CN106204278A - 基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统。目前的测算方法从大电网的综合效益计算、基于模糊数学评价法对电网建设项目进行后评价角度进行论述，缺乏整合性。本发明采用的技术方案为：输入模块从数据库模块获取电网经济指标和性能指标等数据；分析计算模块根据输入模块输入的数据分析计算出整个大电网的增供电量效益、降损效益、安全效益和环保效益，并将大电网效益发送至效益分配模块；效益分配模块基于分析计算模块计算得到的大电网综合效益，同时参考各电压等级的分配系数进行不同电压等级电网效益分配，输出模块输出各电压等级电网综合效益结果。本发明具有效率高、整合性强、紧密结合工程实际等优点。

Description

基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统

技术领域

本发明涉及电力领域，具体地说是一种基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统。

背景技术

各电压等级电网侧重点和所承担的任务有所不同，其效益的主要来源也略有不同。例如，10/35kV电压等级电网属于配电网，与用户侧联系最为紧密，局部问题突出如设备重载、配件磨损老化等，大量投资用于电网设备技改和扩建，如主变增容、增加进出线间隔、更换断路器、杆塔加固、大修等。而500kV电压等级电网属于输电网，其主要任务是输送电能给配电网以满足不断增大的负荷需求，大量投资用于新建变电站、输电线路、试验、大修等。因此，其投资效益主要来源于购售电价差所带来的过网电价经济效益。

无论怎样，经济效益始终是各电压等级电网投资的主要收益，然而目前我国尚未形成合理的输配电价定价机制，直接从电价的角度计算不同电压等级电网的效益难以实现。同其它普通行业不同，我国电网的售电价执行的是政府定价政策，既不能够完全反映供电成本，也不能够完全反映市场供求关系。因此，研究一种测算不同电压等级电网效益的方法以此来指导电网投资显得很有必要；其次，在效益分配过程中仅仅基于固定资产来分配的思想无法全面的反映各级电网运行情况对效益的影响，因此很有必要将电网性能指标引入效益分配之中；最后，在计算大电网综合效益过程中，较全面的考虑增供电量效益、降损效益、安全效益和环保效益，这对当前未电网效益未考虑隐性效益是一种有益的补充。因此，计算不同电压等级的综合效益对于未来的电网投资以及梳理不同电压等级资产关系具有重要意义。

经对现有文献进行检索发现，现有文献中，浙江大学硕士曹阳在硕士论文《电网投资效益评价的研究》中指出仅笼统地把全省销售电量的增长取得的效益作为投资这个输变电项目的效益，计算中未完全包括项目本身所产生的效益，评价存在不全面性，他将增供电量效益、网损减少效益和免损效益作为大电网效益来计算，但是却忽略了将DG带来的环保效益纳入效益计算体系之中，这必然导致效益计算以及分配的不全面性。华北电力大学段成的博士论文《电网投资效益后评价理论及决策支持系统的研究》对电网投资效益后评价的理论、评价指标体系以及评价模型进行了研究，并结合电网投资效益后评价工作的应用需求，对其在信息化实现方面的关键技术进行了研究开发，建立了电网投资效益后评价决策支持系统，作者在文中基于模糊数学评价建立了一套决策支持系统，但是仅仅停留在打分机制上，未进行效益的定量计算，因此缺乏较严谨的说服力。穆永铮、鲁宗相和乔颖等人在《电网技术》(2015,39(1):23-28.)发表的《基于多算子层次分析模糊评价的电网安全与效益综合评价指标体系》提出一种新的电网安全与效益综合评价方法。该方法通过规范安全指标、一般安全指标及效益指标3类指标来刻画电网安全与效益的特性,并构建了目标层、类别层、指标层及子指标层4层指标体系；在权重分析及指标计算中,提出了包括主从型乘法算子、0-1型乘法算子的综合模糊评价新算子。刘连光、赵万里和王智冬等人在《电力建设》(2013,34(8):22-26)上发表的《大电网建设经济性评价内容与评价指标的研究》，通过分析经济性评价存在的问题，提出将联网效益、社会效益和远期效益列入经济性的评价体系，论述了扩展评价体系的理论与实践依据，提出了扩展内容的评价指标和评价指标的计算思路。扩展的评价内容和评价指标，对建立电网建设规模合理性评价理论具有重要的意义。

以上文献从大电网的综合效益计算、基于模糊数学评价法对电网建设项目进行后评价角度进行论述，缺乏整合性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种精度高、整合性强、紧密结合工程实际的基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统。

为此，本发明通过以下技术方案来实现：基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统，包括数据库模块、输入模块、分析计算模块、效益分配模块和输出模块，

所述的数据库模块包含电网经济指标库和电网性能指标库；输入模块从数据库模块获取电网经济指标和性能指标；分析计算模块根据输入模块输入的数据分析计算出整个大电网的增供电量效益、降损效益、安全效益和环保效益，并将大电网效益发送至效益分配模块；效益分配模块基于分析计算模块计算得到的大电网综合效益，同时参考各电压等级(500kV、220kV/110kV和35kV及以下等)的电网分配系数进行不同电压等级电网效益分配，输出模块输出各电压等级电网综合效益结果。

进一步，所述输入模块获取的数据包含电价、增供电量、网损率、供电可靠率、产电比、单位燃煤污染物排放量、污染物环保费用、DG装机容量、各级电网固定资产、各级电网变电容量、各级电网容载比和各级电网网损率。

进一步，所述的分析计算模块包括增供电量效益计算子模块、降损效益计算子模块、安全效益计算子模块、环保效益计算子模块、基础收益系数子模块和修正收益系数子模块；

大电网的综合效益主要包括增供电量效益、降损效益、安全效益和环保效益四大块，其中，增供电量效益计算子模块根据负荷预测方法得到未来年的负荷增长值，前后两年销售电量变化值与购电售电价差的乘积即为增供电量效益；降损效益计算子模块根据该省网损率历史数据，拟合得到网损率未来值，同样基于售电效益和网损率变化值得到降损效益；安全效益计算子模块根据供电可靠率和产电比计算获得停电损失直接成本和停电损失间接成本；环保效益计算子模块根据当地的DG装机容量、单位燃煤污染物排放量和污染物排放费用计算得到，环保效益包括两大块：一是降低污染物排放，二是DG接入减少的煤炭发电量带来的效益；基础收益系数子模块的核心是采用模糊数学评价法，依据各级电网固定资产和变电容量两个指标，根据特征矩阵求得权重系数，与隶属度函数经过运算求得基础收益系数；修正收益系数子模块与基础收益系数子模块类似，只是指标数据来自于电网性能指标库，此系数用来修正基础收益系数，所述的电网分配系数由基础收益系数和修正收益系数计算得到。

进一步，所述的增供电量效益为负荷增长带来的售电效益：

B_Q＝(P_w-P_u)×W

式中W为增供电量，是当年售电量与上年售电量的差值，P_u为平均上网电价，计算公式为：

P_u＝μ₁×P_uf+μ₂×P_uw+μ₃×P_ug+μ₄×P_un

式中，μ₁～μ₄代表火电、核电、水电和新能源占比，P_uf、P_uw、P_ug、P_un为对应的上网电价，P_W为平均销售电价，计算公式为：

P_w＝η₁×P_t1+η₂×P_t2

式中，η₁、η₂为工业用户和居民用户的比例，P_t1、P_t2为各自的销售电价。

进一步，所述的降损效益为电网项目投入使用后网损率改变带来的效益：

B_s＝(λ₂-λ₁)×S_w×P_w

式中，λ₂、λ₁为投产前后的网损率，S_w为售电量。

进一步，所述的安全效益为降低的停电损失，主要包括停电损失直接成本和停电损失间接成本：

B_R＝B_d+B_i＝1000×P_a×T_a×(1-RS)×(P_w-P_u)/10⁴+1000×P_a×T_a×(1-RS)×k/10⁴

式中，B_d为直接停电损失，是指由于停电直接造成的影响，在停电的当时就反映出来的经济损失；B_i为间接停电损失，其在停电当时可能并不显现，而是要延迟一段时间后才显现出来，如停电造成的社会秩序的混乱、破坏和一些非经济的损失等，P_a为供电区域内的全年平均负荷(MW)；T_a为全年的供电时间(h)；RS为供电区域内的供电可靠率(％)；k为产电比(元/kWh)：

进一步，所述的环保效益为DG接入配电网所节约的燃煤效益和节能减排效益：

$B_E=\underset{i=1}{\overset{5}{\Σ}}(G_i\×\mathrm{\Δ}C\×f)\×{\mathrm{\ρ}}_{1i}+\mathrm{\Δ}C\×{\mathrm{\ρ}}_2$

式中，G_i为第i种污染物排放率，kg/t；ΔC为可替代的常规发电量，MW；f为煤耗率，t/MVA；ρ_1i为第i种污染物的环保费用征收标准，元/kg；ρ₂为单位燃煤成本，元/MW。

进一步，所述的电网分配系数为：

IC＝FIC×RIC＝(W₁C₁+W₂C₂)×(W₃C₃+W₄C₄)

式中，FIC为基础收益系数；W₁、W₂为权重系数；C₁为某电压等级资金占用因素；C₂为某电压等级资产形成因素；RIC为某电压等级修正收益系数；W₃、W₄为某电压等级权重系数；C₃、C₄为某电压等级容载比和网损率的隶属度；

所述的C₁和C₂的计算公式如下：

所述的C₃由如下隶属度函数求得：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& x<a\\ (x-a)/(b-a)& a\&le;x\&le;b\\ 1& b\&le;x\&le;c\\ (d-x)/(d-c)& c\&le;x\&le;d\\ 0& d\&le;x\end{array}\right.$

式中，a和d分别是某电压等级容载比的下限和上限，b和c分别是区间的两端值，例如110kV电网容载比处于[1.8～2.2]属于合理范围，因此b和c分别取为1.8与2.2，而a、d上下限根据主观赋权法确定；

所述的C₄由如下隶属度函数求得：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& 0\&le;x\&le;a_1\\ (a_2-x)/(a_2-a_1)& a_1\&le;x\&le;a_2\\ 0& a_2<x\end{array}\right.$

式中，a₁和a₂分别是分布函数自变量的下限和上限。

进一步，所述的权重系数W₁～W₄由变异系数法确定，假设共有n个电网评价指标，同时有p个待评价对象，指标的特征数据矩阵表示为：

$X=\left(\begin{array}{cccc}{x}_{11}& x_{12}& ...& x_{1n}\\ x_{21}& x_{22}& ...& x_{2n}\\ ...& ...& ...& ...\\ x_{p1}& x_{p2}& ...& x_{pn}\end{array}\right)$

其中，x_ij第i个评价对象第j项指标的特征值；

计算各指标的标准差S_j：

$S_j=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{p}{\&Sigma;}}{(x_{ij}-{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_j)}^2},(j=1,2,...,n)$

式中，S_j是第j个指标的标准差，是第j个指标的平均值；

计算各指标的标准差系数V_j，用来反映各指标的相对变异程度：

$V_j=\frac{S_j}{{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_j},(j=1,2,...,n)$

对各指标的变异系数进行归一化处理，得出权重w_j：

$w_j=V_j/\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{V}_j.$

进一步，所述的不同电压等级电网效益B_k由大电网效益B和分配系数IC计算得到：

B_k＝B×IC_k

式中，k指的是电压等级个数；IC_k为不同电压等级的分配系数，B为大电网综合效益：

B＝B_Q+B_S+B_E。

与现有技术相比，本发明非常完整的考虑了不同效益的计算，包括显性效益和各种隐性效益；本发明最大的创新之处是提出一种基于模糊数学评价法的分配系数，能够合理地将大电网整体的综合效益分配到各个电压等级，该分配方法不仅考虑到了诸如传统分配方式的固定资产因素，还考虑了各级电网变电容量以及各种电网性能指标，具有精度高、整合性强、紧密结合工程实际等优点，本发明能够为更加清晰的梳理电网资产提供技术支撑，同时亦能够从盈利能力的角度指导电网的实际投资。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的测算流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统，其由数据库模块1、输入模块2、分析计算模块3、效益分配模块4和输出模块5组成。

所述的数据库模块1包含电网经济指标库12和电网性能指标库13；输入模块2从数据库模块1获取电网经济指标和性能指标等数据；分析计算模块3根据输入模块2输入的数据分析计算出整个大电网的增供电量效益、降损效益、安全效益和环保效益，并将大电网效益发送至效益分配模块4；效益分配模块4基于分析计算模块计算得到的大电网综合效益，同时参考各电压等级(500kV、220kV/110kV和35kV及以下等)的分配系数进行不同电压等级电网效益分配，输出模块5输出各电压等级电网综合效益结果。

所述的数据库模块1包含电网经济指标库和电网性能指标库；所述的输入模块2输入的数据包含电价、增供电量、网损率、供电可靠率、产电比、单位燃煤污染物排放量、污染物环保费用、DG装机容量、各级电网固定资产、各级电网变电容量、容载比。

所述的分析计算模块3包括增供电量效益计算子模块31、降损效益子模块32、安全效益计算子模块33、环保效益计算子模块34、基础收益系数子模块35和修正收益系数子模块36。

大电网的综合效益主要包括增供电量效益、降损效益、安全效益和环保效益四大块。其中，增供电量效益计算子模块31根据负荷预测方法得到未来年的负荷增长值，前后两年销售电量变化值与购电售电价差的乘积即为增供电量效益；降损效益计算子模块32根据该省网损率历史数据，拟合得到网损率未来值，同样基于售电效益和网损率变化值得到降损效益；安全效益计算子模块33根据供电可靠率和产电比计算获得，包括停电损失直接成本和停电损失间接成本。环保效益计算子模块34根据当地的DG装机容量、单位燃煤污染物排放量和污染物排放费用计算得到，环保效益包括包括两大块：一是降低污染物排放，二是DG接入减少的煤炭发电量带来的效益。基础收益系数子模块35核心思想为模糊数学评价法，依据各级电网固定资产和变电容量两个指标，根据特征矩阵求得权重系数，与隶属度函数经过运算求得基础收益系数；修正收益系数子模块36与基础收益系数类似，只是指标数据来自于电网性能指标库，此系数用来修正基础收益系数。

所述的效益分配模块4根据大电网综合效益和不同电压等级分配系数计算获得。

所述的大电网增供电量效益为负荷增长带来的售电效益：

B_Q＝(P_w-P_u)×W

式中W为增供电量，是当年售电量与上年售电量的差值。P_u为平均上网电价，计算公式为：

P_u＝μ₁×P_uf+μ₂×P_uw+μ₃×P_ug+μ₄×P_un

式中，μ₁～μ₄代表火电、核电、水电和新能源占比，P_uf、P_uw、P_ug、P_un为对应的上网电价。P_W为平均销售电价，计算公式为：

P_w＝η₁×P_t1+η₂×P_t2

式中，η₁、η₂为工业用户和居民用户的比例，P_t为各自的销售电价。

所述的降损效益为电网项目投入使用后网损率改变带来的效益：

B_s＝(λ₂-λ₁)×S_w×P_w

式中，λ₂、λ₁为投产前后的网损率，S_w为售电量。

所述的安全效益为降低的停电损失，主要包括停电损失直接成本和停电损失间接成本：

B_R＝B_d+B_i＝1000×P_a×T_a×(1-RS)×(P_w-P_u)/10⁴+1000×P_a×T_a×(1-RS)×k/10⁴

式中，B_d为直接停电损失，是指由于停电直接造成的影响，在停电的当时就反映出来的经济损失；B_i为间接停电损失，其在停电当时可能并不显现，而是要延迟一段时间后才显现出来，如停电造成的社会秩序的混乱、破坏和一些非经济的损失等。P_a为供电区域内的全年平均负荷(MW)；T_a为全年的供电时间(h)；RS为供电区域内的供电可靠率(％)；k为产电比(元/kWh)：

所述的环保效益为DG接入配电网所节约的燃煤效益和节能减排效益：

$B_E=\underset{i=1}{\overset{5}{\&Sigma;}}(G_i\&times;\mathrm{\&Delta;}C\&times;f)\&times;{\mathrm{\&rho;}}_{1i}+\mathrm{\&Delta;}C\&times;{\mathrm{\&rho;}}_2$

式中，G_i为第i种污染物排放率，kg/t；ΔC为可替代的常规发电量，MW；f为煤耗率，t/MVA；ρ_1i为第i种污染物的环保费用征收标准，元/kg；ρ₂为单位燃煤成本，元/MW。

所述的分配系数(Income Coefficient，IC)由基础收益系数(FundamentalIncome Coefficient，FIC)和修正收益系数(Revised Income Coefficient，RIC)计算得到：

IC＝FIC×RIC＝(W₁C₁+W₂C₂)×(W₃C₃+W₄C₄)

式中，FIC为基础收益系数；W₁、W₂为权重系数；C₁为某电压等级资金占用因素；C₂为某电压等级资产形成因素；RIC为某电压等级修正收益系数；W₃、W₄为某电压等级权重系数；C₃、C₄为某电压等级容载比和网损率的隶属度。

所述的C₁和C₂的计算公式如下：

所述的C₃由如下隶属度函数求得：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& x<a\\ (x-a)/(b-a)& a\&le;x\&le;b\\ 1& b\&le;x\&le;c\\ (d-x)/(d-c)& c\&le;x\&le;d\\ 0& d\&le;x\end{array}\right.$

式中，a和d分别是某电压等级容载比的下限和上限，b和c分别是区间的两端值。例如110kV电网容载比处于[1.8～2.2]属于合理范围，因此b和c分别取为1.8与2.2。而a、d上下限可根据主观赋权法确定。

所述的C₄由如下隶属度函数求得：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& 0\&le;x\&le;a_1\\ (a_2-x)/(a_2-a_1)& a_1\&le;x\&le;a_2\\ 0& a_2<x\end{array}\right.$

式中，a₁和a₂分别是分布函数自变量的下限和上限。

所述的权重系数W₁～W₄由变异系数法确定。假设共有n个电网评价指标，同时有p个待评价对象，指标的特征数据矩阵可表示为：

$X=\left(\begin{array}{cccc}{x}_{11}& x_{12}& ...& x_{1n}\\ x_{21}& x_{22}& ...& x_{2n}\\ ...& ...& ...& ...\\ x_{p1}& x_{p2}& ...& x_{pn}\end{array}\right)$

其中，x_ij第i个评价对象第j项指标的特征值。

计算各指标的标准差S_j：

$S_j=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{p}{\&Sigma;}}{(x_{ij}-{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_j)}^2},(j=1,2,...,n)$

式中，S_j是第j个指标的标准差，是第j个指标的平均值。

计算各指标的标准差系数V_j，用来反映各指标的相对变异程度：

$V_j=\frac{S_j}{{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_j},(j=1,2,...,n)$

对各指标的变异系数进行归一化处理。得出权重w_j：

$w_j=V_j/\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{V}_j$

所述的不同电压等级电网效益B_k由大电网效益B和分配系数IC计算得到：

B_k＝B×IC_k

式中，k指的是发明中电压等级个数；IC_k为不同电压等级的分配系数，B为大电网综合效益：

B＝B_Q+B_S+B_E。

效益分配模块根据分析计算模块发送来的效益数据、分配系数数据等进行不同电压等级的效益分配，具体的流程如图2所示。具体步骤为：首先根据销售电量历史数据拟合得到历年来的销售电量并查询当地电价机制，求得增售电量效益；根据大电网历史网损率拟合得到历年网损率，并基于销售电量求得降损效益；安全效益方面是首先求得当地的产电比，获得供电可靠率数据，计算直接停电损失和间接停电损失；获得当地配电网DG接入容量，参考各种燃煤污染物排放量及补偿标准，求得环保效益；然后基于模糊数学评价法求解目标年份的效益分配系数，形成基础收益系数和修正收益系数的特征矩阵，利用相关系数法计算得到权重系数，利用隶属度函数得到修正收益系数的隶属度；随后基于基础收益系数和修正收益系数，利用相关乘子法得到收益分配系数；最后将综合收益与收益分配系数相乘。输出各电压等级的综合效益。

应用例

本应用例将本发明应用于某省不同电压等级电网综合效益的计算之中。该实例2008～2013年购入电力费、售电收入、净利润、售电量和购电量，如下表：

表1某省购入电力费、售电收入、净利润、售电量和购电量

根据上述数据计算得到2008～2014年增供电量效益如下表：

表2某省2008～2014年增供电量效益

然后计算降损效益，根据已有数据得知，1978～2010年全省线损率如下表所示：

表3浙江省1978～2010年全省线损率

利用曲线拟合技术得到拟合函数为：

y＝3+12.28811814994*0.950870637507273^x

拟合精度R＝0.93732588784859，精确度较高。

因此基于以上数据计算得到2008～2014年降损效益为：

表4某省2008～2014年降损效益

基于为来年的负荷和电量预测，即可计算得到2015～2020年安全效益如下表所示，同时利用外推计算得到2006～2014年间每年的安全效益如下表所示：

表5某省2008～2014年电网安全效益

该省清洁能源接入情况如下表所示：

表6清洁能源情况表

计算得到该省环保效益如下表所示：

表7某省2008～2014年电网环境效益

年份	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014
								节约标煤(吨)	64815.4	69484.4	73618.7	90761.7	126298.	166621	246766
减排CO2(吨)	168745	179845	191408	235980	328376	433216	641592
								减排SO2(吨)	1578.75	1658.48	1766.85	2178.28	3031.16	3998.92	5922.39
煤炭(亿元)	0.1978	0.2247	0.2687	0.3313	0.461	0.6082	0.9007
								CO2(亿元)	0.02879	0.03578	0.04402	0.05428	0.07553	0.09964	0.14757
SO2(亿元)	0.084	0.957	0.106	0.1307	0.1819	0.2399	0.3553
								累加(亿元)	0.31456	0.38978	0.41872	0.51628	0.71843	0.94774	1.40357

综上所述，将增售电量效益、降损效益、安全效益和环保效益累加得到电网总效益如下表：

表8某省2008～2014年电网总效益

下面计算不同电压等级的基础收益系数。对于基础收益系数的两个指标即固定资产和变电容量，这里也采用模糊数学综合评估的方法进行综合计算。首先计算模糊隶属度，这两个指标都是正指标，计算结果如下表：

表9 2008～2014年各级电网固定资产及变电容量的隶属度

年份	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014
								10/35kV固定资产隶属度	0.2914	0.2510	0.3620	0.3676	0.4617	0.4575	0.4268
110/220kV固定资产隶属度	0.4924	0.5089	0.5278	0.4540	0.4046	0.3633	0.3918
								500kV固定资产隶属度	0.2162	0.2401	0.1102	0.1784	0.1337	0.1792	0.1814
10/35kV变电容量隶属度	0.3018	0.1815	0.4260	0.3901	0.4124	0.2203	0.3268
								110/220kV变电容量隶属度	0.4705	0.5106	0.3353	0.4880	0.5281	0.6733	0.5525
500kV变电容量隶属度	0.2276	0.3079	0.2387	0.1219	0.0595	0.1064	0.1207

利用变异系数法求得权重如下表所示：

表10 2008～2014年各级电网基础收益系数的权重系数

年份	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014
								固定资产	0.5074	0.4444	0.5998	0.4385	0.3722	0.2876	0.3967
变电容量	0.4926	0.5556	0.4002	0.5615	0.6278	0.7124	0.6033

将权重系数和隶属度数值按照普通乘与加算子的计算公式，得到基础收益系数如下表：

表11 2008～2014年各级电网基础收益系数

年份	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014
								10/35kV基础收益系数	0.2965	0.2546	0.3669	0.3651	0.3846	0.2583	0.3415
110/220kV基础收益系数	0.4816	0.4911	0.419	0.486	0.51	0.615	0.5153
								500kV基础收益系数	0.2218	0.2544	0.2141	0.1489	0.1054	0.1267	0.1431

修正收益系数的隶属度计算结果如下表：

表12 2008～2014年各级电网性能指标的隶属度

其权重计算结果如下表：

表13 2008～2014年各级电网修正收益系数的权重系数

年份	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014
								容载比	0.0298	0.0255	0.0836	0.0648	0.0552	0.0480	0.0704
网损率	0.9702	0.9745	0.9164	0.9352	0.9448	0.9520	0.9296

将权重系数和隶属度数值按照普通乘与加算子的计算公式，得到修正收益系数如下表：

表14 2008～2014年各级电网修正收益系数

年份	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014
								10/35kV修正收益系数	0.8486	0.8528	0.8974	1	0.7884	0.7588	0.7497
110/220kV修正收益系数	0.9849	0.9794	0.943	0.9928	0.9666	0.9743	0.9504
								500kV修正收益系数	0.9553	0.9744	0.9467	0.964	0.9786	0.9751	0.9901

综合基础收益系数和修正收益系数，并将结果归一化，得到2008～2014年各级电网的综合收益系数如下表：

表15 2008～2014年各级电网收益系数

年份	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014
								10/35kV收益系数	0.2683	0.2295	0.3552	0.3684	0.3613	0.3633	0.2754
110/220kV收益系数	0.5058	0.5084	0.4262	0.4868	0.5108	0.5108	0.4983
								500kV收益系数	0.2259	0.262	0.2186	0.1448	0.1278	0.1259	0.2263

利用电网综合效益与各电压等级电压的效益系数相乘，得到各电压等级电网效益如下表：

表16某省2008～2014年各级电网总效益

通过本实施例的验证，可知基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统合理有效完整地计算了大电网综合效益，包括增售电量效益、降损效益、安全效益和环保效益；随后基于模糊数学评价法求得了基础收益系数和修正收益系数，并得到了分配系数；最后，利用分配系数将大电网综合效益合理的分配到了各个电压等级电网中去。

本实施例验证了基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统对于计算不同电压等级电网的综合效益的有效性。

Claims (10)

1.基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统，包括数据库模块、输入模块、分析计算模块、效益分配模块和输出模块，其特征在于，

所述的数据库模块包含电网经济指标库和电网性能指标库；输入模块从数据库模块获取电网经济指标和性能指标；分析计算模块根据输入模块输入的数据分析计算出整个大电网的增供电量效益、降损效益、安全效益和环保效益，并将大电网效益发送至效益分配模块；效益分配模块基于分析计算模块计算得到的大电网综合效益，同时参考各电压等级的电网分配系数进行不同电压等级电网效益分配，输出模块输出各电压等级电网综合效益结果。

2.根据权利要求1所述的基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统，其特征在于，

所述输入模块获取的数据包含电价、增供电量、网损率、供电可靠率、产电比、单位燃煤污染物排放量、污染物环保费用、DG装机容量、各级电网固定资产、各级电网变电容量、各级电网容载比和各级电网网损率。

3.根据权利要求1所述的基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统，其特征在于，

所述的分析计算模块包括增供电量效益计算子模块、降损效益计算子模块、安全效益计算子模块、环保效益计算子模块、基础收益系数子模块和修正收益系数子模块；

大电网的综合效益主要包括增供电量效益、降损效益、安全效益和环保效益四大块，其中，增供电量效益计算子模块根据负荷预测方法得到未来年的负荷增长值，前后两年销售电量变化值与购电售电价差的乘积即为增供电量效益；降损效益计算子模块根据该省网损率历史数据，拟合得到网损率未来值，同样基于售电效益和网损率变化值得到降损效益；安全效益计算子模块根据供电可靠率和产电比计算获得停电损失直接成本和停电损失间接成本；环保效益计算子模块根据当地的DG装机容量、单位燃煤污染物排放量和污染物排放费用计算得到；基础收益系数子模块的核心是采用模糊数学评价法，依据各级电网固定资产和变电容量两个指标，根据特征矩阵求得权重系数，与隶属度函数经过运算求得基础收益系数；修正收益系数子模块与基础收益系数子模块类似，只是指标数据来自于电网性能指标库，此系数用来修正基础收益系数，所述的电网分配系数由基础收益系数和修正收益系数计算得到。

4.根据权利要求3所述的基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统，其特征在于，

所述的增供电量效益为负荷增长带来的售电效益：

B_Q＝(P_w-P_u)×W

式中W为增供电量，是当年售电量与上年售电量的差值，P_u为平均上网电价，计算公式为：

P_u＝μ₁×P_uf+μ₂×P_uw+μ₃×P_ug+μ₄×P_un

式中，μ₁～μ₄代表火电、核电、水电和新能源占比，P_uf、P_uw、P_ug、P_un为对应的上网电价，P_W为平均销售电价，计算公式为：

P_w＝η₁×P_t1+η₂×P_t2

式中，η₁、η₂为工业用户和居民用户的比例，P_t1、P_t2为各自的销售电价。

5.根据权利要求4所述的基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统，其特征在于，

所述的降损效益为电网项目投入使用后网损率改变带来的效益：

B_s＝(λ₂-λ₁)×S_w×P_w

式中，λ₂、λ₁为投产前后的网损率，S_w为售电量。

6.根据权利要求4所述的基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统，其特征在于，

所述的安全效益为降低的停电损失，主要包括停电损失直接成本和停电损失间接成本：

B_R＝B_d+B_i＝1000×P_a×T_a×(1-RS)×(P_w-P_u)/10⁴+1000×P_a×T_a×(1-RS)×k/10⁴

式中，B_d为直接停电损失，B_i为间接停电损失，P_a为供电区域内的全年平均负荷，MW；T_a为全年的供电时间，h；RS为供电区域内的供电可靠率；k为产电比，元/kWh：

7.根据权利要求3所述的基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统，其特征在于，

所述的环保效益为DG接入配电网所节约的燃煤效益和节能减排效益：

$B_E=\underset{i=1}{\overset{5}{\&Sigma;}}(G_i\&times;\mathrm{\&Delta;}C\&times;f)\&times;{\mathrm{\&rho;}}_{1i}+\mathrm{\&Delta;}C\&times;{\mathrm{\&rho;}}_2$

式中，G_i为第i种污染物排放率，kg/t；ΔC为可替代的常规发电量，MW；f为煤耗率，t/MVA；ρ_1i为第i种污染物的环保费用征收标准，元/kg；ρ₂为单位燃煤成本，元/MW。

8.根据权利要求3所述的基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统，其特征在于，

所述的电网分配系数为：

IC＝FIC×RIC＝(W₁C₁+W₂C₂)×(W₃C₃+W₄C₄)

式中，FIC为基础收益系数；W₁、W₂为权重系数；C₁为某电压等级资金占用因素；C₂为某电压等级资产形成因素；RIC为某电压等级修正收益系数；W₃、W₄为某电压等级权重系数；C₃、C₄为某电压等级容载比和网损率的隶属度；

所述的C₁和C₂的计算公式如下：

所述的C₃由如下隶属度函数求得：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& x<a\\ (x-a)/(b-a)& a\&le;x\&le;b\\ 1& b\&le;x\&le;c\\ (d-x)/(d-c)& c\&le;x\&le;d\\ 0& d\&le;x\end{array}\right.$

式中，a和d分别是某电压等级容载比的下限和上限，b和c分别是区间的两端值，a、d上下限根据主观赋权法确定；

所述的C₄由如下隶属度函数求得：

$A\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& 0\&le;x\&le;a_1\\ (a_2-x)/(a_2-a_1)& a_1\&le;x\&le;a_2\\ 0& a_2<x\end{array}\right.$

式中，a₁和a₂分别是分布函数自变量的下限和上限。

9.根据权利要求8所述的基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统，其特征在于，

所述的权重系数W₁～W₄由变异系数法确定，假设共有n个电网评价指标，同时有p个待评价对象，指标的特征数据矩阵表示为：

$X=\left(\begin{array}{cccc}{x}_{11}& x_{12}& ...& x_{1n}\\ x_{21}& x_{22}& ...& x_{2n}\\ ...& ...& ...& ...\\ x_{p1}& x_{p2}& ...& x_{pn}\end{array}\right)$

其中，x_ij第i个评价对象第j项指标的特征值；

计算各指标的标准差S_j：

$S_j=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{p}{\&Sigma;}}{(x_{ij}-{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_j)}^2},(j=1,2,...,n)$

式中，S_j是第j个指标的标准差，是第j个指标的平均值；

计算各指标的标准差系数V_j，用来反映各指标的相对变异程度：

$V_j=\frac{S_j}{{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_j},(j=1,2,...,n)$

对各指标的变异系数进行归一化处理，得出权重w_j：

$w_j=V_j/\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{V}_j.$

10.根据权利要求3所述的基于分配系数的不同电压等级电网投资效益测算系统，其特征在于，

所述的不同电压等级电网效益B_k由大电网效益B和分配系数IC计算得到：

B_k＝B×IC_k

式中，k指的是电压等级个数；IC_k为不同电压等级的分配系数，B为大电网综合效益：

B＝B_Q+B_S+B_E。