电网规划中全生命周期投入产出效益评判方法

电网规划中全生命周期投入产出效益评判方法

赵小舟

国网甘肃省电力公司陇南供电公司 甘肃省陇南市746000

摘要：为了满足社会需求量，电力企业加大对电网规划投资的规模。因此，研究科学合理的电网规划全生命周期投入产出效益评判方法是非常重要的。

关键词：电网规划；全生命周期；投入产出；效益评判方法

1电网规划中全生命周期投入产出效益评判方法

1.1指标体系

电网规划中投入产出效益应立足长远发展，不能仅看短期的经济效益，应从全社会的角度考虑电网规划中投入产出效。为此从经济效益、环境效益、技术效益等方面构建投入产出效益评判指标体系，如表１所示。

表１投入产出效益指标体系

1.1.1经济效益指标

在电网规划中经济效益指标是最重要的一级指标，经济效益指标分为建设投资、运行成本、故障成本、供电量提升比率以及电网建设投资。电网运行成本的计算以式（１）描述，

式中，ΔＰｍａｘ表示利用最大负荷条件下潮流计算获取的规划方案的功率损耗，Ｃｐ、λｍａｘ分别表示趸入电价（元／ｋＷｈ）和最大负荷损耗时，Ｃ０为运行成本。故障停电对供电企业以及用户造成的经济损失是故障成本。故障停电损失分为停电直接成本、停电社会成本。故障成本属于成本型指标，依据电网运行数据获取。供电量提升比率是评判供电量的效益指标。其计算如式（２）所示：

式中，Ｓｎ、Ｓｎ－１、Ｑ分别表示第ｎ年的供电量、第ｎ－１年的供电量、供电量提升比率。电网规划前后的年电网建设投资额的比值是电网建设投资延缓率。电网建设投资延缓率是经济型指标，其反映电网规划后的经济效果。

1.1.2技术效益指标

（１）网损率

电网的技术效益主要受网损率影响。潮流计算法、等值电阻法、最大电流法是计算电网网损的方法。网损的计算如式（３）所示：

式中，Ｇｉｊ、Ｂｉｊ分别表示网络导纳阵对应元素分，ＸＬ为电网有功功率损失，ＹＬ为电网无功功率损失，θｉｊ为节点电压Ｖｉ和Ｖｊ的相角θｉ与θｊ的差。

（２）容载比

对应的供电总负荷（ｋＷ）和同一电压级别下的主变压器总容量（ｋＶＡ）的比值是变电容载比。变电容载比是电网供电能力的重要技术指标，在宏观上控制变电总容量。

（３）最大负荷利用小时数

最大负荷利用小时数反映了系统供电能力的利用水平。最大负荷利用小时数的计算如式（４）所示：

式中，Ｓｎ－１表示系统最大供电能力，ｃｏｓφ表示系统平均功率因素，Ｔｍａｘ表示年最大负荷利用时长，Ｔ（ｎ－１）为最大供电能力利用小时数，Ｐｍａｘ为系统年最大负荷。

（４）用户平均停电时间

在一定的统计时间里，供电用户平均停电的小时数为用户平均停电时间。

（５）供电可靠率

供电可靠率为在一段时间里，实际供电时间与这段时间内全部用电时间的百分数描述。衡量电网持续供电的能力以供电可靠率，其计算过程如式（５）所示：

式中，Ｔ为统计期间时间，ｔ为用户平均停电时间、ＰＳＩ为供电可靠率。

（６）站间联络率

站间联络率为显示网架结构的一个指标。其计算过程以式（６）描述：

其中，Ｎｉｊ、Ｎｉ分别表示第ｉ个变电站出线中与第ｊ个变电站联络的线路数、第ｉ个变电站的出线数，ｇ表示站间联络率。

1.2综合评判方法

1.2.1确定指标权重

指标权重的确定是使用专家打分法。全生命周期投入产出效益评判指标中各项指标的重要程度主要是通过选取７０位专家使用问卷调查的方法实施评判打分获取。这７０位专家均为电网投资领域、规划与运行领域的专家。

1.2.2投入产出效益计算

在指标标准化处理后指标各自权重加权求和计算投入产出效益评判指标。计算过程如式（７）所示：

式中，指标总个数、第ｉ个指标的权重、项目投入产出效益分别为Ｎ、Ｍｉ、Ｃｂｅｎ，ＵＩｎｄｅｘｉ表示第ｉ个指标Ｉｎｄｅｘ的标准值。

2实例分析

为验证本文方法的实用性与可行性，选取甘肃省电网公司实际电网，构建４种典型场景的电网规划方案，开展生产运行模拟实例。４种典型场景构建是按照具体项目的重要性划分（刚性需求与弹性需求）。４类场景规划目标年设置在２０２２年，预计总投资１５亿。具体场景及方案如表２、表３所示。　　由表２、表３可知，为满足４种不同场景的要求，针对每个场景制定了２种方案。通过本文方法计算出各方案投入产出效益，具体的相关数据如表４所示。　　依据表４中各方案投入产出效益计算结果，评判出各场景的最优方案，如表５所示。

表２ 甘肃省２０２２年电网规划模拟场景

表３ 甘肃省某电网规划模拟４个场景的２种方案

表４ 各场景可行方案投入产出效益

表５ 各场景最优方案

在总投资１５亿元的约束条件下，依据刚性需求项目优先，弹性需求项目按投入产出效益水平从高到低的原则重新规划，得到４种场景电网规划投资安排结果，如表６所示。由表６可知，在总投资１５亿元的约束条件下，甘肃省电网公司可对场景４、场景２中的电网项目优先建设，建设顺序依据投入产出效益的高低排名实施电网项目规划，场景４的投入产出效益（０．９９６）大于场景２投入产出效益（０．９９２）。因此，场景４优先场景２建设；场景１与场景３暂时先不建设，如后期有追加资金，可按其投入产出效益的高低排名，场景３ 投 入 产 出 效 益 （０．９８９）大 于 场 景 １ 投 入 产 出 效 益（０．８５２），因此场景３优先于场景１。该结果表明，通过本文方法对电网规划的评判效果较好，具有较高实用性和可行性，实现电网投资的合理配置。

表６ ４种场景电网规划投资安排结果

3结语

电网规划项目投资是国家基础设施投资项目的重点，其投资规模较大，因此对电网规划项目实施有效性评判至关重要。电网规划评判不但可以为未来新项目的决策和提高投资决策管理水平提出建议，也可为电网经营企业改进投资决策管理提供科学依据，同时也能够为以后评判项目运行中出现的问题提出改进建议，达到提高投资效益的目的。目前，我国经济发展速度加快，在经济发展的同时社会对电力需求也逐步增大。

参考文献

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