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一种输配电价改革下电网建设费用方案的制定方法

阅读：1023发布：2020-07-26

专利汇可以提供一种输配电价改革下电网建设费用方案的制定方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种输配电价改革下电网建设费用方案的制定方法。电网规划是电网发展的必要前提，电网建设费用受诸多不确定因素的影响。本发明建立了电网建设规划系统的系统动力学模型，分析了电网建设费用与输配电价、负荷需求、政府监管等因素相互作用下的变化趋势；采用年现金流的方法，分析了考虑负荷需求、工程造价、政府监管等不确定性因素时的电网规划建设风险。通过仿真，验证了模型的合理性，对各不确定因素进行了灵敏度分析，对不确定因素取不同值组合成不同的场景，计算各场景下的年现金流的标准离差率作为风险评价指标。本发明比较全面地考虑影响电网建设费用的相关因素，分析在新的输配电价定价机制下的电网建设费用方案的风险。，下面是一种输配电价改革下电网建设费用方案的制定方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种输配电价改革下电网建设费用方案的制定方法，包括如下步骤：
1)分析与电网建设费用有关的各因素之间的因果关系，确定电网建设规划系统各个子环节的构成；
2)根据步骤1)确定的系统结构和内部相互作用关系，建立电网建设规划系统的系统动力学模型；
3)根据步骤2)的模型，利用系统动力学分析工具得到电网建设费用变化趋势；
4)分析电网建设费用中存在的不确定性因素，根据步骤2)的模型进行灵敏度分析；
5)对各不确定因素给出不同的值，组合生成不同的场景，根据步骤2)的模型对各场景计算年现金流；
6)计算年现金流的标准离差率，进行风险评估。
2.根据权利要求1所述的制定方法，其特征在于，所述步骤1)分析的因果关系，其具体关系为：负荷的增长要求电网容量增加，电网容量增加则导致电网的有效资产增加以及运维和网损费用的变化，准许成本也就是输配电价会发生变化。
3.根据权利要求1所述的制定方法，其特征在于，所述电网建设规划系统的系统动力学模型如下：
a)负荷增长环节
D(t)＝D(t-1)+ΔD(t)
ΔD(t)＝D(t-1)·a
a＝LOOKUP(Time)
式中，D(t)为第t年电网的负荷需求；D(t-1)为第t-1年电网的负荷需求；ΔD(t)为第t年电网负荷需求的增加量；a为负荷年增长率；LOOKUP为系统动力学中的表函数，即输入与输出非明确的函数关系，而是以曲线表示；Time表示年份；
b)建设费用计划环节
S(t)＝S(t-1)+ΔSs(t)
ΔSs(t)＝DELAY(ΔSy(t),Tc)
ΔSy(t)＝ΔSj(t)·b
ΔSj(t)＝D(t)·x+S(t)·y
ms＝S(t)/D(t)
式中，S(t)为第t年电网的输电容量；S(t-1)为第t-1年电网的输电容量；ΔSs(t)为第t年的实际新增输电容量；ΔSy(t)为第t年经政府审评允许新增输电容量；Tc为项目平均建设周期；DELAY()表示系统动力学延迟函数，输出滞后输入的时间为Tc；ΔSj(t)为第t年的计划新增输电容量；b为政府批准规划比例；ΔSj(t)取决于负荷需求的增长和电网公司规划建设的意愿；x为可靠性信号，反映负荷增长对输电可靠性的要求，ms为容载比，[m1,m2]为容载比允许范围；y是市场信号，反映输配电价对电网建设意愿的影响；c为输配电价；c0为参考电价；
c)输配电价环节
c(t)＝c(t-1)+Δc(t)
Δc(t)＝c1(t)-c(t-1)
Fall(t)＝Fcos(t)+Finc(t)+Ftax(t)
Fcos(t)＝Callowj(t)+Callowx(t)
Callowj(t)＝Callowj(t-1)+Callowx(t)
Callowx(t)＝Cdep(t)+Copr(t)
Cdep(t)＝Invx(t)·r(t)·kdep
Copr(t)＝Invx(t)·kopr
Finc(t)＝(Aj(t)+Ax(t))·kp
Aj(t)＝Callowj(t)+Cworking(t)
Ax(t)＝Invx(t)·r(t)-Cdep(t)
Invx(t)＝ΔSs(t)·Zcap(t)
Ftax(t)＝(Fcos(t)+Finc(t))·ktax
式中，c(t)为第t年的输配电价；c(t-1)为第t-1年的输配电价；Δc(t)为输配电价调整；c1(t)为第t年测算电价；Fall(t)为第t年总准许收入；Fcos(t)为第t年电网新增项目准许成本；Finc(t)为第t年电网新增项目准许收益；Ftax(t)为第t年的税金；Callowj(t)为第t年基期准许成本；Callowj(t-1)为第t-1年基期准许成本；Callowx(t)为第t年监管周期新增准许成本；Cdep(t)为第t年折旧费用，Copr(t)为第t年运行维护费；Invx(t)为第t年规划新增固定资产投资额；r(t)为第t年新增投资计入固定资产比率；kdep为定价折旧率；kopr为运性维护费率；Zcap(t)为第t年电网单位容量投资；Aj(t)为第t年基期有效资产；Ax(t)为第t年监管周期新增有效资产；Aj(t)与Ax之和为可计提收益的有效资产；kp为准许收益率；Cworking(t)为第t年运营资本；ktax为综合税率；h为年负荷利用小时数；
利用Vensim建立系统动力学仿真模型。

说明书全文

一种输配电价改革下电网建设费用方案的制定方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电网规划建设领域，具体地说是一种输配电价改革下电网建设费用方案的制定方法。

背景技术

[0002] 电网建设费用方案的制定是电网规划的重要内容，为电网的建设改造提供资金支持，合理的方案是电网安全稳定运行和健康发展的必要保证。电网建设费用方案决策是涉及众多因素的复杂问题。

[0003] 电网规划是电网发展的必要前提，电网建设费用受诸多不确定因素的影响，会面临建设费用无法收回的风险。电力体制改革实施了新的输配电价定价机制，改变了电网运营模式和盈利方式，给电网建设带来了深刻影响。以往电网建设费用方案均基于购销差价模式下的电网，无法适用于新的输配电定价机制下的电网。

发明内容

[0004] 本发明提供一种采用系统动力学方法对电网建设费用方案制定策略和风险进行研究的方法，其比较全面地考虑影响电网建设费用的相关因素，分析在新的输配电价定价机制下的电网建设费用方案的风险。

[0005] 为此，本发明采用的技术方案如下：一种输配电价改革下电网建设费用方案的制定方法，包括如下步骤：

[0006] 1)分析与电网建设费用有关的各因素之间的因果关系，确定电网建设规划系统的各个子环节的构成；

[0007] 2)根据步骤1)确定的系统结构和内部相互作用关系，建立电网建设规划系统的系统动力学模型；

[0008] 3)根据步骤2)的模型，利用系统动力学分析工具得到电网建设费用变化趋势；

[0009] 4)分析电网建设费用中存在的不确定性因素，根据步骤2)的模型进行灵敏度分析；

[0010] 5)对各不确定因素给出不同的值，组合生成不同的场景，根据步骤2)的模型对各场景计算年现金流；

[0011] 6)计算年现金流的标准离差率，进行风险评估。

[0012] 进一步地，所述步骤1)分析的因果关系，其具体关系为：负荷的增长要求电网容量增加，电网容量增加则导致电网的有效资产增加以及运维和网损费用的变化，准许成本也就是输配电价会发生变化。

[0013] 与电网建设费用有关的因素主要包括负荷、输电容量、准许收入和输配电价，这些因素在系统动力学模型中构成了复杂反馈结构。电网建设规划系统包括负荷增长环节、建设费用计划环节和输配电价环节三个子环节。

[0014] 进一步地，所述电网建设规划系统的系统动力学模型如下：

[0015] a)负荷增长环节

[0016] 负荷增长环节涉及到的变量包括负荷需求、负荷需求增量和负荷增长率，负荷需求增量为负荷增长率与上一年负荷需求的乘积，考虑经济社会和电网发展的实际情况，负荷需求由高速增加逐渐变为低速增加，最终趋于稳定，因此采用表函数来表示负荷增长率的这种变化趋势：

[0017] D(t)＝D(t-1)+ΔD(t)

[0018] ΔD(t)＝D(t-1)·a

[0019] a＝LOOKUP(Time)

[0020] 式中，D(t)为第t年电网的负荷需求；D(t-1)为第t-1年电网的负荷需求；ΔD(t)为第t年电网负荷需求的增加量；a为负荷年增长率；LOOKUP为系统动力学中的表函数，即输入与输出非明确的函数关系，而是以曲线表示；Time表示年份。

[0021] b)建设费用计划环节

[0022] 电网确定建设费用主要考虑两个方面的因素。一是安全稳定的要求，随着负荷增长，为保证安全性和充裕性，电网需要保持一定的容载比，因此输电容量会随负荷增长相应地增加。二是市场收益的驱动，当输配电价较低时，电网公司会通过增加投资来提高准许收入，从而使输配电价得到提高。本环节表示根据可靠性和市场两方面的信号做出规划，经过政府审评，建设到实际建成投入使用的过程。

[0023] S(t)＝S(t-1)+ΔSs(t)

[0024] ΔSs(t)＝DELAY(ΔSy(t),Tc)

[0025] ΔSy(t)＝ΔSj(t)·b

[0026] ΔSj(t)＝D(t)·x+S(t)·y

[0027]

[0028] ms＝S(t)/D(t)

[0029]

[0030] 式中，S(t)为第t年电网的输电容量；S(t-1)为第t-1年电网的输电容量；ΔSs(t)为第t年的实际新增输电容量；ΔSy(t)为第t年经政府审评允许新增输电容量；Tc为项目平均建设周期；DELAY()表示系统动力学延迟函数，输出滞后输入的时间为Tc；ΔSj(t)为第t年的计划新增输电容量；b为政府批准规划比例；ΔSj(t)取决于负荷需求的增长和电网公司规划建设的意愿；x为可靠性信号，反映负荷增长对输电可靠性的要求，ms为容载比，[m1,m2]为容载比允许范围；y是市场信号，反映输配电价对电网建设意愿的影响；c为输配电价；c0为参考电价。

[0031] c)输配电价环节

[0032] 根据最新的《省级电网输配电价定价办法》计算输配电价，输配电价等于准许收入除以总售电量。

[0033] c(t)＝c(t-1)+Δc(t)

[0034] Δc(t)＝c1(t)-c(t-1)

[0035]

[0036] Fall(t)＝Fcos(t)+Finc(t)+Ftax(t)

[0037] Fcos(t)＝Callowj(t)+Callowx(t)

[0038] Callowj(t)＝Callowj(t-1)+Callowx(t)

[0039] Callowx(t)＝Cdep(t)+Copr(t)

[0040] Cdep(t)＝Invx(t)·r(t)·kdep

[0041] Copr(t)＝Invx(t)·kopr

[0042] Finc(t)＝(Aj(t)+Ax(t))·kp

[0043] Aj(t)＝Callowj(t)+Cworking(t)

[0044] Ax(t)＝Invx(t)·r(t)-Cdep(t)

[0045] Invx(t)＝ΔSs(t)·Zcap(t)

[0046] Ftax(t)＝(Fcos(t)+Finc(t))·ktax

[0047] 式中，c(t)为第t年的输配电价；c(t-1)为第t-1年的输配电价；Δc(t)为输配电价调整；c1(t)为第t年测算电价；Fall(t)为第t年总准许收入；Fcos(t)为第t年电网新增项目准许成本；Finc(t)为第t年电网新增项目准许收益；Ftax(t)为第t年的税金；Callowj(t)为第t年基期准许成本；Callowj(t-1)为第t-1年基期准许成本；Callowx(t)为第t年监管周期新增准许成本；Cdep(t)为第t年折旧费用，Copr(t)为第t年运行维护费；Invx(t)为第t年规划新增固定资产投资额；r(t)为第t年新增投资计入固定资产比率；kdep为定价折旧率；kopr为运性维护费率；Zcap(t)为第t年电网单位容量投资；Aj(t)为第t年基期有效资产；Ax(t)为第t年监管周期新增有效资产；Aj(t)与Ax之和为可计提收益的有效资产；kp为准许收益率；Cworking(t)为第t年运营资本；ktax为综合税率；h为年负荷利用小时数；

[0048] 利用Vensim建立系统动力学仿真模型。

[0049] 系统动力学模型中主要存在以下不确定因素：

[0050] (a)负荷预测不确定性

[0051] 电网建设费用方案是基于对未来负荷增长的预测制定的，负荷增长受到国民经济发展形势、需求侧管理以及分布式发电等因素的影响，在整体发展趋势确定的情况下存在波动预测可能存在偏差。如果预测偏高，就会造成建设费用过高，设备使用率低；如果预测偏低则无法满足供电要求，输变电设备过载，危机系统安全。

[0052] (b)工程造价不确定性

[0053] 电网建设费用依据电网扩建和改造规划确定，规划方案应使供电安全性、充裕性、线损率等技术指标达到一定标准，设定的标准不同，相应的输变电设备选型、通信设施、智能化建设等方面的投入就会有所不同，从而增加了电网建设费用的不确定性。

[0054] (c)政府监管政策的不确定性

[0055] 政府的监管主要体现在输配电价水平的监管和电网建设项目的审批监管上。输配电价由政府核定，核定电价时监管部门对电网公司有效资产的认定以及对准许收益率的制定存在不确定性，认定的有效资产可能会与实际有效资产有偏差，从而导致投资成本无法收回。另外监管部门通过管理项目审批来控制电网不当或过度建设。

[0056] 灵敏度分析是分析参数在一定范围内变化对其他变量产生的影响，是研究不确定性因素的变动范围和影响程度的有效方法。令上述三种不确定因素在一定范围内变化，研究这些不确定因素对电网建设和输配电价核定的影响。

[0057] 根据步骤5)，对各不确定因素给出不同取值，组合生成不同的场景，根据步骤2)的模型对各场景计算年现金流。年现金流即电网公司年度收入减去年度支出，反映了电网公司财务安全状况和持续投入建设费用的能力。

[0058] 根据步骤6)，计算年现金流的标准离差率，进行风险评估。标准离差率越大，说明不确定因素的变动对电网建设费用影响越大，风险较高，需要合理制定建设费用方案，谨慎规划。

[0059] 与现有技术相比，本发明的优势主要体现在：

[0060] 1)在系统动力学模型中考虑了负荷、政府监管、工程造价等因素的不确定性，从而建立了较为详细的系统结构。

[0061] 2)以往的研究只对购销差价模式下的电网投资进行分析，本发明对新的电网运营模式下的电网建设进行了风险分析。附图说明

[0062] 图1为实施例中电网建设规划系统栈流图。

[0063] 图2为实施例中电网容量变化趋势图。

[0064] 图3为实施例中输配电价变化趋势图。

[0065] 图4a为实施例中不同工程造价下的电网容量变化图。

[0066] 图4b为实施例中不同工程造价下的输配电价变化图。

[0067] 图5a为实施例中不同负荷增长率下的电网容量变化图。

[0068] 图5b为实施例中不同负荷增长率下的输配电价变化图。

[0069] 图6a为实施例中不同准许收益率下的电网容量变化图。

[0070] 图6b为实施例中不同准许收益率下的输配电价变化图。

[0071] 图7为实施例中各场景下年现金流变化趋势图。

[0072] 图8为实施例中年现金流标准离差率变化图。

具体实施方式

[0073] 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0074] 某地区电网由220/110kV变电站和110kV线路组成，忽略从上级电网分摊的费用，根据《省级电网输配电价定价办法》计算电价。电网初始输电容量是200MW，目前最大电力需求为150MW，容载比的参考分为为1.8～2.1，折旧采用直线折旧方法，设备寿命为25年，折旧率4％，运行维护费率5％，平均资本成本率6％，税率17％。用Vensim 软件对电网规划建设系统进行仿真研究。

[0075] 本实施例包括：分析与电网建设费用有关的各因素之间的因果关系，建立电网规划建设系统的系统动力学模型。利用系统动力学分析工具(Vensim)得到电网建设费用变化趋势。对电网建设费用中存在的不确定因素进行灵敏度分析。对各场景计算年现金流。计算年现金流的标准离差率，进行风险评估。

[0076] 所述电网规划建设系统的系统动力学模型结构如图1所示。

[0077] 利用系统动力学分析工具(Vensim)得到电网建设费用变化趋势，如图2、图3所示。在图2中随着负荷增长，电网输电容量先快速增长，后趋于稳定，同时反映了电网容量的具有阶梯式增加的特点。电网有一定的安全运行区间，一轮电网建设完成使系统可以安全裕度大大提高，当安全裕度接近上限时，再进行下一轮电网假设。对于图3，认为初始输配电价为电改前核定，初次按照新的办法核定后输配电价下降较多。电网为提高收入，增加建设费用，从而使得输配电价逐步向上。这表明成本加收益的输配电价政策促进电网企业投入建设费用以增加电网资产，从而提高自身的收益，因此能够起到有效的激励作用。

[0078] 所述对电网投资中存在的不确定因素进行灵敏度分析。图4反映了不同单位容量的建设费用价格对输配电价和输电容量的影响。单位容量的建设费用价格的不同反映了线路和变压器选型的差别，变压器容量越大，线路质量越好则单位建设费用价格越高，则固定资产价值越高，输配电价越高。投入高带来了系统可靠性的提高，对应地需要建设的容量相应地降低。图5反映了不同负荷增长率对输配电价和输电容量的影响。负荷增长率越大，需要增加的电网容量越多，相应的输配电价也更高。图6反映了不同准许收益率对输配电价和输电容量的影响。准许收益率越高，输配电价越高，收入高则相应的投入建设费用的意愿就会减弱，所以输电容量越少。上述灵敏度分析说明三种不确定因素对电网建设费用会有影响，其变化趋势也证明本申请建立的系统动力学模型是合理的。

[0079] 所述对各场景计算年现金流结果如图7所示。从年现金流的整体变化趋势来看，开始由于核定输配电价较低，同时电网投资较大，电网公司的年现金流为负值，随着电价不断调整得到提高，电网投资也趋于饱和，年现金流逐进变为正值。

[0080] 所述计算年现金流的标准离差率，进行风险评估，结果如图8所示。可以看出，在电网快速发展的时期，现金流的方差较大，各类不确定因素会对规划建设造成较大风险，需要制定合理的建设费用方案，谨慎规划，当电网发展逐渐成熟之后，现金流标准离差率相对较小，风险较小，电网公司能够较为稳定的收回建设费用。

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