关键的是要做到对决策主体意图的充分理解。通常来说，层次结构的建立分为以下几个过程，首先要明确所决策的目标，其次是要列出与所决策目标相关的各个因素，然后关键是分析相关因素的逻辑关系，经过详细分析之后分析绘制出层次结构图，如图1所示：
1.2.2 建立方案因素决策表
参照图1所示的层次结构，方案层和因素层之间可构成一个二维表，这个二维表称为方案因素决策表（简称决策表）。决策表的主要作用在于综合地对决策中的基础数据进行评判，决策表不但用于层次分析，同时也广泛运用于其他综合评判方法。具体分析因素数据的组成，其是由两方面数据共同结合后所产生的，即定量、定性数据。所谓定量数据，即借助采集、统计、计算等相关环节处理完毕之后，最终所衍生的量化数据，其中包含配电网项目的投资、配电网运行过程中所产生的网损等等。定性数据，其所针对的就是那些无法进行量化、必须借助于规定语言表述的配件数据，例如配电网结构的清晰、配电网对于环境影响有多大等等。
2 模糊层次分析法的基本原理
层次分析法在20世纪70年代提出之后，迅速而广泛地在相当多的领域中得到广泛应用，本文作者从自身工作的实践出发，主要探讨和分析了层次分析法在城市配电网规划中的应用。虽然层次分析法的作用在很多领域中都得到了证实，但是不可否认，传统层次分析法具有一定的缺陷，主要表现在：首先对于传统层次分析法来说，主要是通过专家采用点值进行打分，而标度具有模糊性和不确定性，通过点值打分会出现不准确的情况；其次，对于层次分析法来说，构造比较判断矩阵十分的重要，而专家给出的比较判断矩阵很多时候并不能全面地反映矩阵的情况。由于矩阵判断存在片面性的问题，通过矩阵计算出来的排序向量，其可信程度也会在一定程度上有所降低。针对传统层次分析法中存在的不足，专家们研究出了模糊层次分析法。模糊层次分析法的主要优势在于其能够解决由于专家点值打分所造成的无弹性问题。而且由于专家在进行点值打分时，个人的偏好会在一定程度上对打分产生影响，而模糊层次分析法在一定程度上很好地避免了专家个人偏好产生的影响。
3 模糊层次分析法在配电网规划中的应用
3.1 城市配电网规划中存在的问题
近几年以来，城市的配电网规划，特别是一些远景规划，在城市规划中所处的地位越来越重要，日渐成为城市规划中一个重要的组成部分。从目前来看，城市配电网规划存在的问题主要集中在几个方面，如选择怎样的电压等级、选择多大的变电站站址容量等等。有关如何决策城市配电网规划的问题，除了已有的问题，最近几年来又出现了许多新的形式和发展趋势：
3.1.1 配电网决策因素的复杂化
首先，伴随着我国电力企业的逐步改革，企业在城市配电网规划建设中注重电网规划建设产生的经济效益，在规划建设中不仅要注重经济效益，而且要注重投资回报。随着城市规划中各种功能区定位的逐渐明确，用户的个性化要求逐渐提升，也要求电力公司不能仅仅按照以前的办法进行配电网的规划工作，而要适应新形式，采取新变化。最后随着城市的发展，城市规模的逐渐扩大，配电网的规划会涉及到相比以前更多的部门和专业领域，而且随着城市的发展，用电需求的多元化，要求配电网的规划方案不仅要有传统的技术和经济指标，更要求整个配电网规划工作和城市整体的市政规划、环境、交通等各个部门分工协作，这样才能使配电网规划工作适应城市的整体发展需求。
3.1.2 配电网决策主体的多元化
首先，随着我国电力企业的逐步改革，电力公司自身内部出现投资了主体多元化的趋势，不同于以往按照领导意志决策，目前配电网的规划决策要充分地尊重各个投资人的利益。其次，配电网规划工作最终是要落实到为公众服务。因此在配电网规划这一公共基础设施建的问题上面，地方政府和公众的意见不仅是不可忽视的，而且是越来越重要的。最后，随着我国电力企业改革的逐渐深化，电力企业要走市场化的道路，这一就需要越发地尊重客户的地位，因为客户可能直接地参与到配电网的决策工作当中。因此，目前以及今后配电网的决策者都会是各个不同利益的代表，各个不同利益的代表通过谈判，最终形成一个能够照顾到各方利益的配电网规划方案。 3.1.3 不确定因素的增加
从目前的配电网规划工作来看，大多数配电网的规划，均不同程度地受到一些不确定因素的影响，主要有未来负荷以及电源信息的不确定，由于电力市场发展导致了合作与竞争的不确定，环境以及法规政策的不确定等等。
3.2 层次分析法在配电网入地改造中的应用
目前城市配电网架空线入地改造主要是运用层次分析法，先分解再综合的思路分别在各个供电站范围内进行实施。即先按照各个供电站所处的区域对整个城市配电网进行分区，然后分别在各个供电站所处的区域进行架空线入地方案的拟定工作。对于一个供电站，也要通过层次分析法来进行评判，评判过程如下：
首先，确定供电站所处区域内各个功能区的改造顺序。变电站正常是采用开环运行、辐射式的供电方式。运用层次分析法，按照城市不同区域的功能，把供电区域分为几个扇形区域。对于这些功能区，采用层次分析法，从城市建设、城市环境、配电网的结构以及可靠性、经济性等方面来评判改造的先后顺序。
笔者长期从事供电公司技术员的工作，结合广东电网有限责任公司东莞凤岗供电分局配电网规划工作的实例，提出了一个运用层次分析法进行城市配电网规划的方案。假设某变电站10kV的配电线路为20条，该变电站坐落于市区中南部，其覆盖十余平方公里的供电区域，其所供电的区域中包括市政机关、商场以及大型工厂、公园、住宅区等。运用层次分析法，按照城市不同区域的功能，可大致将该变电站的供电区域分为五个，五个功能区域包括：工业区、商业区、市政区、风景区以及住宅区。在综合权重的向量中，向量的数值越大，与其相对应的功能区域改造的优先权就越大。通过层次分析法，笔者建议：这五个功能区域可以按照风景区、市政区、商业区、住宅区、工业区的先后顺序进行改造。
其次，具体到各个功能区内部，对于线路的改造顺序，也要运用层次分析法进行评判。在功能区内，对其中的线路进行综合的评判，其计算的过程和不同功能区评判的过程类似。作者结合长期在配电网规划一线工作的经验，运用层次分析法，结合配电线路的长度情况，假设该变电站覆盖的功能区域内线路的总长度由短到长依次为市政区、工业区、风景区、住宅区和商业区。按照工程经济性的要求，基本按照线路的由短到长即可确定五个功能区改造的顺序。但是，仅仅出于工程经济性考虑是远远不够的，笔者在长期的一线工作中发现，对于配电网的规划，不仅要考虑其经济性，而且要结合当地实际。假设该变电站覆盖的区域有改善城市环境的有求，而且在配电网的规划中，还有负荷可靠性等要求，由于其覆盖的功能区中有公园，自然其对环境的要求会更高一些。而作为商业区，其对供电的要求则主要是供电的可靠性。因此在实际的配电网规划工作中，应该优先考虑这两个地区。通过层次分析法以及实际工作的要求，最终评判结果应该为：风景区、商业区、市政区、工业区、住宅区。之所以笔者建议采取這种评判方法，主要考虑到风景区与商业区的优先级问题，而且也符合整个配电网规划的经济性原则。采取这种改造方式与实际的工程改造情况也较为类似，而且具体到每个功能区内部，各个线路的改造方式也应该按照这个原则来进行，即：既采用层次分析法进行分析，又结合当地实际情况，从而最终形成一个较为完善的改造方案。层次分析法之所以在实际的配电网规划中得到了广泛应用，主要是因为其能够根据区域内变电站改造工程的具体需求，按照配电网规划的原则，兼顾当地各种因素，进行综合的评判。
4 结语
本文从配电网规划的特征方面入手，结合层次分析法的基本原理，较为全面地展现层次分析法在配电网规划实际工作中的应用。随着电力企业改革的不断深化，对于配电网规划工作要求的不断提高，以及新技术的不断涌现，包括配电网改造设备以及技术水平的不断提高，配电网规划的具体工作也会不断发生变化。只有根据实际工作情况，加深对具体工作的认识，才能使配电网规划工程的实施更加顺利。
参考文献
[1] 许树柏.层次分析法原理[M].天津：天津大学出版社，1988.
[2] 黄武忠.模糊综合评判在电网远期规划中的应用[J].供用电，2001（22）.
[3] 余贻鑫.城网规划计算机辅助决策系统[J].电力系统自动化，2000（5）.
[关键词]配电网 规划 层次分析法
中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
本文分析的是配电网规划中层次分析法的应用，所以首先要明确何为层次分析法，层次分析法，英文称为AHP（Analytic Hierarchy Process）。其最初是作为一种思维决策的方式出现的，简单来说就是通过一定的模式来规范化思维决策的过程，面对很多既有定性因素，又有定量因素的决策问题，所以层次分析法显得尤为合理且适合应用。
1 层次分析法原理分析
1.1 基本步骤
在谈到层次分析法的时候，就要提到一位大师级的人物——美国著名的运筹学家、担任匹兹堡大学教授的T.L.Satty，本文中所讲到的层次分析法就是此学者在20世纪末提出的。层次分析法作为一种思维决策的方法，其主要优势在于：把复杂的问题分解为各个组成因素，按照每一层次各种因素的相对重要性，来得到达成目标的决策因素。想要理解层次分析法，就必须理解其核心思想，简单来说其原理的核心思想，就是在分解的基础上实现综合——复杂的基础上完成分解。
1.2 运用的基本过程分析
1.2.1 构建并完善层次结构
借助层次分析法对决策加以判断时，前提条件就是构建整个事件的层次结构。因为层次分析法的核心思想在于：先分解后综合，所以对于层次分析法来说，层次结构的建立是能够把复杂事件简单化的关键环节。层次结构的建立首先必须要经过对决策问题的深刻分析，其次要做到对决策目标的充分理解，最关键的是要做到对决策主体意图的充分理解。通常来说，层次结构的建立分为以下几个过程，首先要明确所决策的目标，其次是要列出与所决策目标相关的各个因素，然后关键是分析相关因素的逻辑关系，经过详细分析之后分析绘制出层次结构图，如图1所示：
1.2.2 建立方案因素决策表
参照图1所示的层次结构，方案层和因素层之间可构成一个二维表，这个二维表称为方案因素决策表（简称决策表）。决策表的主要作用在于综合地对决策中的基础数据进行评判，决策表不但用于层次分析，同时也广泛运用于其他综合评判方法。具体分析因素数据的组成，其是由两方面数据共同结合后所产生的，即定量、定性数据。所谓定量数据，即借助采集、统计、计算等相关环节处理完毕之后，最终所衍生的量化数据，其中包含配电网项目的投资、配电网运行过程中所产生的网损等等。定性数据，其所针对的就是那些无法进行量化、必须借助于规定语言表述的配件数据，例如配电网结构的清晰、配电网对于环境影响有多大等等。
2 模糊层次分析法的基本原理
层次分析法在20世纪70年代提出之后，迅速而广泛地在相当多的领域中得到广泛应用，本文作者从自身工作的实践出发，主要探讨和分析了层次分析法在城市配电网规划中的应用。虽然层次分析法的作用在很多领域中都得到了证实，但是不可否认，传统层次分析法具有一定的缺陷，主要表现在：首先对于传统层次分析法来说，主要是通过专家采用点值进行打分，而标度具有模糊性和不确定性，通过点值打分会出现不准确的情况；其次，对于层次分析法来说，构造比较判断矩阵十分的重要，而专家给出的比较判断矩阵很多时候并不能全面地反映矩阵的情况。由于矩阵判断存在片面性的问题，通过矩阵计算出来的排序向量，其可信程度也会在一定程度上有所降低。针对传统层次分析法中存在的不足，专家们研究出了模糊层次分析法。模糊层次分析法的主要优势在于其能够解决由于专家点值打分所造成的无弹性问题。而且由于专家在进行点值打分时，个人的偏好会在一定程度上对打分产生影响，而模糊层次分析法在一定程度上很好地避免了专家个人偏好产生的影响。
3 模糊层次分析法在配电网规划中的应用
3.1 城市配电网规划中存在的问题
近几年以来，城市的配电网规划，特别是一些远景规划，在城市规划中所处的地位越来越重要，日渐成为城市规划中一个重要的组成部分。从目前来看，城市配电网规划存在的问题主要集中在几个方面，如选择怎样的电压等级、选择多大的变电站站址容量等等。有关如何决策城市配电网规划的问题，除了已有的问题，最近几年来又出现了许多新的形式和发展趋势：
3.1.1 配电网决策因素的复杂化
首先，伴随着我国电力企业的逐步改革，企业在城市配电网规划建设中注重电网规划建设产生的经济效益，在规划建设中不仅要注重经济效益，而且要注重投资回报。随着城市规划中各种功能区定位的逐渐明确，用户的个性化要求逐渐提升，也要求电力公司不能仅仅按照以前的办法进行配电网的规划工作，而要适应新形式，采取新变化。最后随着城市的发展，城市规模的逐渐扩大，配电网的规划会涉及到相比以前更多的部门和专业领域，而且随着城市的发展，用电需求的多元化，要求配电网的规划方案不仅要有传统的技术和经济指标，更要求整个配电网规划工作和城市整体的市政规划、环境、交通等各个部门分工协作，这样才能使配电网规划工作适应城市的整体发展需求。
3.1.2 配电网决策主体的多元化
首先，随着我国电力企业的逐步改革，电力公司自身内部出现投资了主体多元化的趋势，不同于以往按照领导意志决策，目前配电网的规划决策要充分地尊重各个投资人的利益。其次，配电网规划工作最终是要落实到为公众服务。因此在配电网规划这一公共基础设施建的问题上面，地方政府和公众的意见不仅是不可忽视的，而且是越来越重要的。最后，随着我国电力企业改革的逐渐深化，电力企业要走市场化的道路，这一就需要越发地尊重客户的地位，因为客户可能直接地参与到配电网的决策工作当中。因此，目前以及今后配电网的决策者都会是各个不同利益的代表，各个不同利益的代表通过谈判，最终形成一个能够照顾到各方利益的配电网规划方案。 3.1.3 不确定因素的增加
从目前的配电网规划工作来看，大多数配电网的规划，均不同程度地受到一些不确定因素的影响，主要有未来负荷以及电源信息的不确定，由于电力市场发展导致了合作与竞争的不确定，环境以及法规政策的不确定等等。
3.2 层次分析法在配电网入地改造中的应用
目前城市配电网架空线入地改造主要是运用层次分析法，先分解再综合的思路分别在各个供电站范围内进行实施。即先按照各个供电站所处的区域对整个城市配电网进行分区，然后分别在各个供电站所处的区域进行架空线入地方案的拟定工作。对于一个供电站，也要通过层次分析法来进行评判，评判过程如下：
首先，确定供电站所处区域内各个功能区的改造顺序。变电站正常是采用开环运行、辐射式的供电方式。运用层次分析法，按照城市不同区域的功能，把供电区域分为几个扇形区域。对于这些功能区，采用层次分析法，从城市建设、城市环境、配电网的结构以及可靠性、经济性等方面来评判改造的先后顺序。
笔者长期从事供电公司技术员的工作，结合广东电网有限责任公司东莞凤岗供电分局配电网规划工作的实例，提出了一个运用层次分析法进行城市配电网规划的方案。假设某变电站10kV的配电线路为20条，该变电站坐落于市区中南部，其覆盖十余平方公里的供电区域，其所供电的区域中包括市政机关、商场以及大型工厂、公园、住宅区等。运用层次分析法，按照城市不同区域的功能，可大致将该变电站的供电区域分为五个，五个功能区域包括：工业区、商业区、市政区、风景区以及住宅区。在综合权重的向量中，向量的数值越大，与其相对应的功能区域改造的优先权就越大。通过层次分析法，笔者建议：这五个功能区域可以按照风景区、市政区、商业区、住宅区、工业区的先后顺序进行改造。
其次，具体到各个功能区内部，对于线路的改造顺序，也要运用层次分析法进行评判。在功能区内，对其中的线路进行综合的评判，其计算的过程和不同功能区评判的过程类似。作者结合长期在配电网规划一线工作的经验，运用层次分析法，结合配电线路的长度情况，假设该变电站覆盖的功能区域内线路的总长度由短到长依次为市政区、工业区、风景区、住宅区和商业区。按照工程经济性的要求，基本按照线路的由短到长即可确定五个功能区改造的顺序。但是，仅仅出于工程经济性考虑是远远不够的，笔者在长期的一线工作中发现，对于配电网的规划，不仅要考虑其经济性，而且要结合当地实际。假设该变电站覆盖的区域有改善城市环境的有求，而且在配电网的规划中，还有负荷可靠性等要求，由于其覆盖的功能区中有公园，自然其对环境的要求会更高一些。而作为商业区，其对供电的要求则主要是供电的可靠性。因此在实际的配电网规划工作中，应该优先考虑这两个地区。通过层次分析法以及实际工作的要求，最终评判结果应该为：风景区、商业区、市政区、工业区、住宅区。之所以笔者建议采取這种评判方法，主要考虑到风景区与商业区的优先级问题，而且也符合整个配电网规划的经济性原则。采取这种改造方式与实际的工程改造情况也较为类似，而且具体到每个功能区内部，各个线路的改造方式也应该按照这个原则来进行，即：既采用层次分析法进行分析，又结合当地实际情况，从而最终形成一个较为完善的改造方案。层次分析法之所以在实际的配电网规划中得到了广泛应用，主要是因为其能够根据区域内变电站改造工程的具体需求，按照配电网规划的原则，兼顾当地各种因素，进行综合的评判。
4 结语
本文从配电网规划的特征方面入手，结合层次分析法的基本原理，较为全面地展现层次分析法在配电网规划实际工作中的应用。随着电力企业改革的不断深化，对于配电网规划工作要求的不断提高，以及新技术的不断涌现，包括配电网改造设备以及技术水平的不断提高，配电网规划的具体工作也会不断发生变化。只有根据实际工作情况，加深对具体工作的认识，才能使配电网规划工程的实施更加顺利。
参考文献
[1] 许树柏.层次分析法原理[M].天津：天津大学出版社，1988.
[2] 黄武忠.模糊综合评判在电网远期规划中的应用[J].供用电，2001（22）.
[3] 余贻鑫.城网规划计算机辅助决策系统[J].电力系统自动化，2000（5）.