CN105243513A - 自下而上的县域电网资金优化配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自下而上的县域电网资金优化配置方法，有如下步骤:1）省级电网公司制定分阶段发展目标；2）县域电网公司建立评价指标体系并评价；3）县域电网公司制定分阶段发展需求，并申请资金；4）省级电网公司审核各县域公司资金申请；5）县域电网建立电网建设项目规划库；6）筛选县域电网建设项目规划库中的项目；7）分类项目储备库项目；8）对非重点项目评价，并计算净现值目标和可靠性目标；9）采用最大化满意度指标法将多目标优化，得到县域电网的基建计划。本发明能够有效解决县域电网建设资金没有与县域电网自身需求挂钩和县域电网公司以单目标进行投资优化造成顾此失彼等问题，为县域电网资金优化配置提供依据。

Description

自下而上的县域电网资金优化配置方法

技术领域

本发明属于电力系统分析领域，特别涉及一种用于确定省级电网资金分配和县域电网资金优化配置的确定方法，属于县域电网资金优化配置的创新技术。

背景技术

近年来，县域电网负荷增长加快，而县域电网公司因缺乏建设资金或投资不当等原因造成县域电网建设滞后，这极大地增加了电网的供电压力。为缓解县域电网负荷增长较快和县域电网相对薄弱的矛盾，省公司不断加大对县域电网的投资力度，完善落实县域电网的资金分配。以往的省级电网资金分配方法,是根据历史数据进行简单的比例分配,或仅仅根据售电量的大小进行分配,这种分配方法容易造成电网薄弱的县域电网公司由于电网建设投资长期不足造成电网越来越薄弱,并且不能满足底层县域电网公司的投资需求。而县域电网在得到省公司投资建设资金进行县域电网投资优化的时候，缺乏科学合理的资金优化配置方法，只对针对某种目标而进行投资优化会导致顾此失彼，使县域电网盲目建设或重复建设。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种能够有效解决当前县域电网公司缺乏电网建设资金或盲目投资的问题，为未来可能出现的复杂投资分配方法提供可以参考的县域电网资金优化配置方法。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术手段如下：

一种自下而上的县域电网资金优化配置方法，有如下步骤:

1)省级电网公司制定分阶段发展目标；

2)县域电网公司建立评价指标体系并对自身电网状况进行评价；

3)根据步骤2的评价结果，县域电网公司制定分阶段发展需求，并根据自身需求向省级电网公司申请资金w_i；

4)省级电网公司审核各县域公司资金申请，若县域电网申请资金总额大于该年最大投资能力，则县域电网公司重新申请资金；若县域电网申请资金总额小于该年最大投资能力，则省公司同意县域电网公司资金申请，并对剩余资金按照县域电网经营现状分配；

5)县域电网得到省公司资金批复后，建立电网建设项目规划库；

6)对县域电网建设项目规划库中的项目，判断其是否迫切，若迫切则直接纳入项目储备库，若非迫切项目则对其进行可行性研究后再决定是否纳入项目储备库；

7)对项目储备库项目进行分类，重点项目不参与评分优先投资；

8)对项目储备库的非重点项目按照从高到低的优先顺序进行评价，并计算净现值目标和可靠性目标；

9)定义净现值目标和可靠性目标的隶属度函数将确定性问题模糊化，采用最大化满意度指标法将多目标优化，将问题转化为单目标优化问题，在不满足最大资金约束的情况下，得到县域电网的基建计划。

在步骤2中，县域电网公司建立的评价指标体系，通过装备技术水平、负荷供应能力、网络结构三个维度对自身电网状况进行评价，包括一级指标和二级指标，一级指标包括安全可靠性、电网发展协调性和投资效益，体现安全可靠性的二级指标包括N-1通过率、设备运行年限和设备故障率；体现电网发展协调性的二级指标包括电网结构、变电站过载率和负荷就近转移率；体现投资效益的二级指标包括单位投资增供电量和单位投资效益提升率，并对二级指标进行打分。

在步骤3中，县域电网公司根据每个二级指标的得分情况，对二级指标的得分x_ij进行排序，并结合省公司分阶段发展目标制定本县域分阶段发展需求，并根据自身需求规划所需投资资金并向省级电网公司申请资金w_i。

在步骤4中，省级电网公司审核各县域公司资金申请，省公司最大投资能力为W，若

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i>W;$

则县域电网公司重新申请资金；

若

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i\≤W;$

则省公司同意县域电网公司资金申请，并对剩余资金按照县域电网经营现状分配。

在步骤8中，所述净现值目标的净现值是把工程方案计算期内不同时间点的现金流入和现金流出，在一定利率I的条件下，折现到“0”时点的代数和，目标函数如下：

$O_N=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{NPV}}_i\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}{\left({\mathrm{CI}}_{i,t}\left(y_j\right)-{\mathrm{CO}}_{i,t}\left(y_j\right)\right)}_t\×{\left(1+I\right)}^{-t});$

式中：n——项目数；T——寿命期；CI_i——第i个项目该年新增现金收入；CO_i——第i个项目该年新增项目流出；t——第t年，I——折现率；y_i——是否投资该项目，其值为0或1；

所述可靠性目标是采用停电成本或缺电成本来描述可靠性指标，其目标函数为：

$o_R=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{C}_{outage}\×\left(1-{\mathrm{RS}}_i\left(y_i\right)\right)\×E_Y;$

式中：C_outage——单位停电损失，通过电价倍数描述；RS——供电可靠率，E_Y为年预期供电量。

在步骤9中，净现值目标O_N和可靠性目标O_R所对应的隶属度函数分别为

$\mathrm{\μ}\left(O_N\right)=\left\{\begin{array}{cc}0,& O_N\≤O_1-{\mathrm{\δ}}_1\\ (O_N-O_1+{\mathrm{\δ}}_1)/{\mathrm{\δ}}_1,& O_1-{\mathrm{\δ}}_1\≤O_N\≤O_1\\ 1,& O_N>O_1\end{array}\right.;$

$\mathrm{\μ}\left(O_R\right)=\left\{\begin{array}{cc}0,& O_R\≤O_2-{\mathrm{\δ}}_2\\ (O_R-O_2+{\mathrm{\δ}}_2)/{\mathrm{\δ}}_2,& O_2-{\mathrm{\δ}}_2\≤O_R\≤O_2\\ 1,& O_R>O_2\end{array}\right.;$

式中，O₁为净现值理论上的最大值，δ₁为决策者允许的净现值减小值；O₂为可靠性理论上的最大值，δ₂为决策者允许的可靠性减小值。

μ为净现值目标隶属度函数和可靠性目标隶属度函数中的较小者，用来表示决策者的满意度，满意度指标为：

μ＝min{μ(O_N),μ(O_R)}；

满意度指标μ的约束条件如下：

maxμ

s.t.-O_N+δ₁μ≤-O₁+δ₁

-O_R+δ₂μ≤-O₂+δ₂；

0≤μ≤1

原目标转化为求解满足所有约束条件的满意度指标μ最大化的单目标非线性优化问题，通过求解上述目标函数，使得净现值目标和可靠性指标得到同时优化，能够使投资方案的满意度达到最大。

本发明自下而上的县域电网资金优化配置方法能够有效地解决县域电网建设资金没有与县域电网自身需求所挂钩和县域电网公司以单目标进行投资优化造成顾此失彼等问题，为县域电网资金优化配置提供依据。本发明是一种方便实用的县域电网资金优化配置方法。

附图说明

图1为本发明县域电网现状评价指标体系。

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

实施例：如图1所示，一种自下而上的县域电网资金优化配置方法，有如下步骤:

1)省级电网公司制定分阶段发展目标。

2)县域电网公司建立评价指标体系并对自身电网状况进行评价。

县域电网公司建立的评价指标体系，如图1所示，通过装备技术水平、负荷供应能力、网络结构三个维度对自身电网状况进行评价，包括一级指标和二级指标，一级指标包括安全可靠性、电网发展协调性和投资效益，体现安全可靠性的二级指标包括N-1通过率、设备运行年限和设备故障率；体现电网发展协调性的二级指标包括电网结构、变电站过载率和负荷就近转移率；体现投资效益的二级指标包括单位投资增供电量和单位投资效益提升率，并对二级指标进行打分。

3)根据步骤2的评价结果，县域电网公司制定分阶段发展需求，并根据自身需求向省级电网公司申请资金w_i。

县域电网公司根据每个二级指标的得分情况，对二级指标的得分x_ij进行排序，并结合省公司分阶段发展目标制定本县域分阶段发展需求，并根据自身需求规划所需投资资金并向省级电网公司申请资金w_i。

4)省级电网公司审核各县域公司资金申请，若县域电网申请资金总额大于该年最大投资能力，则县域电网公司重新申请资金；若县域电网申请资金总额小于该年最大投资能力，则省公司同意县域电网公司资金申请，并对剩余资金按照县域电网经营现状分配。

省级电网公司审核各县域公司资金申请，省公司最大投资能力为W，若

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i>W;$

则县域电网公司重新申请资金；

若

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i\≤W;$

则省公司同意县域电网公司资金申请，并对剩余资金按照县域电网经营现状分配。

5)县域电网得到省公司资金批复后，建立电网建设项目规划库。

县域电网得到省公司资金批复后，县域电网公司的建设资金为w'_i，并建立电网建设项目规划库。

6)对县域电网建设项目规划库中的项目，判断其是否迫切，若迫切则直接纳入项目储备库，若非迫切项目则对其进行可行性研究后再决定是否纳入项目储备库。

7)对项目储备库项目进行分类，重点项目不参与评分优先投资。

8)对项目储备库的非重点项目按照从高到低的优先顺序进行评价，并计算净现值目标和可靠性目标。

所述净现值目标的净现值是把工程方案计算期内不同时间点的现金流入和现金流出，在一定利率I的条件下，折现到“0”时点的代数和，目标函数如下：

$O_N=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{NPV}}_i\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}{\left({\mathrm{CI}}_{i,t}\left(y_j\right)-{\mathrm{CO}}_{i,t}\left(y_j\right)\right)}_t\×{\left(1+I\right)}^{-t});$

式中：n——项目数；T——寿命期；CI_i——第i个项目该年新增现金收入；CO_i——第i个项目该年新增项目流出；t——第t年，I——折现率；y_i——是否投资该项目，其值为0或1。

所述可靠性目标是采用停电成本或缺电成本来描述可靠性指标，其目标函数为：

$O_R=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{C}_{outage}\×\left(1-{\mathrm{RS}}_i\left(y_i\right)\right)\×E_Y;$

式中：C_outage——单位停电损失，通过电价倍数描述；RS——供电可靠率，E_Y为年预期供电量。

9)定义净现值目标和可靠性目标的隶属度函数将确定性问题模糊化，采用最大化满意度指标法将多目标优化，将问题转化为单目标优化问题，在不满足最大资金约束的情况下，得到县域电网的基建计划。

净现值目标O_N和可靠性目标O_R所对应的隶属度函数分别为

$\mathrm{\μ}\left(O_N\right)=\left\{\begin{array}{cc}0,& O_N\≤O_1-{\mathrm{\δ}}_1\\ (O_N-O_1+{\mathrm{\δ}}_1)/{\mathrm{\δ}}_1,& O_1-{\mathrm{\δ}}_1\≤O_N\≤O_1\\ 1,& O_N>O_1\end{array}\right.;$

$\mathrm{\μ}\left(O_R\right)=\left\{\begin{array}{cc}0,& O_R\≤O_2-{\mathrm{\δ}}_2\\ (O_R-O_2+{\mathrm{\δ}}_2)/{\mathrm{\δ}}_2,& O_2-{\mathrm{\δ}}_2\≤O_R\≤O_2\\ 1,& O_R>O_2\end{array}\right.;$

式中，O₁为净现值理论上的最大值，δ₁为决策者允许的净现值减小值；O₂为可靠性理论上的最大值，δ₂为决策者允许的可靠性减小值。

μ为净现值目标隶属度函数和可靠性目标隶属度函数中的较小者，用来表示决策者的满意度，满意度指标为：

μ＝min{μ(O_N),μ(O_R)}；

满意度指标μ的约束条件如下：

maxμ

s.t.-O_N+δ₁μ≤-O₁+δ₁

-O_R+δ₂μ≤-O₂+δ₂；

0≤μ≤1

原目标转化为求解满足所有约束条件的满意度指标μ最大化的单目标非线性优化问题，通过求解上述目标函数，使得净现值目标和可靠性指标得到同时优化，能够使投资方案的满意度达到最大。

Claims (6)

1.一种自下而上的县域电网资金优化配置方法，其特征在于：有如下步骤:

1)省级电网公司制定分阶段发展目标；

2)县域电网公司建立评价指标体系并对自身电网状况进行评价；

3)根据步骤2的评价结果，县域电网公司制定分阶段发展需求，并根据自身需求向省级电网公司申请资金w_i；

4)省级电网公司审核各县域公司资金申请，若县域电网申请资金总额大于该年最大投资能力，则县域电网公司重新申请资金；若县域电网申请资金总额小于该年最大投资能力，则省公司同意县域电网公司资金申请，并对剩余资金按照县域电网经营现状分配；

5)县域电网得到省公司资金批复后，建立电网建设项目规划库；

6)对县域电网建设项目规划库中的项目，判断其是否迫切，若迫切则直接纳入项目储备库，若非迫切项目则对其进行可行性研究后再决定是否纳入项目储备库；

7)对项目储备库项目进行分类，重点项目不参与评分优先投资；

8)对项目储备库的非重点项目按照从高到低的优先顺序进行评价，并计算净现值目标和可靠性目标；

9)定义净现值目标和可靠性目标的隶属度函数将确定性问题模糊化，采用最大化满意度指标法将多目标优化，将问题转化为单目标优化问题，在不满足最大资金约束的情况下，得到县域电网的基建计划。

2.根据权利要求1所述的自下而上的县域电网资金优化配置方法，其特征在于：在步骤2中，县域电网公司建立的评价指标体系，通过装备技术水平、负荷供应能力、网络结构三个维度对自身电网状况进行评价，包括一级指标和二级指标，一级指标包括安全可靠性、电网发展协调性和投资效益，体现安全可靠性的二级指标包括N-1通过率、设备运行年限和设备故障率；体现电网发展协调性的二级指标包括电网结构、变电站过载率和负荷就近转移率；体现投资效益的二级指标包括单位投资增供电量和单位投资效益提升率，并对二级指标进行打分。

3.根据权利要求1所述的自下而上的县域电网资金优化配置方法，其特征在于：在步骤3中，县域电网公司根据每个二级指标的得分情况，对二级指标的得分x_ij进行排序，并结合省公司分阶段发展目标制定本县域分阶段发展需求，并根据自身需求规划所需投资资金并向省级电网公司申请资金w_i。

4.根据权利要求1所述的自下而上的县域电网资金优化配置方法，其特征在于：在步骤4中，省级电网公司审核各县域公司资金申请，省公司最大投资能力为W，若

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i>W;$

则县域电网公司重新申请资金；

若

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i\≤W;$

则省公司同意县域电网公司资金申请，并对剩余资金按照县域电网经营现状分配。

5.根据权利要求1所述的自下而上的县域电网资金优化配置方法，其特征在于：在步骤8中，所述净现值目标的净现值是把工程方案计算期内不同时间点的现金流入和现金流出，在一定利率I的条件下，折现到“0”时点的代数和，目标函数如下：

$O_N=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{NPV}}_i=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(\underset{t=1}{\overset{r}{\Σ}}{\left({\mathrm{CI}}_{i,t}\left(y_j\right)-{\mathrm{CO}}_{i,t}\left(y_j\right)\right)}_t\×{\left(1+I\right)}^{-t});$

式中：n——项目数；T——寿命期；CI_i——第i个项目该年新增现金收入；CO_i——第i个项目该年新增项目流出；t——第t年，I——折现率；y_i——是否投资该项目，其值为0或1；

所述可靠性目标是采用停电成本或缺电成本来描述可靠性指标，其目标函数为：

$O_R=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{C}_{outage}\×(1-{\mathrm{RS}}_i(y_i\left)\right)\×E_Y;$

式中：C_outage——单位停电损失，通过电价倍数描述；RS——供电可靠率，E_Y为年预期供电量。

6.根据权利要求1所述的自下而上的县域电网资金优化配置方法，其特征在于：在步骤9中，净现值目标O_N和可靠性目标O_R所对应的隶属度函数分别为

$\mathrm{\μ}\left(O_N\right)=\left\{\begin{array}{cc}0,& O_N\≤O_1-{\mathrm{\δ}}_1\\ (O_N-O_1+{\mathrm{\δ}}_1)/{\mathrm{\δ}}_1,& O_1-{\mathrm{\δ}}_1\≤O_N\≤O_1\\ 1,& O_N>O_1\end{array}\right.;$

$\mathrm{\μ}\left(O_R\right)=\left\{\begin{array}{cc}0,& O_R\≤O_2-{\mathrm{\δ}}_2\\ (O_R-O_2+{\mathrm{\δ}}_2)/{\mathrm{\δ}}_2,& O_2-{\mathrm{\δ}}_2\≤O_R\≤O_2\\ 1,& O_R>O_2\end{array}\right.;$

式中，O₁为净现值理论上的最大值，δ₁为决策者允许的净现值减小值；O₂为可靠性理论上的最大值，δ₂为决策者允许的可靠性减小值。

μ为净现值目标隶属度函数和可靠性目标隶属度函数中的较小者，用来表示决策者的满意度，满意度指标为：

μ＝min{μ(O_N),μ(O_R)}；

满意度指标μ的约束条件如下：

maxμ

s.t.-O_N+δ₁μ≤-O₁+δ₁

-O_R+δ₂μ≤-O₂+δ₂；

0≤μ≤1

原目标转化为求解满足所有约束条件的满意度指标μ最大化的单目标非线性优化问题，通过求解上述目标函数，使得净现值目标和可靠性指标得到同时优化，能够使投资方案的满意度达到最大。