影响特高压直流输电工程安全高效运行评估因素集的建模与分析

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.20121

发电技术 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (1): 48-59.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20121

影响特高压直流输电工程安全高效运行评估因素集的建模与分析

申志鹏¹(), 熊会², 朱介北¹^,*(), 邵冲³, 徐宏雷³, 邱威⁴

¹ 天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津市南开区 300072
² 上海振华重工(集团)股份有限公司, 上海市浦东新区 200125
³ 国网甘肃省电力公司, 甘肃省兰州市 730050
⁴ 国家电力调度控制中心, 北京市西城区 100031

收稿日期:2020-12-21 出版日期:2021-02-28 发布日期:2021-03-12
通讯作者: 朱介北
作者简介:朱介北(1987)，男，博士，教授，研究方向为柔性直流输电系统、新能源发电系统、电网规划与调度，本文通信作者，zhujiebei@hotmail.com
申志鹏(1997)，男，硕士研究生，研究方向为特高压直流规划与可再生能源并网控制，17710458545@163.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(51977143);国家电网公司科技项目(SGGR0000DWJS2100053)

Modelling and Analysis on Evaluation Factor Sets Affecting the Safe and High-efficiency Operation of UHVDC Transmission Project

Zhipeng SHEN¹(), Hui XIONG², Jiebei ZHU¹^,*(), Chong SHAO³, Honglei XU³, Wei QIU⁴

¹ School of Electrical and Information Engineering, Tianjin University, Nankai District, Tianjin 300072, China
² Shanghai Zhenhua Heavy Industry Co., Ltd., Pudong New District, Shanghai 200125, China
³ State Grid Gansu Electric Power Company, Lanzhou 730050, Gansu Province, China
⁴ National Electricity Dispatch and Control Center, Xicheng District, Beijing 100031, China

Received:2020-12-21 Published:2021-02-28 Online:2021-03-12
Contact: Jiebei ZHU
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(51977143);Science and Technology Program of SGCC(SGGR0000DWJS2100053)

摘要/Abstract

摘要：

特高压直流输电工程在我国电网建设中得到了广泛应用。为对特高压直流输电工程的运行现状进行有效评估，开展了影响特高压直流输电工程安全高效运行的评估因素及建模与研究工作。首先从特高压直流输电工程发展历程入手，采用层次分析法构建了影响特高压直流输电工程的评估因素集模型。然后采用判断矩阵法确定评估因素集中各影响因素的权重因子，并引入贡献权重法实现评估因素集中各环节之间的相互影响的量化评估。之后以甘肃省内某特高压直流输电工程为例，构建其评估因素集模型，根据评估因素集中各影响因素采用专家评分法对该模型进行量化评估，并采用可视化图形的方法分析评估结果。最后针对该特高压直流输电工程和国内其他特高压直流输电工程存在的共性问题，提出具体的意见和建议，为我国未来特高压直流输电工程运行发展提供借鉴。

关键词: 特高压直流(UHVDC), 层次分析法(AHP), 贡献权重法, 专家评分法

Abstract:

Ultra high voltage direct current (UHVDC) projects have been widely constructed in China power grid. A model of the evaluation factor set that affects the operation of UHVDC project was built and the current operation conditions of UHVDC project was evaluate based on this model. Firstly, an evaluation model of UHVDC project was constructed based on the development process of UHVDC project by employing the analytic hierarchy process (AHP) to determine the weight of evaluation factors and contribution weight method to quantify the mutual influence between different development processes. Then, an UHVDC project in Gansu Province was taken as an example to build its evaluation model, expert evaluation method was used for quantitative evaluation according to various specific factors, and the evaluation results with visual and graphical methods were analysed. Based on the problems of the UHVDC project and other UHVDC projects in China, the suggestions for the safe and high-efficient operation of UHVDC projects were proposed aiming to provide reference for the future development of UHVDC in China.

Key words: ultra high voltage direct current (UHVDC), analytic hierarchy process (AHP), contribution weight method, expert evaluation method

中图分类号:

TK01
TM723

申志鹏, 熊会, 朱介北, 邵冲, 徐宏雷, 邱威. 影响特高压直流输电工程安全高效运行评估因素集的建模与分析[J]. 发电技术, 2021, 42(1): 48-59.

Zhipeng SHEN, Hui XIONG, Jiebei ZHU, Chong SHAO, Honglei XU, Wei QIU. Modelling and Analysis on Evaluation Factor Sets Affecting the Safe and High-efficiency Operation of UHVDC Transmission Project[J]. Power Generation Technology, 2021, 42(1): 48-59.

图/表 9

参考文献 34

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重要性标度a_ij	含义(针对i，j2个元素相比)
1	前者i和后者j具有同等重要性
3	前者i比后者j稍重要
5	前者i比后者j明显重要
7	前者i比后者j强烈重要
2，4，6，8	表示上述判断的中间状态对应的标度值
以上数值的倒数	若元素i与j的重要性之比为c_ij，则元素j与i的重要性之比为c_ji=1/c_ij

重要性标度a_ij	含义(针对i，j2个元素相比)
1	前者i和后者j具有同等重要性
3	前者i比后者j稍重要
5	前者i比后者j明显重要
7	前者i比后者j强烈重要
2，4，6，8	表示上述判断的中间状态对应的标度值
以上数值的倒数	若元素i与j的重要性之比为c_ij，则元素j与i的重要性之比为c_ji=1/c_ij

n	1	2	3	4	5	6	7	8	9
R_I	0	0	0.58	0.90	1.12	1.24	1.32	1.14	1.45

n	1	2	3	4	5	6	7	8	9
R_I	0	0	0.58	0.90	1.12	1.24	1.32	1.14	1.45

总目标层	目标层	准则层	指标层	说明
特高压直流输电工程安全高效运行	技术研究(A1)	技术优势(B1)	安全可靠性(C1)	技术应用阶段的评价
			创新性(C2)	技术先进性的评价(国内和国外)
			实用性(C3)	技术的实现难度和应用价值
		经济效益(B2)	成本回收期(C4)	收回初始投资年限的长短
		社会效益(B3)	社会效益贡献(C5)	对社会发展起到的推动作用
		推广潜力(B4)	推广范围(C6)	技术适用的程度，以及应用技术的行业、领域
		推广潜力(B4)	推广难度(C7)	与政策导向、技术优势、应用场景有关
		行业特征(B5)	行业标准(C8)	是否满足相关行业标准
	系统规划(A2)	安全效益(B6)	安全性(C9)	主要考核方式采取N-1原则
		安全效益(B6)	可靠性(C10)	系统供电的持续可靠性
		经济效益(B7)	投资回收期(C11)	收回初始投资年限的长短
		经济效益(B7)	投资利润率(C12)	年息税前利润与总投资的比率
		社会效益(B8)	就业结构(C13)	对就业结构以及居民收入分配的改善作用
		社会效益(B8)	地区发展情况(C14)	社会各方参与情况及各自收益
		环境效益(B9)	施工期环境效益(C15)	主要包括施工噪声、土地占用、对生态环境影响等
		环境效益(B9)	运行期环境效益(C16)	主要包括电磁场干扰、运行噪声、废污水等
	设备采购(A3)	内部因素(B10)	过程风险(C17)	招标公告公开程度、资格审查风险、招标人员道德风险等
			合同风险(C18)	合同价格风险、汇率风险以及供货延期风险
			决策风险(C19)	招标方式、专家意见、评估技术方法选择
		外部因素(B11)	供应商风险(C20)	供应商价格、售后服务、设备质量、欺诈风险等
			市场风险(C21)	国内国际经济形势政策变化、政治风险
			社会环境风险(C22)	法律风险和文化环境风险
	工程建设(A4)	技术指标(B12)	科研力量(C23)	特高压直流输电工程中投入的科研人员
			材料供应(C24)	材料的供应以及材料的有效利用
			施工技术(C25)	施工组织、方案、机具和队伍素质
			装备水平(C26)	特高压直流输电工程施工的专有技术及机具装备水平
		管理指标(B13)	管理人员(C27)	具有特高压直流输电工程管理经验与工程建设专业技术人员
		管理指标(B13)	管理体系(C28)	是否形成具体的管理模式和管理体系
		进度指标(B14)	工程造价(C29)	项目费用的控制
		进度指标(B14)	工程进度(C30)	工程实际建设进度与预期建设进度比较
	运行调控(A5)	调度策略(B15)	调度策略安全性(C31)	运行控制策略的灵活性、安全性
		调度策略(B15)	调度策略经济性(C32)	燃料消耗、网络损耗等
		一次系统(B16)	清洁能源机组涉网性能(C33)	清洁能源技术是否满足并网要求
			清洁能源机组装机比例(C34)	清洁能源机组装机容量占比
			网架结构强度(C35)	与接线方式和电源位置等因素有关
		二次系统(B17)	安控系统稳定性(C36)	安控系统整体协调性和智能化水平
		二次系统(B17)	系统认知和监控(C37)	认识方式以及监控范围，数据传输方式和实时性
	设备检修(A6)	检修体系(B18)	人力资源(C38)	检修队伍专业化水平以及人员安排
		检修体系(B18)	结构体系(C39)	管理体系专业化水平及结构
		检修策略(B19)	检修计划(C40)	检修和维护策略是否科学
			安全风险(C41)	电网直接损失风险和社会损失风险是否可控
			故障变化(C42)	检修前后系统发生故障的变化
		检修效益(B20)	维护费用(C43)	设备日常维护费用
		检修效益(B20)	检修成本(C44)	检修设备成本
	运营交易(A7)	稳定性(B21)	发电设备备用率(C45)	电力交易市场中是否存在存够足量的发电设备
		稳定性(B21)	市场供需比(C46)	电能的市场供需情况
		有效性(B22)	合同违约率(C47)	定量分析电力交易市场运行效果
		有效性(B22)	成交量增长率(C48)	定量分析电力市场各主体之间交易
		经济性(B23)	市场有序指数(C49)	电力市场实际运行成本和理想运行成本之间的比值
		经济性(B23)	边界电价达限率(C50)	判断电力交易市场是否存在供不应求现象
		社会效益(B24)	对地区GDP贡献率(C51)	电力交易市场行业产值与省内国民生产总值之比

影响特高压直流输电工程安全高效运行评估因素集的建模与分析

Modelling and Analysis on Evaluation Factor Sets Affecting the Safe and High-efficiency Operation of UHVDC Transmission Project

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引用本文

图/表 9

参考文献 34

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编辑推荐

Metrics

目标层	指标	权重	得分	权重得分	层总得分s	层权重得分	总得分
A1 w_a1=0.111	C1	0.428	0.961	0.411	0.934	0.104	0.904
	C2	0.112	0.923	0.103
	C3	0.076	0.961	0.073
	C4	0.105	0.901	0.095
	C5	0.100	0.923	0.092
	C6	0.043	0.890	0.038
	C7	0.044	0.866	0.038
	C8	0.091	0.924	0.084
A2 w_a2=0.222	C9	0.278	0.834	0.232	0.873	0.194
	C10	0.278	0.850	0.236
	C11	0.055	0.881	0.048
	C12	0.055	0.882	0.049
	C13	0.083	0.909	0.075
	C14	0.141	0.918	0.129
	C15	0.055	0.921	0.051
	C16	0.057	0.931	0.053
A3 w_a3=0.111	C17	0.164	0.948	0.155	0.913	0.101
	C18	0.086	0.905	0.081
	C19	0.050	0.922	0.046
	C20	0.328	0.890	0.292
	C21	0.043	0.959	0.041
	C22	0.328	0.908	0.298
A4 w_a4=0.111	C23	0.255	0.921	0.235	0.933	0.104
	C24	0.255	0.962	0.245
	C25	0.120	0.959	0.115
	C26	0.058	0.949	0.055
	C27	0.058	0.930	0.054
	C28	0.101	0.910	0.092
	C29	0.065	0.935	0.061
	C30	0.088	0.872	0.077
A5 w_a5=0.111	C31	0.387	0.922	0.356	0.908	0.101
	C32	0.062	0.908	0.056
	C33	0.124	0.895	0.111
	C34	0.062	0.890	0.055
	C35	0.119	0.876	0.104
	C36	0.124	0.921	0.114
	C37	0.124	0.902	0.112
A6 w_a6=0.111	C38	0.092	0.903	0.083	0.920	0.102
	C39	0.174	0.915	0.159
	C40	0.184	0.894	0.164
	C41	0.336	0.933	0.313
	C42	0.092	0.924	0.085
	C43	0.059	0.876	0.052
	C44	0.074	0.865	0.064
A7 w_a7=0.222	C45	0.093	0.852	0.079	0.890	0.198
	C46	0.178	0.863	0.153
	C47	0.044	0.904	0.040
	C48	0.322	0.910	0.293
	C49	0.093	0.902	0.084
	C50	0.093	0.903	0.083
	C51	0.178	0.866	0.158

环节	技术研究(A1)	系统规划(A2)	设备采购(A3)	工程建设(A4)	运行调控(A5)	设备检修(A6)	运营交易(A7)
技术研究(A1)	0.000	0.056	0.111	0.111	0.111	0.556	0.056
系统规划(A2)	0.048	0.000	0.143	0.476	0.048	0.048	0.238
设备采购(A3)	0.125	0.188	0.000	0.125	0.063	0.438	0.063
工程建设(A4)	0.125	0.625	0.125	0.000	0.063	0.031	0.031
运行调控(A5)	0.182	0.091	0.091	0.091	0.000	0.091	0.455
设备检修(A6)	0.500	0.050	0.350	0.025	0.050	0.000	0.025
运营交易(A7)	0.077	0.385	0.077	0.038	0.385	0.038	0.000

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