基于层次分析法的配电网标准化设计评价模型及方法研究

基于层次分析法的配电网标准化设计评价模型及方法研究

马唯婧1邢琳2杨丽琼3胡恩德4

（1.国网经济技术研究院有限公司北京102209；2.国网河北省电力公司经济技术研究院河北省石家庄市050000；

3.武汉供电设计院有限公司430000；4.国网山西省电力公司经济技术研究院030000）

摘要：随着配电网工程建设规模逐年加大，提高10千伏及以下配电网工程设计质量与效率日益重要与紧迫，本文利用层次分析法，对影响配电网工程标准化设计质量的关键因素进行了梳理分类，建立了包含3类一级指标、5类二级指标和30项考评项的配电网工程设计标准化评价指标体系；通过德尔菲法和函数构造法确定了各项指标的权重和评价模型；最后选取了典型配电网工程设计案例进行实例验证，通过评价结果分析，提出了实例工程设计成果存在的不足及改进建议，验证了该评价模型及方法的科学性、合理性和实用性。

关键词：配电网；标准化设计；评价模型；评价指标

1引言

配电网是国民经济和社会发展的重要公共基础设施。近年来，随着配电网建设投入不断加大，特别是《配电网建设改造行动计划（2015-2020）》的启动，配电网建设迎来大规模投资的重要时期。但配电网工程具有点多面广、整体规模大、单体规模小、建设周期短等特点，因此，有效提高其设计质量与效率尤为重要与紧迫。

国家电网公司早于2002年起便开始探索配电网工程标准化设计之路，至今基本已形成以《配电网工程典型设计》为龙头的配电网标准化设计成果体系及相应管理应用手段[1-2]。

近年来，针对配电网工程评价模型和评价方法的研究取得了一定成果，部分研究已提出较为完整的配电网综合评价模型[3]，主要采用层次分析法和德尔菲法进行评价指标梳理和指标权重配置，但该模型主要侧重于配电网供电可靠性、经济性、建设规模与发展协调性等配电网规划阶段的单一特性评估[4-8]。

目前，配电网工程标准化设计成果尚未建立行之有效的评价体系与方法，缺少评价理论依据，导致各区域配电网设计成果标准化程度参差不齐，不利于电网标准化成果落地和工程建设水平提升。因此开展配电网标准化评价模型及方法研究是非常必要的。

本文针对上述问题进行研究，对照国家电网公司配电网典型设计、内容深度规定等相关文件，提炼出配电网工程标准化设计的评价指标，利用层次分析法，对其进行分类；采用德尔菲法和函数构造法确定了各项指标的权重和评价模型，为标准化成果评价提供理论依据。最后，选取某地区典型配电网工程进行了示例验证。

2配电网工程设计标准化评价指标体系

在建立评价指标体系时，需要遵循一定的原则，一方面要确保指标体系的全面性，尽可能全面地反映配电网设计成果的完整性，评价体系需综合考虑配电、架空线路和电缆线路各项标准化执行程度；另一方面，需要确保各个指标之间的独立性，避免指标之间的相互干扰。基于上述原则，本文研究建立了适用于配电网标准评价指标体系。评价指标体系总体框架分为四级，分别为目标层指标、一级指标、二级指标和考评项，如图1所示。

目标层指标为配电网工程标准化设计的总体评价情况，是本评价体系的最高目标和最终目的。

一级指标为配电工程、架空线路工程和电缆线路工程评价指标，该指标是根据《国家电网公司配电网工程典型设计》10kV工程卷进行册划，用于反映各专业设计成果的标准化程度，并以此为基础进行配电网工程整体标准化评价结果的计算。

二级评价指标分为设计成果完整性、说明书信息完整性、典型设计应用率、标准物料应用率和工程估概算偏差率五个指标，是对一级评价指标的展开，反映影响单一配电网工程设计标准化程度的因素。

三级指标是二级指标的考评项，为配电网工程标准化设计的具体评价内容，为了确保评价结果的客观准确，更加符合工程实际，考评项的具体内容因工程性质不同而各有差异。

图1配电网标准化设计评价指标体系框架图

3.评价模型

3.1评价模型构建思路

评价模型的构建是基于评价指标体系总体框架，利用系统分析法和层次分析法对指标的影响因素进行梳理，并根据各影响因素的重要程度为其分配适当权重，通过函数构造法设计算公式将影响因素和对应权重进行汇总计算，最终形成完整的指标评价模型。构建指标评价模型的关键点在于指标的影响因素分析和各影响因素权重的合理配置，本文中以下两节将做重点介绍。

3.2评价指标的影响因素分析

目前影响因素的分析方法有很多，层次分析法是将与决策有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的决策方法。本文利用层次分析法对配电网工程标准化设计的影响因素进行分析。

配电工程标准化设计评价指标体系是金字塔结构，目标层指标、一级指标、二级指标和考评项之间有依次递进的关联关系。对指标框架梳理的过程本身就是利用层次分析法分析各类指标影响因素的过程，每一级的评价指标可以作为上一级指标的影响因素。

配电、架空线路和电缆线路工程的目标层级和一级指标的影响因素结构一致，二级指标的影响因素因工程类别不同而有差异。

3.3评价指标权重设置

不同评价指标对评价对象的影响程度不同，一般通过设置相应的权重来反映其影响程度和重要程度。相对重要的指标赋予较大的权重，次要的指标赋予较小的权重。

配网工程标准化设计评价体系需要设置2类权重，一类是反映各指标影响程度的权重系数，本文利用德尔菲法来确定每个指标相应的分值；另一类是为反映单一工程的单项工程设计标准化程度所做的贡献，本文通过计算投资占比来反应其权重。

本研究过程中，以匿名的方式征求专家意见，通过多次沟通与反馈后，使所有参与专家的决策意见趋于一致，最终得到配电设计标准化评价指标权重结果。

3.4指标评价模型

评价指标的计算模型可以分为考评项、单一工程和单项工程三类指标的评价模型。

3.4.1考评项评价模型

设计成果完整率和说明书信息完整率两个二级指标的考评项主要考察其完整性，根据《国家电网公司配电网工程初步设计内容深度规定》梳理出各考评项应包含的内容，详见附表1。根据附表1所列内容检查考评项完整性，内容不完整，相应考评项不得分。

典设应用率的考评项评价，参照《国家电网公司配电网工程典型设计》的相关要求[9-12]，主要考察所应用的典设模块是否符合典设要求。

3.4.2单一配电工程评价模型

1、设计成果完整性评价

设计成果完整性评价分值如式（1）所示：

2、说明书内容完整性评价

说明书内容完整性评价分值如式（2）所示：

3、典型设计执行情况

《国家电网公司典设配电网工程典型设计（配电站房分册）》（2016年版）包含5种典型设计模块，某一单项工程可能同时采用多种典设模块，先计算单项模块典设执行情况得分，再根据各模块的工程投资占比对单项模块得分进行加权汇总，具体计算公式如式（3）所示：

5、估概算偏差率计算

估概算偏差率为估概算偏差值与前期估算值的比值。如式（5）所示：

3.4.3单一架空线路工程评价模型

单一架空线路工程的标准化评价模型中也包括5部分，其中设计成果完整性评价、说明书、标准物料使用情况和概算书部分的指标评价方法与单一配电工程一样，本节不重复介绍。

典型设计执行情况指标得分计算如式（8）所示：

3.4.4单一电缆线路工程评价模型

单一电缆线路工程的标准化评价模型与配电工程一样，本节不重复介绍。

3.4.5单项工程评价指标的计算模型

对于涉及多个单一工程的单项工程评价时需综合考虑配电、架空与电缆工程三部分评价结果。依据各工程的资金占比，确定其权重进行加权汇总。如式（9）所示：

（9）

—配电、架空和电缆工程标准化设计评价得分；

—配电、架空和电缆工程的投资占比。

4.验证实例

本文选取湖北2017年第一批配网改造工程——汉南区马影河220千伏变电站10千伏马滨线新建滨河开闭所工程为评价对象，说明该评价指标体系和综合评价模型在配电网标准化设计中的具体方法和步骤。

该工程位于汉南区马影河北路，由马影河变电站10千伏间隔新出电缆0.3千米、架空线路2千米至新建开闭所，该开闭所作为变电站10千伏母线的扩展延伸，为周边区域提供电源支撑。新建环网箱一台，开关站两进十二出，单母线分段接线，共计20台全金属铠装移开式高压开关柜；投资估算320万，其中配电235万，电缆25万，架空60万；设计概算305万，其中配电220万，电缆27万，架空58万。

利用配电网设计标准化评价体系对上述工程设计文件中的配电、架空和电缆三部分依次开展标准化评价。经审查，发现三类单一工程均存在说明书中技术经济指标不完整的情况；架空线路部分缺少设备材料清册且15项设备主材中有两项设备不符合标准物料。按照标准化评价模型对该项目进行打分，计算结果如表1所示。该工程5项二级指标得分的平均占比雷达图如图2所示：

表1湖北某配电网工程标准化评价得分统计

图2湖北某配电网工程标准化评价得分平均占比雷达图

根据雷达图分析，该工程在设计成果的完整性、典设应用与标准物料选择上完成较好，概估算偏差率和说明书信息完整率方面有一定差距，建议项目设计人员在以上两方面加强对设计成品质量的把控。

5总结与展望

开展配电网工程标准化评价指标和评价模拟的研究，合理构建配电网设计标准化评价指标体系，是提升国网公司标准化体系文件执行程度的重要手段。本文通过对照国家电网公司配电网典型设计、内容深度规定等标准化文件，提炼出了配电网工程标准化设计的评价指标，并构建了各指标的评价模型，通过选取典型配电网工程，验证了评价体系的科学性和实用性。

目前，该评价体系仅限于对单项配电网工程设计的标准化评价，但是配电网工程具有点多面广、多以批次为单位的特点。在今后的研究中，评价体系可以增加项目（包）层级和公司层级的指标，以反映某一批次工程或某省（市）公司配网工程的总体标准化程度，满足配电网管理的实际需求。

参考文献：

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[9]刘振亚．国家电网公司配电网工程典型设计10kV配电站房分册（2016年版）［M］．北京：中国电力出版社，2016．

[10]刘振亚．国家电网公司配电网工程典型设计10kV架空线路分册（2016年版）［M］．北京：中国电力出版社，2016．

[11]刘振亚．国家电网公司配电网工程典型设计10kV电缆分册（2016年版）［M］．北京：中国电力出版社，2016．

[12]刘振亚．国家电网公司配电网工程典型设计10kV配电变台分册（2016年版）［M］．北京：中国电力出版社，2016．