计及指标权重的电力市场可靠性电价模型.pdf

第３９卷第１６期２０１１年８月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ、，ｏ１．３９Ｎｏ．１６Ａｕｇ．１６，２０１１计及指标权重的电力市场可靠性电价模型杨海霞，谢开贵，曹侃，李春燕（重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆４０００４）摘要：以配电网为研究对象，提出一种基于价值工程理论和用户可靠性需求，利用多个可靠性指标综合定价的可靠性电价方案。应用层次分析法，通过专家、用户和供电部门对可靠性指标两两评价打分，建立比较判断矩阵，计算该矩阵特征向量并—进行一致性检验，确定各可靠．注指标对配电网电价影响程度的综合权重。通过对ＲＢＴＳＢＵＳ６算例分析表明，该方法能够有效弥补现有忽略可靠性价值定价方法的不足，兼顾供电商和用户经济利益，体现电力市场机制的运行特点。关键词：电力系统；配电网；可靠性价值；权重；电价ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｐｒｉｃｅｍｏｄｅｌｆｏｒｐｏｗｅｒｍａｒｋｅｔｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｉｎｄｉｃａｔｏｒｗｅｉｇｈｔＹＡＮＧＨａｌ－ｘｉａ，ＸＩＥＫａｉ－ｇｕｉ，ＣＡＯＫａｒｌ，ＬＩＣｈｕｎ－ｙａｎ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ＆ＳｙｓｔｅｍＳｅｃｕｒｉｔｙａｎｄＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋａｓａｓｔｕｄｙｏｂｊｅｃｔ，ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｍｏｄｅｌｆｏｒｐｒｉｃｉｎｇｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ’ｖａｌｕｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＶＥ）ｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｃｕｓｔｏｍｅｒｓｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｄｅｍａｎｄｓ．Ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｉｖｙｉｓｐｒｉｃｅｄｂｙｗｅｉｇｈｔｉｎｇｔｈｅｂｅｎｅｆｉｔｓａｓｓｏｃｉａｔｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｉｃｅｓ．Ａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｍａｔｒｉｘｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｉｃｅｓｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎａｗｉｄｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｉｎｔｏｔｈｅｅｘｐｅａｓ。ｃｕｓｔｏｍｅｒｓａｎｄｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｉｅｓ．１］ｈｅａｎａｌｙｔｉｃｈｉｅｒａｒｃｈｙｐｒｏｃｅｓｓ（ＡＨＰ）ｉｓｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｗｅｉｇｈｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｍａｔｒｉｘ，ｔｈｅｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｓｉ￣ｅｎｃｙｃｈｅｃｋ．ＣａｓｅｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅＲＢＴＳ－ＢＵＳ６ｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌＣａｎｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓｗｉｔｈｏｕｔｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｂｅｎｅｆｉｔｓ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｂ０ｔｌ１ｔ’ｈｅｓｕｐｐｌｉｅｒａｎｄｔｈｅｃｕｓｔｏｍｅｒＳｂｅｎｅｆｉｔｓａｎｄｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｏｆｍａｒｋｅｔｍｅｃｈａｎｉｓｍ．ＴｈｉｓｗｏｒｋｉｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５０７７７０６７ａｎｄＮｏ．５１０７７１３５）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｂｅｎｅｆｉｔｓ；ｗｅｉｇｈｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｐｒｉｃｅ中图分类号：ＴＭ７３２；Ｆ４０７．６１文献标识码：Ａ文章编号：１６７４．３４１５（２０１１）１６．００６７－０７０引言随着电力工业改革的逐步深入，系统可靠性与经济性之间的矛盾将越来越突出，高可靠性往往伴随着高电价。如何以尽可能低的成本满足用户所需要的可靠性水平向用户供电，同时体现市场的公平、公正、公开特性，已成为电力部门面临的一大挑战，从而使电力市场运营的可靠性与经济性研究成为当今电力市场研究的热点ｌ】Ｊ。。基金项目：国家自然科学基金（５０７７７０６７、５１０７７１３５）；输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室自主研究项目（２００７ＤＡ１０５１２７０９１０３）；重庆市杰出青年基金项目（ＣＳＴＣ２０１０ＢＡ３００６）等资助项目我国《电力法》明确提出供电质量的要求，但是到目前为止，还缺少计及可靠性的电价实践。开放的电力市场中，用户在购买电能的同时，也购买了电能的所有附加属性，包括供电可靠性。随着国民经济的飞速发展，部分用户对供电可靠性的要求也越来越高。这就需要区别对待用户而实行有差别的可靠性电价。我国目前实行的电价体系主要包括：地区差价、峰谷分时差价、丰枯季节差价、供电种类电价、两部制电价、功率因素调整电价等【，这些电价并没“”有完全体现优质优价，因此，在电价中计入可靠性因素已经成为不可回避的问题。可靠性与经济性的关系分为两部分：可靠性成本和可靠性价值【３】。利用边际成本／效益理论，文献．６８．电力系统保护与控制［４．５］提出了可靠性成本／效益分析的基本模型。可靠性成本和可靠性价值与系统可靠性性能的关系近似于投入产出的关系【ｏＪ。电力工业市场化后，系统运行的可靠性与经济性之间的联系更加紧密，对于停运成本的评估也就越来越受到重视。目前对用户停电损失的评估主要是在连续时间上对用户损失进行抽样，通过数学拟合得到停电损失函数ＣＤ】。通常情况下，用户分为七大部类。文献［７］就七大部类用户停电损失进行分析，提出基于ＣＤＦ的可靠性电价／赔偿机制。文献『８．１０］￣ｗＪ用可靠性成本／效益分析进行动态规划，以最优潮流为约束，寻求最佳投资方案。文献［８】提及可靠性价值增量的概念，用于投资方案的比较、优化。文献［９］从可靠性成本入手，建立配电网社会成本最小化、或效益最大化的全局最优模式，并利用人工免疫算法计算分析。文献［１Ｏ］提出在混合电力市场中，即ｐｏｗｅｒｐｏｏｌ和双边协议模式下，利用等效多状态方式，将发电成本和用户停电损失最小作为目标函数，计算出计及可靠性价值的用户节点电价。利用边际成本定价的关键在于反映可靠性信息的边际成本【１¨。文献［１２］给出了基于可靠度的分级电价定价模式，将边际成本分为容量成本和电量成本两部分，并分别在其中计入可靠性指标ＬＯＬＰ和ＭＯＣ（边际缺电成本），但此文仅给出了理论和算法。国内外学者已开展有关可靠性电价的研究和探索，基于发电、输电系统成本的可靠性电价ｐ，Ｊ引、可中断负荷和需求侧管理（ＤＳＭ）ＬｌＪ等的研究已经比较深入。配电系统作为直接与用户关联的系统，其可靠性与电价关系的研究相对较少，本文在已有成果的基础上，对基于价值工程理论的配电网可靠性电价进行分析，并针对综合定价法中的可靠性指标权重问题进行了深入探讨。１可靠性电价１．１电力市场下可靠性电价电力系统可靠性通过定量的可靠性指标来度量。一般可以由故障对电力用户造成不良影响的概率、频率、持续时间、故障引起的期望电力损失及期望电能量损失等指标描述Ｊ。可靠性属于技术指标亦属于经济指标。在开放的电力市场环境下，如何恰当地将可靠性与电价相结合，国内外很多学者已提出新的观点和理论。主要问题集中在：如何将可靠性指标货币化？电能作为特殊的商品，其可靠性是电能质量的重要指标，是一种稀缺资源，可以收费、可以买卖。价格是市场配置资源、调节生产与消费的杠杆。在电力市场中，电价是由交易中心综合发电方报价与市场需求，同时考虑系统状况得到。它不再像电力管制时期那样由主管部门核定，而是由电力商品的价值决定，同时受供求关系的影响，因此电价包含了丰富的信息】。１．２基于价格功能弹性的可靠性电价价值工程（ＶａｌｕｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）是指以产品或作业的功能分析为核心，以提高产品或作业的价值为目的，力求以最低寿命周期成本实现产品或作业使用所要求的必要功能的一项有组织的创造性活动【ｌ５］。其基本思想是以最少的费用换取所需要的功能。根据价值工程理论，用价格功能弹性系数ｆ表示价格尸对功能Ｆ的敏感程度。Ｅｐｆ＝丽ＡＰ／Ｐｏ（１）式（１）中，当功能从变化为＋时，价格从△Ｐ０变化为＋Ｐ。由式（１），只有当ｆＩ匾等于１时，确定功能调整取向，才能兼顾企业和用户双方利益，实现社会公平。因此，可得：△尸：等ｅ０（２）利用Ｅｐ撤配电网负荷点电价计算，把负荷点可靠性指标计入功能。如何选取恰当的可靠性指标计入电价？这个指标应该能够充分体现系统或节点的可靠性性能。鉴于电量、频率、时间是配电网用户最关心的３个指标，本文选取以下３个指标，建立基于各指标的可靠性电价模型。１）缺供电量ＥＮＳ（ＥｎｅｒｇｙＮｏｔＳｕｐｐｌｉｅｄ，下文简称Ｅ）；２）平均停电频率ＡＩＦＩ（ＡｖｅｒａｇｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，下文简称Ｆ）：与此相关的有系统平均停电频率ＳＡＩＦＩ和用户平均停电频率ＣＡＩＦＩ两个指标；３）均停电时间ＡＩＤＩ（ＡｖｅｒａｇｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎＤｕｒａｔｉｏｎ，下文简称Ｄ）：与此相关的有系统平均停电时间ＳＡＩＤＩ￣用户平均停电时间ＣＡＩＤＩ两个指标。１．３可靠性电价模型以选取Ｅ为例，基于各可靠性指标的电价建模过程如下：１）用配电网可靠性评估程序，计算系统各负荷点的可靠性指标最。２）数大小，计算系统平均缺供电量指标：‘：Ｅ／（３）ｔｌ，ｉ＝１杨海霞，等计及指标权重的电力市场可靠性电价模型－６９一式中：，ｚ为系统负荷点总数；Ｌ沩各负荷点的负荷数。３）计算各负荷点可靠性电价Ｐｆ㈣＝㈩式中，１＜＜２。由式（５）可知，当Ｅｉ＜Ｅｏ时，Ｐｉ（Ｅｉ）＞Ｐｏ；当ＥＦＥｏ时，Ｐ，｛Ｅｉ）＝Ｐｏ；当Ｅｉ＞Ｅｏ时，Ｐ，｛Ｅｉ）＜Ｐｏ。这就可以有效体现同质同价的内涵。当Ｅｉ＞ｇＥｏ时，为了保证电力供应商的基本利益，规定Ｐｏｍｉ为最低可靠性电价。为了保证用户利益，规定‰为最高可靠性电价。同样的方法可以计算基于其他两个指标聊Ｄ可靠性电价和ＰＤｆ）。２影响可靠性电价的各指标权重２．１评价指标体系电力用户是电力市场战略的重要基点［１６１。根据电力系统运行要求可靠性的特点，选取上文提及的３个重要的配电网可靠性指标作为调查用户对其重视程度的因子。构建指标评价体系的基本原则是：针对性、完整性、可测性、可比性、科学性、动态性【ｌ丌。在以上原则下，本文对可靠性指标建立一个用户评价体系，分２个层次从用户、专家、供电单位三个方面对可靠性指标Ｅ（缺供电量）、Ｆ（平均停电频率）、Ｄ（平均停电时间）进行两两评价打分，见表１。分别用Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３表示来自用户、专家、供电单位统计的权重，Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３之和为１，这里均取为１／３。分别用ＣｌＥ、Ｃ２Ｆ、Ｃ３ｎ表示对可靠性指标Ｅ、Ｆ、Ｄ的评价打分。表１可靠性指标评价体系Ｔａｂ．１Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｏｆｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｉｃｅｓ２．２层次分析法为了更准确、合理地衡量可靠性指标中每个因素的重要程度，借鉴运筹学层次分析法（ＡｎａｌｙｔｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ，ＡＨＰ）［１８】构建比较判断矩阵，用方根法求解特征向量，应用一致性指标确定每个因素的权重。２．２．１判断矩阵运用层次分析法首先需建立判断矩阵，如式（６）所示。Ａ＝…０１１ａ１２Ｈ…ａ２１ａ２２ａ２…ａｎｌａ２口Ｍ（６）式（６）中，表示各元素的重要性之比，其值可根据资料数据、专家意见和经验，经过反复商讨研究而确定（此时可采用德尔菲法），一般采用１～９位标度法确定，参见表２。表２重要性判断准则Ｔａｂ．２Ｊｕｄｇｅｍｅｎｔｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ上述各列反比较，若元素ｉ与元素＿，相比较的判断为ａｌｊ，的倒数则元素与元素ｉ相比较的判断为口ｌ／２．２．２层次排序，层次排序就是把本层各元素相对于上一层的重要程度进行评比排序，这就需要在判断矩阵上进行权重计算。计算权重有和法、根法、幂法等，最常用的是方根法，其计算步骤如下。首先，计算判断矩阵每一行因素的乘积：ｆ＝ｎｄ…１，２，，刀（７）＝１然后，计算的ｎ次方根：＝Ｍ７（８）对作归一化处理：ｍ：旦（９）——＝ＬＬｉ＝１＝…［，，，］即是所求的特征向量（权５脲＜一＞巨墨一ｌＩ，±．星昂●●●●●●●●●●，，、，Ｌ＝电力系统保护与控制重）。２．２．３一致性检验为了能够真实反映各因素的相对重要程度，需要对判断矩阵进行一致性检验，以检查人们判断思维的一致性。检验指标包括一致性指标ｃＩ和随机一致性比率ＣＲ。ＣＩ：，ＣＲ：ＣＩ（１０）—，ｚｌ式中：为判断矩阵的最大特征根；胛为判断矩阵的阶数：Ｒｊ为不同阶数对应的随机一致性指标值。若ＣＲ＜Ｏ．１，则认为判断矩阵具有可接受的一致性，否则应调整判断矩阵，直到满足判定条件为止。３多指标综合定价法利用式（５）可分别得到基于可靠性指标Ｅ、Ｆ和Ｄ的配电网各负荷点可靠性电价（）、（Ｆ）和（Ｄ）。配电网可靠性指标之间互相联系，单纯利用某一指标定价，并不能准确体现各负荷点用户的可靠性需求，可能出现重复或者遗漏定价的现象。多指标综合定价法是基于以上因素而提出，其利用单个指标得到的可靠性电价通过加权形成多指标综合电价，公式如下：∽㈣（鹕（＋ｆ（Ｄ）（Ｄ）（１１）式中：Ｐ为负荷点ｉ用户的可靠性综合电价；）、（Ｆ）、ｆＬＤ）分别为负荷点ｉ用户对供电可靠性指标Ｅ、聊Ｊ［）的重视程度（权重系数），由于用户特性不同，其对供电可靠性指标的重视程度也不同，三者满足下列关系：（Ｅ）＋（Ｆ）＋ｒ（Ｊ［））＝１（１２）３．１各类用户权重系数本文对权重系数的计算模型建立在部门分类的前提下。按照国民经济生产的用电方式及种类，用户被划分为七大部类Ｉ６］，分别是工业、农业、商业、居民、小用户、政府、办公。每个部类用户对可靠性的总体需求不一样，因此需要承受的可靠性成本不一样。并且每个部类用户对可靠性的分类指标需求也不一样。由于用户的主观感受不易通过定量方法确定。本文拟通过专家打分、用户调查和供电单位打分的方法确定用户可靠性指标权重系数。３．２程序流程综合配电网电气参数、网络结构参数及可靠性参数，应用Ｍａｔｌａｂ编制可靠性计算程序、可靠性指标权重计算程序，及多指标综合电价计算程序，最终计算出计及指标权重的配电网多指标综合电价。程序流程如图１。图１计及指标权重的配皂网多指标综合电价计算流程Ｆｉｇ．１Ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｅｖｅｒａｌｉｎｄｉｃｅｓｃｏｍｐｌｅｘｐｒｉｃｉｎｇｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｗｅｉｇｈｔｓｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓ４模型应用及算例本文选取ＲＢＴＳ．ＢＵＳ６［１９－２０］配电网作为算例，以验证前文所述理论和算法模型。该系统是带有分支馈线的复杂中压配电网，由４Ｏ个负荷点，２９３８个用户组成。总平均负荷为１０．７１５７ＭＷ。以实际销售电价为基础，假设系统基础电价尸０＝０．４０元／ｋｗｈ。可靠性电价上下限的限制为：最低可靠性电价由供应商限定为Ｐｏｉｎ＝Ｏ．２０元／ｋＷｈ（ｆｉ＝１．７５），最高可靠性电价由用户限定为Ｐｏｒｎ＝１．００元／ｋＷｈ。由于各个负荷点以下的全部用户都具有大致相同的用电属性，本文假设４０负荷点等效为４Ｏ个大用户，负荷点以下的全部用户均具有相同的供电可靠性需求。４．１单指标可靠性电价通过程序计算和前文公式可得＝１．８１６６８２ＭＷｈ／ｙｒ；由可靠性程序计算可知：倒１．００６６次／户・年；ＳＡＩＤＩ＝６．６７５时／户・年。经过计算，得到基于单个可靠性指标的可靠性电价，见表３。从表３可以看出，当负荷点指标优于系统平均指标时，负荷点用户的可靠性电价将高于基础电价０．４０元／ｋＷｈ，反之，当负荷点指标劣于系统平均指标时，负荷点用户的可靠性电价将低于基础电价。“因此，基于ｆ的单指标定价法充分体现了高质高”价、低质低价的可靠性定价思想。杨海霞，等计及指标权重的电力市场可靠性电价模型－７ｌ－表３部分负荷点可靠性及单指标可靠性电价Ｔａｂ．３Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｐｒｉｃｅｏｆｓｏｍｅｌｏａｄｐｏｉｎｔｓ４．２指标权重建立指标层次评价体系后，通过用户调查，专家打分，供电单位打分等方式对３个可靠性指标进行两两比较，并编制程序对指标权重进行计算。４．２．１评价指标打分对于前文所述七大部类用户的指标权重分别进行考察。评价打分数据分别来自对各部类用户调查、电力专家打分、某供电公司数据统计。以工业用户为例，对３个重要可靠性指标Ｅ、Ｆ和Ｄ的重要程度进行两两比较打分，构造一个判断矩阵，见表４。表４工业用户评价打分结果Ｔａｂ．４ＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｓｃｏｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓＯｆｉｎｄｕｓ仃ｉａｌｃｏｎｓｕｍｅｒｓ４．２．２权重计算根据表４的判断矩阵，计算该矩阵特征向量并进行一致性检验，得到上述３个指标的权重，见表５。表５工业用户评价权重Ｔａｂ．５Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｗｅｉｇｈｔｓｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａ１ｃｏｎｓｕｍｅｒｓ利用各个统计来源的权重系数，乘以评价打分得到的可靠性指标权重，可以得到各个评价指标的综合权重。将各个指标的相应权重进行加权，得到最终的工业用户可靠性指标权重，见表６。表６工业用户可靠性指标权重Ｔａｂ．６Ｗｅｉｇｈｔｓｏｆｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｉｃｅｓｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｏｎｓｌ／ｍｅｒｓ指标权重Ｃ１ＥＣ２ＦＣ３Ｄ０．１４５２０．４７９６０．３７４９从权重结果来看，对于工业用户而言，停电频率ＡＩＦＩ最为重要，其次是停电时间ＡＩＤＩ，最后为缺电量ＥＮＳ。同上述计算工业用户可靠性指标权重方法一样，通过数据统计和编程计算，可以得到七大部类用户的可靠性指标权重，见表７。表７各类用户指标权重Ｔａｂ．７Ｗｅｉｇｈｔｓｏｆｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｉｃｅｓｏｆｓｅｖｅｎｔｙｐｅｓｏｆｃｏｎｓｕｍｅ￣通过表７可看出各部类用户对各个可靠性指标的重视程度是不一样的，这也进一步说明了对用户实行分部类定价的合理性。７２．电力系统保护与控制４．３计及权重的多指标综合电价前文讨论了基于单个可靠性指标的负荷点电价法，即单指标可靠性电价法。配电网可靠性指标之间相互联系，某一个指标变化可能会影响其他指标变化Ｊ。应用单个指标定价已经不足以体现用户的整体可靠性需求，这需要综合考虑各个可靠性指标，实行多个可靠性指标综合定价。对于配电网，Ｅ、Ｆ和Ｄ是最为重要且用户最关心的３个指标。多指标综合电价的计算，见表８。表８部分用户单指标电价和多指标综合电价Ｔａｂ．８Ｏｎｅｉｎｄｅｘｐｒｉｃｉｎｇａｎｄｓｅｖｅｒａｌｉｎｄｉｃｅｓｃｏｍｐｌｅｘｐｒｉｃｉｎｇｏｆｓｏｍｅｃｕｓｔｏｍｅｒｓ根据表８可以看出，单指标定价法由于自身特性限制不能体现负荷点用户对３个指标不同需求所产生的可靠性电价差别（可靠性电价无变化），而多指标综合定价法由于采用了合理的权重系数分配，能较好解决这一难题。多指标综合定价法可以调和某一可靠性水平下各个指标之间的关系，较单指标定价法，可以减少电价波动。综合比较而言，多指标综合定价比单指标定价适应性更好，定价相对更合理。４．４部分参数对可靠性电价的影响分析由上述分析可知，元件可靠性参数、用户基础电价、用户最低可靠性限价等对用户可靠性电价有很大的影响。下面将分析这些参数变化时，用户可靠性电价的变化情况。当用户的基础电价尸０和最低可靠性限价Ｐ０发生改变时，用户可靠性电价发生变化，如图２（ａ）所示。尸１为前文所得可靠性电价，为当基础电价为０．４８元／ｋＷｈ，最低可靠性限价为０．３元／ｋＷｈ时所得可靠性电价。从图２（ａ）可看出：当基础电价和最低可靠性限价增大时，用户可靠性电价增大，但变化趋势与Ｐ１基本一致。元件可靠性参数变化必然会对可靠性电价产生影响。本文主要讨论故障率和修复时间变化对可靠性电价的影响，如图２（ｂ）和图２（Ｃ）所示。、Ｐ、Ｐ５和Ｐ６分别表示故障率变为原故障率的０．５、Ｏ．７５、１．２５和１．５倍时所得可靠性电价。Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９和Ｐ１０分别表示修复时间变为原修复时间的０．５、０．７５、１．２５和１．５倍时所得可靠性电价。从图２（ｂ）可看出：可靠性电价随故障率增大而减小，比如故障率最小的情况对应的可靠性电价Ｐ３为最大；从各曲线形状可知，可靠性电价因故障率改变而变化的趋势基本相同。从图２（Ｃ）可看出：可靠性电价随修复时间增大而减小，比如修复时间最长的情况对应的可靠性电价Ｐ１０为最小；从各曲线形状可知，可靠性电价因修复时间改变而变化的趋势基本相同。Ｏ．８Ｏ．７耋０．６７０．５０．４脚０．３宙０．１０．０————●—ｔ－ｒ，ｒ＼．．．，、、ｌｌ｝｛●、－．一’＼：：：１４８ｌ２ｌ６ｌ８２３２６３２３７４０负荷点（ａ）基础电价和最低限价变化时用户的可靠性电价‰一…～—～一ｌ’ｌ｝Ｌ＼。一．１４８１２１６１８２３２６３２３７４０负荷点（ｂ）故障率改变时用户的可靠性电价负荷点（ｃ修复时间改变时用户的可靠性电价图２部分参数对可靠性电价影响Ｆｉｇ．２Ｅｆｆｅｃｔｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｐｒｉｃｅｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｃｈａｎｃｅｏｆｓｅｖｅｒａｌｉｎｄｉｃｅｓ目国网圆９８７６５４３２１０Ｏ００００ＯＯＯ０Ｏ＾ＩＩ至、一＼擗工廿８７６５４３２１０ｎＯ０ｎＯＯ０一害一＼锄端．叵杨海霞，等计及指标权重的电力市场可靠性电价模型—．７３５结论随着经济、社会的发展，用户对电力工业可靠性的要求也越来越高，因此进行可靠性电价研究十分必要。本文建立了基于价格功能弹性系数ｆ的配电网可靠性电价计算模型，综合考虑多个指标应用多指标综合定价法，有效弥补了单指标定价的不足。在确定指标权重时引入层次分析法，通过专家打分、用户调查和供电部门打分确定综合权重，解决了配电网定价时用户对可靠性指标重要程度主观感受难以评估的问题。参考文献［１］周平，谢开贵，等．适应电力市场运营环境的可靠性电价与赔偿机制［Ｊ］．电力系统自动化，２００，２８（２１）：６．】０．—ＺＨＯＵＰｉｎｇ，ＸＩＥＫａｉｇｕｉ，，ｅｔａ１．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｐｏｗｅｒｐｒｉｃｅａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｄａｐｔｅｄｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｍａｒｋｅｔｏｐｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００，２８（２１）：６－１０．［２］黄永达．电价改革研究［Ｍ】．北京：新华出版社，１９９７．［３］马玲．计及可靠性价值的电力系统输电电价研究【Ｄ】．重庆：重庆大学，２００６．［４］ＡｎｇｅｌａＳＣ，ＷｕＦＣａｐａｃｉｔｙｐａｙｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｐｒｉｃｉｎｇｏｆｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍａｒｋｅｍ［Ｃ］．／／ＩＥＥＥｅｄｓ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ３３ｒｄＡｎｎｕａｌＨａｗａｉｉＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＳｙｓｔｅｍＳｃｉｅｎｃｅｓ．Ｌｏｓ．［５］何晓阳，康庆平，等．基于可靠性成本．效益分析的电网规划［Ｊ］．继电器，２００５，３３（１０）：８－１１．ＨＥＸｉａｏ－ｙａｎｇ，ＫＡＮＧＱｉｎｇ－ｐｉｎｇ，ｅｔａ１．Ｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋｐｌａｎｎｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｓｔ２ｂｅｎｅｆｉｔａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ】．Ｒｅｌａｙ，２００５，３３（１０）：８－１１．［６］ＢｉｌｌｉｎｔｏｎＲｏｙ，ＷａｎｇＰｅｎｇ．Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｃｏｓｔ／ｗｏｒｔｈａｎａｌｙｓｉｓｕｓｉｎｇａｎａｌｙｔｉｃａｌａｎｄｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，１９９８，１３（４）．［７］雷霞，刘俊勇，等．计及买卖双方利益的分类零售电价模型［Ｊ】．继电器，２００６，３４（１７）：５９．６２．ＬＥＩＸｉａ，ＬＩＵＪｕｎ－ｙｏｎｇ，ｅｔａ１．Ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｒｅｔａｉｌｐｒｉｃｉｎｇｍｏｄｅｌｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｓｕｐｐｌｉｅｒｓａｎｄｃｕｓｔｏｍｅｒｓ［Ｊ】．Ｒｅｌａｙ，２００６，３４（１７）：５９－６２．［８］李文沅．电力系统风险评估模型、方法和应用［Ｍ】．北京：科学出版社，２０ｏ６．［９］迟峰，黄民翔．基于可靠性电价．赔偿机制的电网规划研究［Ｊ】．电力系统及其自动化学报，２００７，１９（１）：８７．９】．ＣＨＩＦｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＭｉｎ－ｘｉａｎｇ．Ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｐｌａｎｎｉｎｇｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｐｒｉｃｅａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＵ．ＥＰＳＡ，２００７，１９（１）：８７．９１．［１０］ＤＩＮＧＹｉ，ＷＡＮＧＰｅｎｇ．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｐｒｉｃｅｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆａｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｈｙｂｒｉｄｍａｒｋｅｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００６，２（１）：１Ｏ８．１１４．、［１１］孔造杰．基于可靠度的分级电价定价模型研究［Ｊ］．河、北工业大学学报，２００３，３２（１）：９４．９６．ＫｏＮＧＺａｏ－ｊｉｅ．Ｓｔｕｄｙｏｎｇｒａｄｅｅｌｅｃｔｒｏｖａｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ『Ｊ］．ＪｏｕｒａｎｌｏｆＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ—Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００３，３２（１）：９４９６．［１２］ＳｉｄｄｉｑｉＮ，ＢａｕｇｈｍａｎＭＬ．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄｒｅａｌ－ｔｉｍｅｐｒｉｃｉｎｇｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｆＪ】．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，１９９３，８（２）：５４８－５５３．［１３］侯云鹤，熊信艮，等．基于潮流跟踪的电力市场电价研究［Ｊ］．继电器，２００１，２９（９）：２０．２９．ＨＯＵＹｕｎ－ｈｅ，ＸＩＯＮＧＸｉｎ．ｙｉｎ，ｅｔａ１．Ａｐｒｉｃｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｍａｒｋｅｔｂａｓｅｄｏｎｐｏｗｅｒｆｌｏｗｔｒａｃｉｎｇ『Ｊ１．Ｒｅｌａｙ，２００１，２９（９）：２０－２９．［１４］李阳，王蓓蓓，等．基于需求侧可靠性差别定价的电力市场交易新机制［Ｊ］．电力系统自动化，２００７，３１（４）：１８．２１．ＬＩＹａｎｇ，ＷＡＮＧＢｅｉ．ｂｅｉ，ｅｔａ１．Ａｎｅｗｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｍａｒｋｅｔｂａｓｅｄｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｐｒｉｃｅｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｄｅｍａｎｄｓｉｄｅ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００７，３１（４）：１８．２１．［１５］李纯波．价值工程新论［Ｍ】．北京：北京经济出版社，１９９１．［１６］王彦辉，王敬敏，等．供电企业ＣＲＭ客户价值综合评价模型［Ｊ】＿华北电力大学学报，２００６（５）：９７．１０１．—１ｌ７ｌ（ＡｆＧＹａｈｈｕｉ．、）ｌＡｆＧＪｉｎｇ．ｍｉｎ，ｅｔａ１．ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｃｕｓｔｏｍｅｒｖａｌｕｅｂａｓｅｄｏｎＣＲＭｆｏｒｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｍａｌｏｆＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００６（５）：９７．１Ｏ１．［１７］谬以扬，聂一雄．基于层次分析法的电力用户综合评判［Ｊ】．广东电力，２００７，２０（３）：３１．３３．ＭＩＡＯＹｉ－ｙａｎｇ，ＮＩＥＹｉ．ｘｉｏｎｇ．Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｔｉｃｈｉｅｒａｒｃｈｙｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｃｏｎｓｕｍｅｒｓｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒ［Ｊ］．ＧｕａｎｇｄｏｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２００７，２０（３）：３１．３３．［１８］高阳，余建伟．判断矩阵标度扩展法在不同标度下的比较［Ｊ］．统计与决策，２００７，２０：１５２．１５４．［１９］ＡｌｌａｎＲＮ，ＢｉｌｌｉｎｔｏｎＲ，ＳｊａｒｉｅｆＩ，ｅｔａ１．Ａｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌｐｕｒｐｏｓｅｓ：ｂａｓｉｃｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｄａｔａａｎｄｒｅｓｕｌｔ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，１９９１，６（２）：８１３．８２０．［２０］ＢｉｌｌｉｎｔｏｎＲｏｙ，ＪｏｎｎａｖｉｔｈｕｌａＳａｔｉｓｈ．Ａｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｅａｃｈｉｎｇｏｖｅｒａｌｌｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，１９９６，ｌ１（４）：１６７０．１６７６．收稿Ｅｔ期：２０１０－０８－２５；修回日期：２０１０＂Ｉ１－０２作者简介：杨海霞（１９８３一），女，硕士研究生，主要从事电力市场、电力系统规划与可靠性方向的研究工作；Ｅ．ｍａｉｌ：ａｌｅｘｈａｉｘｉａ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ谢开贵（１９７２－），男，博士，教授，博士生导师，主要从事电力系统规划与可靠性、电力系统优化运行、电力系统并行计算及电力市场等方向的研究和教学工作。