内容摘要：采用层次分析法AHP对电网调度安全因素进行分析，构建电网调度安全因素的层次模型并依据1～9标度建立各层级的判断矩阵，计算出方案层各因素相对于目标层的权重并排序。本文对计算结果进行分析并提出具有针对性的解决方案，同时提出建立智能电网是从根本上解决电网调度安全的发展趋势。
1 背景介绍
1.1 我国电网基本情况
根据国家能源局统计数据，全国每年用电量逐年上升，已由2010年的41 923亿千瓦时上升到2013年的53 223亿千瓦时。笔者所在的国网达州供电公司，2013年全局累计完成售电量75.16亿千瓦时，比2012年增长4.6%。用电量的不断攀升，必然伴随着电网容量不断增加，进而电网调度方面的压力也随之上升，电网调度的安全问题显得更加重要。
1.2 我国电网调度发展的历程
回顾我国的电网发展历程，先后经历了4个阶段，期间电网特点以及电网调度中的难点各不相同，电网调度所处的重要性也越来越高，详见表1。
目前国内电网调度管理中存在着各种先进的系统，并且各类系统也不断革新，功能不断增强：如能量管理系统(Energy Management Sys tem，EMS)，数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)，调度员仿真培训系统(Operator Training Simulator，OTS)，电网广域监测系统(Wide Area Measurement System，WAMS)，电力调度生产管理系统(Power Dispatch Operation Manag ement System，OMS)等。
在上述系统的基础上，2009年起我国开始了“坚强智能电网”的试点工作，并不断进行技术革新，预计2020年全面建成统一的坚强智能电网。这一项目也将标志着我国的电网调度从“经验型调度”到“分析型调度”的转变之后，进入了“智能调度”阶段。
1. 3 电网事故的介绍
电网发展的历程中，在最初独立供电时期，由于各个区域独立经营，电网调度工作也相对简单，电网事故影响较小。但随着电网联网后，调度工作变得复杂，单纯依靠经验和简单的判断已经不能满足调度要求。20世纪60年代后，国际上大电网开始发展，由于技术及理念并未跟进，发生了一些因调度问题而导致的大停电事故。如1965年11月9日北美东北部电网停电，1978年12月19日法国大停电，2006年7月1日华中(河南)电网事故等。
除上述的大型事故外，仍存在着其他调度安全隐患，若不能及时采取措施，则最终会发展成为重大事故。对于现在复杂的调度系统，影响电网调度安全的因素有很多：人，自然灾害，设备，通信系统等。要想在调度工作中面面俱到，难度较大。因此，需要针对影响调度安全的事故原因进行分析，借助于历史数据及经验，通过科学的方法将各类因素的重要性进行排序，从而可以在调度工作中有的放矢，重点预防。
本文将借助层次分析法AHP，分析电网调度事故的常见原因，对影响电网调度安全的因素进行排序，并针对重要因素提出相对应的解决方案及建议。
2 层次分析法AHP的介绍
2.1 AHP概念介绍
层次分析法是美国运筹学家A.L.Saaty于20世纪70年代提出的。它将半定性、半定量问题转化为定量问题进行研究。该方法层次结构清晰，分析全面，允许存在一定的主观因素，适用于缺少数据，但又必须给出定量评价结果的情况，在安全评价上有较广泛的应用。
1) AHP分析流程
该方法将系统划分为目标层、准则层、方案层三个层次，将难以定量的问题转化为具体的数字来表示，为定量分析提供依据。运用层次分析法，主要分5个步骤进行：
2)1～9标度
对隶属于同一个上层指标的所有因素两两比较，建立判断矩阵。比较原则有近十种之多，如0～2三标度法，1～9标度，指数标度等，本文采用1～9标度确定各个因素之间的相对重要性，两因素之间比值越大，则代表前者相对后者重要程度更高。通过各个因素重要性判断，得出相应的数值，从而建立判断矩阵Anxn。
2.2 电网调度常见事故原因
电网调度涉及到的因素较多。从事故原因角度可分为：继电保护、恶劣天气、外力破坏、误操作、质量不良、人为操作等;从技术角度考虑可分为：继电保护、雷击、接地短路、恶性误操作、误操作、设备故障等;从设备角度考虑可分为：输电线路、继电保护、其他电器、开关、刀闸、组合器等。
本文将常见的影响电网调度安全的因素进行归类，从管理问题、一次设备故障、二次设备故障、通信故障、其他因素等5个角度进行分析，列举影响电网调度安全的因素，详见表2。
根据表2分类，建立电网调度安全因素的层次模型，其中准则层为B1～B4，方案层为C1～C21。
3 电网调度事故的AHP分析
3.1 目标层与准则层
1)建立判断矩阵
建立目标层A与准则层B的判断矩阵，A～(B1，B2，B3，B4)，其中各因素的重要度比值综合考虑工作经验以及查阅文献后给出，结果如下：
3)一致性检验
根据公式CR=CI/RI计算CR值。其中CI为一致性指标，CI=(λmax-n)/(n-1);RI为平均一致性指标。当n=4，查表知RI为0.89，代入求得矩阵A4x4的一致性比例CR=0.0116<0.1，因此判断矩阵A4x4的一致性可接受。即表示在矩阵A4x4中没有出现A>B，B>C，而C>A的不一致性状况。
3.2 准则层与方案层
建立准则层Bi与方案层Ci的判断矩阵，详见表3。
同理，计算出各个判断矩阵对应的方案层相对于准则层的权重，并对各判断矩阵进行一致性验证。经计算各矩阵的CR值均小于0.1，即各矩阵的一致性均可接受。
结合准则层B对于目标层A的权重，以及方案层C对于准则层B的权重，两权重值相乘，最终得到C1～C21相对于目标层A的权重，如表4所示。
Ci与方案层各事件相对应，排序为C20>C21>C1>C2>C19>C10>…C13>C16>C11>C14>C12。
权重排名越靠前，表明该因素的影响因子越大，在电网调度安全中需要重点考虑。
4 AHP计算结果的评价及措施
4.1 分析评价
由计算结果可知，影响电网安全的诸多因素中，排名前六位的分别是：自然灾害C20、外力破坏C21、调度人员资质不合格C1、调度计划不合理C2、电力系统自身不稳定C19、母线故障C10。
上述六个因素中，前两个因素均是外界因素，只能靠电网系统自身的稳定性及采取良好的防范措施来解决。第三、四两个因素均与人员有关，可以通过加强培训，提高人员素质进行保障，同时也需要计算机系统辅助调度效果，提高效率减少误操作。最后两个因素取决于电网系统自身，在提高电网自身设备可靠性的同时，可通过实时监控及时切断不稳定线路，减少对电网的影响。
4.2 措施
针对上述六种因素提出对应的解决方案：
自然灾害方面：a)增大设备的抗灾能力设计，科学选址、合理设计;b)完善电网的网络结构;c)完善调度事故应急预案。
外力破坏方面：a)完善警企协作机制，严厉打击涉电犯罪和不安全行为;b)强化警示标示标语配置;c)做好群众护线工作。
调度人员资质不合格：a)加强调度人员资质审查，严把正值调度员的人口关;b)强化调度人员安全意识的教育和培训，定期考试;c)积极开展反事故演练，增强其处理突发事件的能力。
调度计划制定不合理方面：a)根据施工班组能力和电网实际运行方式合理安排调度计划;b)充分合理利用现有调度系统的计划功能。
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