配電網(wǎng)精準(zhǔn)投資評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建與運(yùn)用

肖瀟

摘要：通過深入研究配電網(wǎng)投資與社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)收益之間的關(guān)系，在現(xiàn)有評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上，加以改進(jìn)完善，初步構(gòu)建起一套較完整的配電網(wǎng)建設(shè)效果評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)建設(shè)的效益評(píng)價(jià)，并應(yīng)用于XX市配電網(wǎng)建設(shè)實(shí)踐，較好地實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)建設(shè)的精準(zhǔn)投資。

Abstract： Through in-depth study of the relationship between distribution network investment and social benefits and economic benefits， the existing evaluation system is improved and perfected， and a relatively complete evaluation system for distribution network construction effect is initially constructed， realizing benefit evaluation of distribution network construction. The evaluation system is applied to the construction practice of distribution network in XX city， and the precise investment of distribution network construction is realized.

關(guān)鍵詞：社會(huì)效益;經(jīng)濟(jì)收益;效果評(píng)價(jià);精準(zhǔn)投資

Key words： social benefits;economic benefits;effect evaluation;precision investment

中圖分類號(hào)：TM727 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）11-0059-03

0 ?引言

傳統(tǒng)配電網(wǎng)評(píng)價(jià)體系有電網(wǎng)發(fā)展診斷分析、電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目后評(píng)價(jià)體系、供電能力評(píng)估體系及網(wǎng)格化評(píng)價(jià)體系等。通過研究分析，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)評(píng)價(jià)體系在電網(wǎng)前期工作中發(fā)揮了重要作用[1-2]，但與配電網(wǎng)精準(zhǔn)投資的要求尚有一定的差異，體現(xiàn)于以下幾個(gè)方面：評(píng)價(jià)指標(biāo)主觀性較強(qiáng)，數(shù)量巨大且部分指標(biāo)存在本質(zhì)意義上的重復(fù);缺少對(duì)電網(wǎng)安全性、可靠性和電能優(yōu)質(zhì)性等方面提升帶來的社會(huì)效益評(píng)價(jià);評(píng)價(jià)結(jié)果缺少定量的評(píng)價(jià)，不能宏觀反映配電網(wǎng)整體投資效益，無法實(shí)現(xiàn)區(qū)域間橫向?qū)Ρ取Ｈ鄙倩谠u(píng)價(jià)結(jié)果提出具有可操作性的投資決策模型，一方面缺少全區(qū)（全省或全市）向區(qū)域（各地市或各縣）電網(wǎng)的投資決策工具;另一方面現(xiàn)行體系是從電網(wǎng)現(xiàn)狀問題的角度出發(fā)，提出對(duì)策方案，針對(duì)解決配電網(wǎng)各類問題的投資缺少從投資精準(zhǔn)性的角度來考慮項(xiàng)目排序和可操作性。

針對(duì)以上問題，本文構(gòu)建一套配電網(wǎng)精準(zhǔn)投資評(píng)價(jià)體系，綜合考慮配電網(wǎng)投資所要達(dá)到的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，使之能夠有效的評(píng)價(jià)項(xiàng)目建設(shè)效果。

1 ?構(gòu)建核心指標(biāo)體系

本文以“少而精、好統(tǒng)計(jì)、能驗(yàn)算、重客觀”為原則，統(tǒng)籌歸納現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[3-8]，通過反復(fù)統(tǒng)計(jì)研究、精選提煉，最終形成16項(xiàng)核心指標(biāo)，如表1所示。

2 ?按投資效益分類識(shí)別

綜合統(tǒng)計(jì)2015年以來所有配電網(wǎng)建設(shè)改造項(xiàng)目并進(jìn)行分類，分為加強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、解決低電壓?jiǎn)栴}、解決重過載問題、滿足新增負(fù)荷、消除設(shè)備安全隱患、改造高損配變等。采用成本效益分析法對(duì)配電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行效益識(shí)別，并對(duì)投資效益進(jìn)行分類。通過精選提煉最終分為提升供電安全性、提升設(shè)備可靠性、提升電能優(yōu)質(zhì)性、降損和增售電量五大類，如表2。

3 ?構(gòu)建投資效益評(píng)價(jià)模型

在上述效益分類的基礎(chǔ)上，綜合考慮配電網(wǎng)投資所要達(dá)到的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，采用成本效益分析法，分別構(gòu)建安全可靠性效益、電能優(yōu)質(zhì)效益、降損效益和增供電量效益計(jì)算模型。采用成本效益分析法，將上述四大類效益計(jì)算模型和電網(wǎng)年度投資費(fèi)用匯總計(jì)算，構(gòu)成如下公式：

式中：Δki表示相應(yīng)效益提升比例、Qi表示本年相關(guān)計(jì)算電量、ai表示單位相關(guān)電量效益、C表示年度電網(wǎng)投資。

3.1 安全可靠性效益

安全可靠性既涉及到電網(wǎng)安全性，又涉及到設(shè)備可靠性。挑選反映電網(wǎng)這兩方面特征的指標(biāo)，同時(shí)選取配電網(wǎng)網(wǎng)供負(fù)荷類指標(biāo)，用于計(jì)算安全可靠性效益，其步驟如下：

首先基于缺供電量的原理，建立電網(wǎng)單個(gè)設(shè)備的實(shí)際缺供電量的計(jì)算模型;然后，通過統(tǒng)計(jì)方法，將評(píng)價(jià)體系中重點(diǎn)考核指標(biāo)代入計(jì)算模型;最后，將涉及管理水平方面的指標(biāo)固化為參數(shù);最終形成同評(píng)價(jià)目標(biāo)相一致、具有操作性的數(shù)學(xué)模型。

依據(jù)電力消費(fèi)和GDP之間存在長(zhǎng)期協(xié)整關(guān)系，安全可靠性提升使缺供電量降低，會(huì)在一定程度上減少GDP的增長(zhǎng)。換言之，安全可靠性提升使缺供電量的減少，會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)效益的增加，因此，安全可靠性提升效益采用的計(jì)算方式為：安全可靠性提升效益=缺供電量降低值×單位用電量產(chǎn)值。

下面將從高、中壓電網(wǎng)兩個(gè)方面構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。

3.1.1 高壓電網(wǎng)

35～110kV變壓器的缺供電量，是指高壓設(shè)備故障后，不能滿足N-1校驗(yàn)變壓器少供的電量。通過計(jì)算推導(dǎo)，可得出：高壓系統(tǒng)缺供電量=高壓系統(tǒng)故障停電率×線路平均長(zhǎng)度×高壓設(shè)施停電平均時(shí)間×（1-主變N-1通過率）×高壓網(wǎng)供負(fù)荷。

3.1.2 中壓電網(wǎng)

中壓電網(wǎng)的缺供電量，是指中壓線路故障后，通過減負(fù)荷或切負(fù)荷的作用而造成的負(fù)荷中斷或負(fù)荷縮減，而少供的電量。從線路安全性角度考慮，中壓線路是否滿足N-1校驗(yàn)，在很大程度上影響著缺供電量。通過計(jì)算推導(dǎo)，可得出：

中壓系統(tǒng)的缺供電量=中壓系統(tǒng)故障停電率×中壓線路平均長(zhǎng)度×中壓故障修復(fù)時(shí)間×（1-中壓線路N-1通過率）×（中壓線路平均分段數(shù)+1）/（2×中壓線路平均分段數(shù)）]×10kV網(wǎng)供負(fù)荷+中壓系統(tǒng)故障停電率×中壓線路平均長(zhǎng)度×（未配置自動(dòng)化故障排查時(shí)間-配備自動(dòng)化故障排查時(shí)間×配電自動(dòng)化覆蓋率）×10kV網(wǎng)供負(fù)荷。

3.1.3 固化模型

在上述數(shù)學(xué)模型中，有7項(xiàng)參數(shù)，在評(píng)價(jià)方法實(shí)際應(yīng)用中，將這些參數(shù)，結(jié)合電網(wǎng)特性，進(jìn)行固化，取值結(jié)果如表3。

帶入計(jì)算模型，綜合得出：

電網(wǎng)安全可靠性提升效益=110kV電網(wǎng)安全可靠性提升效益+35kV電網(wǎng)安全可靠性提升效益+10kV電網(wǎng)安全可靠性提升效益

其中：110kV電網(wǎng)安全可靠性提升效益=150×[上年高壓系統(tǒng)故障停電率×（1-上年110kV主變N-1通過率）-本年高壓系統(tǒng)故障停電率×（1-本年110kV主變N-1通過率）]×本年110kV網(wǎng)供負(fù)荷

35kV電網(wǎng)安全可靠性提升效益=120×[上年高壓系統(tǒng)故障停電率×（1-上年35kV主變N-1通過率）-本年高壓系統(tǒng)故障停電率×（1-本年35kV主變N-1通過率）]×本年35kV網(wǎng)供負(fù)荷

10kV電網(wǎng)安全可靠性提升效益=120×{上年中壓系統(tǒng)故障停電率×[1-0.75×上年配電自動(dòng)化覆蓋率+3.5×（上年中壓線路平均分段數(shù)+1）×（1-上年中壓線路N-1通過率）/（2×上年中壓線路平均分段數(shù)）]-本年中壓系統(tǒng)故障停電率×[1-0.75×本年配電自動(dòng)化覆蓋率+3.5×（本年中壓線路平均分段數(shù)+1）×（1-本年中壓線路N-1通過率）/（2×本年中壓線路平均分段數(shù)）]}×本年10kV網(wǎng)供負(fù)荷

3.2 電能優(yōu)質(zhì)性效益

電能優(yōu)質(zhì)效益主要是反映配電網(wǎng)建設(shè)改造后低電壓臺(tái)區(qū)比例降低，帶來的效益。下面從單個(gè)電網(wǎng)設(shè)備層面研究基于電網(wǎng)的模型，然后通過部分指標(biāo)合并研究基于指標(biāo)的模型，最后固化典型參數(shù)形成實(shí)用化算法。

單臺(tái)公用配變低電壓造成損失的計(jì)算公式為：

低電壓損失=臺(tái)區(qū)年供電量*低電壓運(yùn)行時(shí)間/8760*單位低電壓電量損失

若通過配電網(wǎng)建設(shè)改造，解決了該低電壓臺(tái)區(qū)問題，取得了電能優(yōu)質(zhì)效益，計(jì)算公式如下：

電能優(yōu)質(zhì)效益=本年臺(tái)區(qū)供電量減少量*低電壓運(yùn)行時(shí)間/8760*單位低電壓電量損失

基于指標(biāo)的電能優(yōu)質(zhì)效益計(jì)算模型中，臺(tái)區(qū)低電壓運(yùn)行時(shí)間較難測(cè)量，所以本文做如下假設(shè)：臺(tái)區(qū)低電壓?jiǎn)栴}主要發(fā)生在夏季高峰及冬季高峰負(fù)荷，低電壓臺(tái)區(qū)的定義是低電壓運(yùn)行超過2小時(shí)的臺(tái)區(qū)，考慮低電壓臺(tái)區(qū)夏季高峰負(fù)荷月及冬季高峰負(fù)荷月每天均發(fā)生低電壓?jiǎn)栴}，那么每年臺(tái)區(qū)低電壓運(yùn)行的時(shí)間是60小時(shí)。故電能優(yōu)質(zhì)效益計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為：

電能優(yōu)質(zhì)效益=0.00685*（上年度低電壓臺(tái)區(qū)比例-本年度低電壓臺(tái)區(qū)比例）*本年度公用配變供電量*單位低電壓電量損失

從影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)的角度考慮，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響遠(yuǎn)大于供電企業(yè)的收益。現(xiàn)代企業(yè)由于生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的要求，對(duì)電能品質(zhì)的要求也日益提高。每年因電能質(zhì)量問題造成的經(jīng)濟(jì)的損失非常巨大。以電壓暫將和持續(xù)低電壓?jiǎn)栴}為例，引起的相關(guān)損失有：與產(chǎn)品相關(guān)的損失，如產(chǎn)品和原材料的損失、生產(chǎn)量的損失、事故處理的費(fèi)用等;與生產(chǎn)相關(guān)的損失，如工廠停產(chǎn)、工人加班或設(shè)備維護(hù)等;附加損失，如設(shè)備損壞等。

電能質(zhì)量不合格的單位電量采用單位電量產(chǎn)值20元/kWh。將兩參數(shù)帶入上式得到：

電能優(yōu)質(zhì)性提升效益=1370×（上年度低電壓臺(tái)區(qū)比例-本年度低電壓臺(tái)區(qū)比例）×本年配變供電量

3.3 降損效益

降損效益主要是反映配電網(wǎng)建設(shè)改造后損耗降低，帶來的效益。通過配電網(wǎng)建設(shè)改造，比如更換小截面效率、更換高損配變，或者分流負(fù)荷，線路的線損率會(huì)下降。采用統(tǒng)計(jì)線路率計(jì)算降損效益，計(jì)算公式如下：

降損效益=（上年度中壓線路線損率-本年度中壓線路線損率）*本年度線路供電量*購電價(jià)

上式中，使用“購電價(jià)”的原因是供電公司有各電廠側(cè)購電，但線損電量沒有賣出去，而是損耗在電網(wǎng)上。

基于指標(biāo)的降損效益模型中，購電價(jià)采用湖北省的統(tǒng)一值。基于地方購電價(jià)為0.42元/kWh，將其帶入得到：

降損效益=4200*（上年度110kV及以下線損率-本年度110kV及以下線損率）*本年度配電網(wǎng)供電量

注：上式中降損效益單位為萬元，本年度配電網(wǎng)供電量的單位是億kWh。

3.4 增售電量效益

增售電量效益主要是配電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)后新增售電量，帶來的效益。配電網(wǎng)包括110kV及以下的電壓等級(jí)電網(wǎng)，各電壓層級(jí)電網(wǎng)建設(shè)改造項(xiàng)目的增售電量效益計(jì)算公式如下：

各電壓等級(jí)電網(wǎng)建設(shè)改造項(xiàng)目增售電量效益=各電壓等級(jí)電網(wǎng)增售電量*新建項(xiàng)目供電能力/（新建項(xiàng)目供電能力+原有電網(wǎng)供電裕度）*購銷差價(jià)

若各電壓等級(jí)的分?jǐn)傁禂?shù)相同，可以將各電壓等級(jí)效益相加，得到整個(gè)配電網(wǎng)的增售電量效益，計(jì)算公式如下：

增售電量效益=（本年度全網(wǎng)售電量-上年度全網(wǎng)售電量）*新建供電能力/（新建供電能力+原有供電裕度）*購銷差價(jià)

為簡(jiǎn)化計(jì)算，采用湖北省電力公司統(tǒng)一的購銷差價(jià)。2015年全省的平均購銷差價(jià)為0.18元/kWh。配電網(wǎng)建設(shè)改造項(xiàng)目供電能力完全釋放一般要2年左右，所以將分?jǐn)傁禂?shù)固化，即新建供電能力/（新建供電能力+原有供電裕度）=0.5。

將購銷差價(jià)、分?jǐn)傁禂?shù)帶入基于指標(biāo)的增供電量效益計(jì)算公式，得到簡(jiǎn)化算法：

增售電量效益=900*（本年配網(wǎng)售電量-上年配網(wǎng)售電量）

3.5 配電網(wǎng)年度投資

評(píng)價(jià)年份配電網(wǎng)投資費(fèi)用總額，包括高壓配電網(wǎng)（110kV、35kV）項(xiàng)目、中低壓配電網(wǎng)（10kV、0.38kV）及配電自動(dòng)化項(xiàng)目投資費(fèi)用的總和。

4 ?效益計(jì)算分析

4.1 指標(biāo)輸入

4.1.1 核心指標(biāo)輸入，需要輸入的核心指標(biāo)有10項(xiàng)，如表4。

4.1.2 電網(wǎng)負(fù)荷電量情況輸入，需要輸入的電網(wǎng)基本情況數(shù)據(jù)有6項(xiàng)，如表5。

4.2 結(jié)果輸出

依據(jù)對(duì)各類效益計(jì)算數(shù)學(xué)模型的建立，將核心指標(biāo)代入，計(jì)算各類效益所得結(jié)果，最后將計(jì)算結(jié)果代入綜合評(píng)價(jià)模型，得出電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

通過對(duì)XX市供電公司供區(qū)范圍內(nèi)10個(gè)區(qū)縣2014年-2015年配電網(wǎng)投資情況和電網(wǎng)現(xiàn)狀作為評(píng)價(jià)對(duì)象，對(duì)試用評(píng)價(jià)體系進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)證，結(jié)果如下：①評(píng)價(jià)結(jié)果基本符合XX市配電網(wǎng)特點(diǎn);②投資輔助決策模型計(jì)算結(jié)果基本同XX市2014年-2015年配電網(wǎng)投資特點(diǎn)相吻合，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)下階段投資計(jì)劃進(jìn)行了合理調(diào)整。

本文指標(biāo)容量精簡(jiǎn)到16項(xiàng)核心指標(biāo)，大大提高了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和校核效率，且計(jì)算過程均已形成固化模型，同現(xiàn)行評(píng)價(jià)體系相比結(jié)果如下：①同電網(wǎng)診斷分析相比，指標(biāo)容量精簡(jiǎn)73.33%，評(píng)估時(shí)間縮短56.72%;②同電網(wǎng)投入產(chǎn)出效益分析相比，指標(biāo)容量精簡(jiǎn)60%，評(píng)估時(shí)間縮短49.12%;③同輸變電項(xiàng)目后評(píng)價(jià)相比，指標(biāo)容量精簡(jiǎn)46.67%，評(píng)估時(shí)間縮短57.35%。

5 ?總結(jié)

本文以提高項(xiàng)目投資決策科學(xué)性，減少投資中的盲目性和短期行為，增強(qiáng)投資的全局觀念為目標(biāo)，系統(tǒng)梳理了影響配電網(wǎng)投資建設(shè)的各類指標(biāo)，深入研究配電網(wǎng)投資與社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)收益之間的關(guān)系，在現(xiàn)有評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上，加以改進(jìn)完善，構(gòu)建起一套較完整的配電網(wǎng)建設(shè)效果評(píng)價(jià)體系，并試用于XX市配電網(wǎng)建設(shè)實(shí)踐，驗(yàn)證了研究成果的科學(xué)性和有效性。

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