CN107491845A - 一种电网规划建设精准投资方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电网规划建设精准投资方法，所述方法提出了电网规划建设精准投资方法体系，包括如下步骤：首先对电网规划建设进行场景分类，其次对不同场景下建立的规划建设方案进行全生命周期投入产出分析与优化，然后在电网投资能力约束下，按照项目重要性、投入产出效益综合排序和优化组合，最后得到电网规划建设精准投资项目计划。所述电网规划建设精准投资方法对提升电网发展投资效率效益意义重大，弥补了当前难以实现精准投资的空白和不足。

Description

一种电网规划建设精准投资方法
技术领域
本发明涉及一种电网规划建设精准投资方法，属于电力系统的发展规划技术领域。
背景技术
电网企业属于资产密集型企业，随着我国经济持续稳定增长、能源转型发展，电网建设投资持续增加，提高电网精准投资能力意义重大。
目前电网企业投资规划从发展需求出发，编制投资建设计划。其中，当投资能力受限时，各省级公司按照重要性筛选投资计划，缺乏对电网规划建设的全生命周期的投入产出效益优化分析，难以实现精准投资。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的问题之一。
本发明要解决的技术问题之一在于为了适应“集约化发展、精益化管理”的要求，提出了一种电网规划建设精准投资方法，所述方法通过统筹优化规划建设的重要性和投入产出效益，制定电网发展规划建设计划，对电网优化投资策略提供指引与方向，为电网规划建设精准投资提供理论依据。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电网规划建设精准投资方法。
下面结合图1对所述电网规划建设精准投资方法进行相关说明：
如图1所示，所述的电网规划建设精准投资方法包括按顺序执行的下列步骤：
步骤1)对规划建设场景分类的S01阶段：根据投资需求性质和解决问题的不同对规划建设的典型场景进行分类；
步骤2)建立各场景规划比选方案的S02阶段：根据投资需求导向建立制定各场景的规划比选方案；
步骤3)提出全场景投入产出评价指标体系和方法的S03阶段：
所述全场景投入产出评价指标包括全生命周期总投资、单位投资平均供电量、对电网营业收入的贡献、增供电量对GDP的贡献、清洁能源发电占比贡献度、减少二氧化碳排放量、减少二氧化硫排放量、减少氮氧化物排放量和改善网架结构贡献绩效；
所述全场景投入产出评价方法包括以下步骤：
A.计算全生命周期总投资；
B.计算全生命周期单位投资增供电量；
C.计算对电网营业收入的贡献；
D.计算增供电量对GDP贡献度；
E.计算减少二氧化碳排放量；
F.计算减少二氧化硫排放量；
G.计算减少氮氧化物排放量；
H.计算清洁能源发电占比贡献度；
I.计算改善网架结构绩效；
J.按照加权平均法对规划比选方案进行综合评估；
步骤4)对各规划比选方案进行全生命周期生产模拟和效益计算的S04阶段：
所述对各规划比选方案进行全生命周期生产模拟包括以下步骤：
A.将规划比选方案的模型、参数输入到生产模拟软件GridView；
B.通过电力系统生产运行模拟方法，对各种规划比选方案进行全生命周期的生产模拟；
所述对各规划比选方案进行效益计算为通过与该规划比选方案所属场景性质相对应的投入产出评价指标体系和方法，计算各规划比选方案的投入产出效益；
步骤5)对各场景的规划比选方案进行优化筛选得到所有可行性方案的S05阶段：对所有场景进行筛选操作，具体为根据投入产出效益对同一场景下的规划比选方案优化筛选，筛选出综合效益大的方案为可行性方案；
步骤6)筛选刚性、弹性需求项目并对弹性需求项目进行效益排序的S06阶段：根据项目性质和投资需要的迫切性将各场景可行性方案中的规划建设项目分为刚性项目和弹性项目，并对弹性项目根据投入产出效益进行排序；
步骤7)判断是否达到总投资需求大于投资能力的S07阶段：将S06阶段中刚性需求项目和弹性需求项目的总投资需求和投资能力进行比较，如果比较结果是总投资需求大于投资能力，则电网投资能力受限，需先安排刚性需求项目，再根据投入产出效益排序结果筛选安排弹性需求项目，直至刚性需求项目与弹性需求项目投资总和刚好超过投资能力，此时的方案为电网规划建设精准投资项目计划；否则进入下一步；
步骤8)确定规划项目的S08阶段：S05阶段的可行性方案为电网规划建设精准投资项目计划，所述项目计划可以实现电网发展的精准投资。
在步骤3)中：
所述全生命周期总投资是指规划比选方案的全生命周期总投资，需要考虑建设投运所需投资、运行维护成本以及设备退役回收的折旧残值，所有投资不考虑银行利率变化。
计算公式为：
全生命周期总投资＝建设投资+运维投资-折旧残值
Wall＝Wcon+Wope-Wdep
Wope＝αope·Wcon
Wdep＝αdep·Wcon
其中，Wall为全生命周期总投资，单位亿元；Wcon为建设总投资，单位亿元；Wope为运行维护成本，单位亿元；Wdep为设备退役回收的折旧残值，单位亿元；αope按照经验取30％，αdep按照经验取3％；
所述全生命周期单位投资增供电量是指项目全生命周期单位投资对应的增供电量，用于评价项目供电能力提升效果。
其计算公式为：
全生命周期单位投资增供电量＝全生命周期每年增供电量之和/全生命周期总投资
其中，ΔΦ为全生命周期单位投资增供电量，单位千瓦时/元；Qi为第i年产生的增供电量，单位亿千瓦时；Wall为全生命周期总投资，单位亿元；Y为全生命周期年限；
所述对电网营业收入的贡献是指项目全生命周期售电收入，用于评价电网项目增供电量对电网营业收入的贡献。
其计算公式为：
对电网营业收入的贡献＝求和(全生命周期每年增供电量×每年销售电价)
其中，ΔInc为对电网营业收入的贡献；Qi为第i年产生的增供电量，单位亿千瓦时；Pi为第i年的销售电价，单位为元/千瓦时；Y为全生命周期年限；
所述增供电量对GDP贡献度反映了电网项目增供电量对GDP的贡献程度。
其计算公式为：
增供电量对GDP贡献度＝[求和(全生命周期每年增供电量/(每年总电量/每年总GDP))/每年总GDP]/全生命周期时间
其中，ΔGDP为增供电量对GDP贡献度；Qi为第i年增供电量，单位亿千瓦时；Qi,all为第i年的总电量，单位亿千瓦时；GDPi,all为第i年的总GDP，单位亿元；Y为全生命周期年限；
所述减少二氧化碳排放量是指项目全生命周期增加清洁能源发电量产生的二氧化碳减排量。
其计算公式为：
减少二氧化碳排放量＝全生命周期每年增加清洁能源发电量之和/折算标准煤×标煤折二氧化碳系数
其中，ΔCO2为减少二氧化碳排放量，单位吨；Qi,ren为第i年增加的清洁能源发电量，单位亿千瓦时；σ为电量折标准煤重量，单位千瓦时/吨，一般取3000；μc为标煤折二氧化碳系数，一般取2.62；Y为全生命周期年限；
所述减少二氧化硫排放量反映了项目全生命周期增加清洁能源发电量产生的二氧化硫减排量。
计算公式为：
减少二氧化硫排放量＝全生命周期每年增加清洁能源发电量之和/折算标准煤×标煤折二氧化硫系数
其中，ΔSO2为减少二氧化硫SO2排放量，单位吨；Qi,ren为第i年增加的清洁能源发电量，单位亿千瓦时；σ为电量折标准煤重量，单位千瓦时/吨，一般取3000；μs为标煤折二氧化硫系数，一般取0.0085；Y为全生命周期年限；
所述减少氮氧化物排放量反映了项目全生命周期增加清洁能源发电量产生的氮氧化物减排量。
其计算公式为：
减少氮氧化物排放量＝(全生命周期每年增加清洁能源发电量之和/折算标准煤×标煤折氮氧化物系数)
其中，ΔNOx为减少氮氧化物排放量，单位吨；Qi,ren为第i年增加的清洁能源发电量，单位亿千瓦时；σ为电量折标准煤重量，单位千瓦时/吨，一般取3000；μn为标煤折二氧化硫系数，一般取0.0074；Y为全生命周期年限；
所述清洁能源发电占比贡献度是指增加的清洁能源发电量占区域用电量的比值，用于评价对清洁能源的普及情况的贡献度。
其计算公式为：
清洁能源发电占比贡献度＝[求和(增加的清洁能源每年发电量/区域每年用电量)]/全生命周期时间
其中，K为清洁能源发电占比贡献度；Qi,ren为第i年增加的清洁能源发电量，单位亿千瓦时；Li为第i年区域用电量，单位亿千瓦时；Y为全生命周期年限；
所述改善网架结构绩效是指对比工程投运前后对周边电网接线结构变化情况，用于评价项目改善网架结构以提高供电可靠性及负荷转移能力的贡献效果。
其计算公式为：
改善网架结构绩效＝(无改善，适度改善，明显改善)
H＝(1,2,3)
其中，工程投运后，对网架结构无变化，供电仍保持独立分区，表示该项指标无改善，H为1；网架结构变化不大，供电由独立分区变为互联分区，但分区之间联系较弱，表示该项指标适度改善，H为2；网架结构变化较大，供电由独立分区变为互联分区，分区之间联系较强，表示该项指标明显改善，H为3；
所述综合评估方法为：首先利用专家打分法确定各项指标的权重；再对各指标进行标幺化处理，将越大越优的指标进行正向标幺化、越小越优的指标进行反向标幺化，同一指标最好样本的标幺值最大且为1；然后按照各自权重加权求和计算综合评价指标；最后将评估结果较高的备选方案确定为较优方案；
其中：
正向标幺化是指同一指标下所有样本的数据都除以最大的样本数据。
反向标幺化是指先将同一指标下所有样本的数据求倒数，得到新的样本数据，然后按照正向标幺化方法标幺化。
具体计算公式如下：
综合效益＝求和(指标标幺值×对应权重)
其中，Cben项目综合效益；Ui Index为第i个指标Index的标幺值；Wi为第i个指标的权重；Nw为指标总个数。
在步骤6)中，所述刚性需求类项目优先安排投资，弹性项目优先安排投资综合效益大的项目，要满足投资项目需求，但总体投资金额不超过投资能力。
采用本发明提供的电网规划建设精准投资方法带来的有益效果为：本发明对电网规划建设的全生命周期的投入产出效益进行了全方位的优化分析，可以有效实现精准投资，对电网优化投资策略提供指引与方向，为电网规划建设精准投资提供理论依据。
附图说明
图1所示为本发明提供的电网规划建设精准投资方法流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例详细描述本发明方法的具体实施方式及效果。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
(1)对典型场景进行分类
(1-1)场景分类
为适应负荷发展、网架结构优化、外部环境变化、城市功能转型等不同需求，按照解决问题的不同，对规划建设场景进行分类，如表1所示。根据规划建设项目的性质不同，按照需求迫切性的不同，项目可分为刚性需求项目和弹性需求项目。
表1场景分类
序号 场景名称 场景需求 项目性质
1 场景1 跨区输电能力提升工程 弹性项目
2 场景2 区域电网供电能力提升 刚性项目
3 场景3 电网运行灵活资源建设 弹性项目
4 场景4 风电开发利用送出工程 刚性项目
5 场景5 220千伏网架结构优化 弹性项目
6 场景6 配用电网升级改造工程 刚性项目
(1-2)场景介绍
场景1：跨区输电能力提升工程
省级电网存在两个或以上较大的500千伏主网分区，由于负荷电源分布不均，需跨区大容量输电，为进一步提升跨区输电能力，同时提升安全运行水平，需要加强区域间联络线建设。
该场景下，随着未来受电分区的负荷进一步增加，跨区输电规模进一步增加，需要新建跨区输电通道，跨区满足输电需求。从500千伏主网联络线建设和1000千伏输电线路建设考虑，建立可行的规划比选方案。
场景2：区域电网供电能力提升
针对一片区域电网，在正常运行方式下，地区高峰负荷时期，个别500千伏主变负载率偏高；地区电源以区外来电为主，外来电力通过注入500千伏变电站为该区域提供电力；送电线路输送能力安全裕度充足，在保证现有输送电力基础上还能继续提升供电能力。
该场景下，依据负荷预测，区域电网内存在较大规模的负荷增长，届时500千伏重过载主变数量增多，500千伏主变下送负荷受到约束，只通过220千伏及以下电网建设无法解决负荷增长需求，负荷供电能力受到限制，未来电网安全运行风险加大。在现状电网基础上，需要从增加500千伏变电容量的角度，建立可行的规划比选方案。
场景3：电网运行灵活资源建设
随着风电、光伏电源比例提升，电网灵活调节能力不足，为了更好地消纳清洁能源，在用能总量不变的前提下，实现用能负荷时间和空间的平移，需要加强电网运行灵活资源建设。
该场景下，从外部电网购买灵活性资源、内部用户购买需求侧响应资源两个角度，提出建设可行的规划比选方案。
场景4：风电开发利用送出工程
地区风电资源丰富，规划建设较多中型以上风电场，同时地区负荷发展较为缓慢，大规模风力发电难以在近区电网消纳，风电消纳矛盾突出。
该场景下，为解决风电送出与消纳问题，需要结合现有电网结构，统筹规划风电送出工程的接入电压等级、接入点、接入方案，在保证各级电网安全稳定运行的情况下，尽可能较少风电的间歇性等不利因素对电网的冲击，提高风电消纳能力，提出建设可行的规划比选方案。
场景5：220千伏网架结构优化
220千伏独立分区网架结构，在电网春秋季检修期间，电网安全运行风险较大，供电可靠性不高。需要结合500千伏电网布点与供电分区整体规划，对220千伏网架结构进行科学布局，实现220千伏供电区域内电力充足供应。
该场景下，通过220千伏电网项目的建设，将独立分区供电方式过渡到哑铃型或网格型结构，加强分区联络，使互联分区共享输变电通道，提出建设可行的规划比选方案。
场景6：配用电网升级改造工程
当前，充电桩、电采暖等新的负荷需求上升，村村通动力电、井井通电等民生工程建设加快，为了满足这些新兴的用电需求，相应的配用电网升级改造需求突出。
该场景下，配用电网供电能力需要进一步加强，通过配电网增容扩建或新建，同时全面统筹兼顾各种新兴负荷需求，做到“一项多能、长久收益”，综合多项因素，从建设电压等级及规模方面，提出建设可行的规划比选方案。
(2)建立各场景的规划比选方案
场景1：跨区输电能力提升工程
方案一：500千伏联络线路建设
新建分区间的2回或以上500千伏联络线路，加强分区互联，将电力富裕分区的电力，送往负荷增长较快的受电分区，同时提升电网运行安全水平。
方案二：1000千伏降压主变扩建工程
新建1000千伏特高压降压变电站主变新建，通过已有的特高压输电线路，将区域电网外部电力直接送至区域内负荷增长较快的受电分区，同时提升电网运行安全水平。
规划比选方案建设内容对比结果，如表2所示。
表2场景1规划比选方案规划建设内容对比
规划建设内容 方案1 方案2
500千伏间隔 √
500千伏线路 √
1000千伏主变 √
1000千伏间隔 √
场景2：区域电网供电能力提升
方案一：500千伏主变扩建工程
对区域电网现有500千伏变电站主变进行扩容，包括新增主变(已预留间隔、或者间隔具备扩建条件)、现有主变增容，优先选择靠近负荷中心且具备扩容条件的变电站，且原则上不新建500千伏线路，可完善站内500千伏母线接线型式实现。
方案二：500千伏输变电工程
对区域电网新建500输变电工程，包括新建500千伏降压变电站以及500千伏线路建设，优先选择靠近新增负荷的区域进行选址、选线。
规划比选方案建设内容对比结果，如表3所示。
表3场景2表规划比选方案规划建设内容对比
规划建设内容 方案一 方案二
500千伏降压变电站及主变 √
500千伏主变扩容 √
500千伏间隔 √ √
500千伏线路 √
500千伏主变接线型式 √
在规划比选方案建设规模的基础上，确定各自规划比选方案的具体参数，为后续实证建模以及相应的软件计算。
场景3：电网运行灵活资源建设
方案一：外部电网购买调峰资源
按照一定的价格从外部电网购买调峰资源。
方案二：内部用户购买需求侧响应资源
按照一定的价格从用户购买需求侧响应资源。
规划比选方案建设内容对比结果，如表4所示。
表4场景3规划比选方案规划建设内容对比
规划建设内容 方案1 方案2
外部电网调峰资源 √
内部用户需求侧响应资源 √
场景4：风电开发利用送出工程
方案一：集中接入
用户侧新建1座220千伏升压站，升压主变变比10/220千伏，风电发电单元经过站内10千伏侧汇集升压后，通过一回220千伏送出线路至周边220千伏公用变电站的220千伏母线，风电一部分可以通过220千伏层面在近区电网消纳，剩余电力进一步升压，通过500千伏层面远端消纳。
方案二：分散接入
用户侧新建1座10/110千伏升压站，升压主变变比10/110千伏，风电发电单元经过站内10千伏侧汇集升压后，通过2回110千伏送出线路至周边220千伏公用变电站的110千伏母线，风电一部分可以通过110千伏层面对在近区电网消纳，剩余电力进一步升压，通过200千伏层面在周边供电区域消纳。
规划比选方案建设内容对比结果，如表5所示。
表5场景4规划比选方案规划建设内容对比
规划建设内容 方案1 方案2
220千伏送出线路 √
电网侧220千伏间隔 √
110千伏送出线路 √
电网侧110千伏间隔 √
场景5：220千伏网架结构优化
方案一：哑铃型结构
新建220千伏输变电工程，将两个独立分区供电结构形成以输电线路为联络的220千伏哑铃型结构，实现相互支撑，包括新建220千伏变电站及主变、新建或破口周边220千伏线路。
方案二：网格型结构
新建220千伏输变电工程，将两个独立分区供电结构形成共享输电线路的220千伏网格型结构，实现紧密互联，包括新建220千伏变电站及主变、新建或破口周边220千伏线路。
规划比选方案建设内容对比结果，如表6所示。
表6场景5规划比选方案规划建设内容对比
规划建设内容 方案1 方案2
220千伏变电站 √ √
220千伏主变 √ √
220千伏线路 √ √
对端站220千伏间隔 √ √
规划建设内容 方案1 方案2
220千伏变电站 √ √
220千伏主变 √ √
220千伏线路 √ √
对端站220千伏间隔 √ √
场景6：配用电网升级改造工程
城市地区，统筹概率空调负荷、充电桩负荷需求，建设配用电网升级改造工程；农村地区，统筹煤改电、动力电、机井通电等负荷需求，建设配用电网升级改造工程。
规划比选方案建设内容对比结果，如表7所示。
表7场景6规划比选方案规划建设内容对比
规划建设内容 城市地区 农村地区
110千伏变电站新建 √ √
110千伏主变新扩建 √ √
35千伏主变扩建 √
10千伏配变新增 √ √
配电网线路新建与改造 √ √
(3)建立全场景投入产出评价体系和方法
(3-1)评价指标体系，如表8所示
表8全场景投入产出评级指标体系
序号 指标名称 指标标识 权重标识
1 全生命周期总投资Wall Index1 W1
2 单位投资平均增供电量△φ Index2 W2
3 对电网营业收入的贡献△Inc Index3 W3
4 增供电量对GDP贡献△GDP Index4 W4
5 减少二氧化碳排放量△CO2 Index5 W5
6 减少二氧化硫排放量△SO2 Index6 W6
7 减少氮氧化物排放量△NOx Index7 W7
8 清洁能源发电占比贡献度K Index8 W8
9 改善网架结构绩效H Index9 W9
10 项目综合效益Cben Index10 W10
(3-2)评价指标计算方法
1)全生命周期总投资的计算公式为：
Wall＝Wcon+Wope-Wdep
Wope＝αope·Wcon
Wdep＝αdep·Wcon
其中，Wall为全生命周期总投资，单位亿元；Wcon为建设总投资，单位亿元；Wope为运行维护成本，单位亿元；Wdep为设备退役回收的折旧残值，单位亿元；αope按照经验取30％，αdep按照经验取3％；
2)所述全生命周期单位投资增供电量的计算公式为：
其中，ΔΦ为全生命周期单位投资增供电量，单位千瓦时/元；Qi为第i年产生的增供电量，单位亿千瓦时；Wall为全生命周期总投资，单位亿元；Y为全生命周期年限；
3)所述对电网营业收入的贡献的计算公式为：
其中，ΔInc为对电网营业收入的贡献；Qi为第i年产生的增供电量，单位亿千瓦时；Pi为第i年的销售电价，单位为元/千瓦时；Y为全生命周期年限；
4)所述增供电量对GDP贡献度的计算公式为：
其中，ΔGDP为增供电量对GDP贡献度；Qi为第i年增供电量，单位亿千瓦时；Qi,all为第i年的总电量，单位亿千瓦时；GDPi,all为第i年的总GDP，单位亿元；Y为全生命周期年限；
5)所述减少二氧化碳排放量的计算公式为：
其中，ΔCO2为减少二氧化碳排放量，单位吨；Qi,ren为第i年增加的清洁能源发电量，单位亿千瓦时；σ为电量折标准煤重量，单位千瓦时/吨，一般取3000；μc为标煤折二氧化碳系数，一般取2.62；Y为全生命周期年限；
6)所述减少二氧化硫排放量的计算公式为：
其中，ΔSO2为减少二氧化硫SO2排放量，单位吨；Qi,ren为第i年增加的清洁能源发电量，单位亿千瓦时；σ为电量折标准煤重量，单位千瓦时/吨，一般取3000；μs为标煤折二氧化硫系数，一般取0.0085；Y为全生命周期年限；
7)所述减少氮氧化物排放量的计算公式为：
其中，ΔNOx为减少氮氧化物排放量，单位吨；Qi,ren为第i年增加的清洁能源发电量，单位亿千瓦时；σ为电量折标准煤重量，单位千瓦时/吨，一般取3000；μn为标煤折二氧化硫系数，一般取0.0074；Y为全生命周期年限；
8)所述清洁能源发电占比贡献度的计算公式为：
其中，K为清洁能源发电占比贡献度；Qi,ren为第i年增加的清洁能源发电量，单位亿千瓦时；Li为第i年区域用电量，单位亿千瓦时；Y为全生命周期年限；
9)所述改善网架结构绩效的计算公式为：
H＝(1,2,3)
其中，工程投运后，对网架结构无变化，供电仍保持独立分区，表示该项指标无改善，H为1；网架结构变化不大，供电由独立分区变为互联分区，但分区之间联系较弱，表示该项指标适度改善，H为2；网架结构变化较大，供电由独立分区变为互联分区，分区之间联系较强，表示该项指标明显改善，H为3；
10)所述综合评估方法为：首先利用专家打分法确定各项指标的权重；再对各指标进行标幺化处理，将越大越优的指标进行正向标幺化、越小越优的指标进行反向标幺化，同一指标最好样本的标幺值最大且为1；然后按照各自权重加权求和计算综合评价指标；最后将评估结果较高的备选方案确定为较优方案；具体计算公式如下：
其中，Cben项目综合效益；Ui Index为第i个指标Index的标幺值；Wi为第i个指标的权重；Nw为指标总个数。
(4)各方案的全生命周期生产模拟
(4-1)将规划比选方案的模型、参数输入到生产模拟软件GridView；
(4-2)利用电力系统生产运行模拟方法，对各种规划比选方案进行全生命周期的生产模拟。
(5)各方案投入产出效益计算
结合某省级电网实施案例，利用与该方案所属场景性质相对应投入产出评价指标体系和方法，计算各方案的投入产出效益，如表9所示。
表9全场景各方案项目综合效益
(6)同一场景下规划比选方案优化筛选
(6-1)按照投入产出效益对同一场景下各方案优化筛选，筛选出综合效益大的方案为可行方案；
(6-2)对所有的场景完成(6-1)的操作；
(6-3)得到所有可行方案。
结合某省级电网实施案例，按照各方案项目综合效益计算结果，优化筛选出各场景的可行方案，如表10所示。
表10全场景可行方案
场景 场景内容 可行方案 建设投资(亿元) 综合效益
场景1 跨区输电能力提升工程 方案2 4.6 0.867
场景2 区域电网供电能力提升 方案2 2.92 0.998
场景3 电网运行灵活资源建设 方案2 4.1 0.932
场景4 风电开发利用送出工程 方案2 0.104 0.958
场景5 220千伏网架结构优化 方案1 1.58 0.986
场景6 配用电网升级改造工程 方案2 11.2 0.996
(7)各方案优化筛选
(7-1)从可行方案中筛选出刚性需求项目
从(6-3)中得到的所有可行方案中，筛选出刚性需求类项目。
(7-2)剩余的是弹性需求项目
(7-3)弹性需求项目排序
结合某省级电网实施案例，根据投入产出效益，对弹性需求类项目进行排序，投入产出效率高的在前，如表11所示。
表11全场景项目排序
场景 场景内容 可行方案 建设投资(亿元) 综合效益 项目性质 排序
场景2 区域电网供电能力提升 方案2 2.92 0.998 刚性项目 必选
场景4 风电开发利用送出工程 方案2 0.104 0.958 刚性项目 必选
场景6 配用电网升级改造工程 方案2 11.2 0.996 刚性项目 必选
场景5 220千伏网架结构优化 方案1 1.58 0.986 弹性项目 1
场景3 电网运行灵活资源建设 方案2 4.1 0.932 弹性项目 2
场景1 跨区输电能力提升工程 方案2 4.6 0.867 弹性项目 3
(8)投资能力校验
(8-1)上述(7-1)与(7-2)总投资需求大于投资能力时，跳到(8-2)；否则，(7-1)与(7-2)项目投资是电网规划建设精准投资项目计划，并跳到(10)；
(8-2)此时，电网投资能力受到限制，优先安排刚性需求项目，然后按照(7-3)中弹性需求项目排序结果，依次安排项目，直到再增加一个项目，刚性需求项目投资与弹性需求项目投资总和刚好超过投资能力。
(9)得到电网规划建设精准投资项目计划，实现电网发展的精准投资。
结合某省级电网实施案例，按照刚性项目优先满足、弹性项目按效益排序的原则，在总投资不超过总投资能力20亿元的约束下，制定投资项目计划，如表12所示。
表12项目计划表
场景 场景内容 可行方案 建设投资(亿元) 综合效益 项目性质 排序
场景2 区域电网供电能力提升 方案2 2.92 0.998 刚性项目 必选
场景4 风电开发利用送出工程 方案2 0.104 0.958 刚性项目 必选
场景6 配用电网升级改造工程 方案2 11.2 0.996 刚性项目 必选
场景5 220千伏网架结构优化 方案1 1.58 0.986 弹性项目 1
场景3 电网运行灵活资源建设 方案2 4.1 0.932 弹性项目 2
(10)结束。
本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (3)

1.一种电网规划建设精准投资方法，其特征在于，所述的电网规划建设精准投资方法包括按顺序执行的下列步骤：
步骤1)对规划建设场景分类的S01阶段：根据投资需求性质和解决问题的不同对规划建设的典型场景进行分类；
步骤2)建立各场景规划比选方案的S02阶段：根据投资需求导向建立制定各场景的规划比选方案；
步骤3)提出全场景投入产出评价指标体系和方法的S03阶段：
所述全场景投入产出评价指标包括全生命周期总投资、单位投资平均供电量、对电网营业收入的贡献、增供电量对GDP的贡献、清洁能源发电占比贡献度、减少二氧化碳排放量、减少二氧化硫排放量、减少氮氧化物排放量和改善网架结构贡献绩效；
所述全场景投入产出评价方法包括以下步骤：
A.计算全生命周期总投资；
B.计算全生命周期单位投资增供电量；
C.计算对电网营业收入的贡献；
D.计算增供电量对GDP贡献度；
E.计算减少二氧化碳排放量；
F.计算减少二氧化硫排放量；
G.计算减少氮氧化物排放量；
H.计算清洁能源发电占比贡献度；
I.计算改善网架结构绩效；
J.按照加权平均法对规划比选方案进行综合评估；
步骤4)对各规划比选方案进行全生命周期生产模拟和效益计算的S04阶段：
所述对各规划比选方案进行全生命周期生产模拟包括以下步骤：
A.将规划比选方案的模型、参数输入到生产模拟软件GridView；
B.通过电力系统生产运行模拟方法，对各种规划比选方案进行全生命周期的生产模拟；
所述对各规划比选方案进行效益计算为通过与该规划比选方案所属场景性质相对应的投入产出评价指标体系和方法，计算各规划比选方案的投入产出效益；
步骤5)对各场景的规划比选方案进行优化筛选得到所有可行性方案的S05阶段：对所有场景进行筛选操作，具体为根据投入产出效益对同一场景下的规划比选方案优化筛选，筛选出综合效益大的方案为可行性方案；
步骤6)筛选刚性、弹性需求项目并对弹性需求项目进行效益排序的S06阶段：根据项目性质和投资需要的迫切性将各场景可行性方案中的规划建设项目分为刚性项目和弹性项目，并对弹性项目根据投入产出效益进行排序；
步骤7)判断是否达到总投资需求大于投资能力的S07阶段：将S06阶段中刚性需求项目和弹性需求项目的总投资需求和投资能力进行比较，如果比较结果是总投资需求大于投资能力，则电网投资能力受限，需先安排刚性需求项目，再根据投入产出效益排序结果筛选安排弹性需求项目，直至刚性需求项目与弹性需求项目投资总和刚好超过投资能力，此时的方案为电网规划建设精准投资项目计划；否则进入下一步；
步骤8)确定规划项目的S08阶段：S05阶段的可行性方案为电网规划建设精准投资项目计划，所述项目计划可以实现电网发展的精准投资。
2.根据权利要求1所述的电网规划建设精准投资方法，其特征在于，在步骤3)中：
所述全生命周期总投资的计算公式为：
Wall＝Wcon+Wope-Wdep
Wope＝αope·Wcon
Wdep＝αdep·Wcon
其中，Wall为全生命周期总投资，单位亿元；Wcon为建设总投资，单位亿元；Wope为运行维护成本，单位亿元；Wdep为设备退役回收的折旧残值，单位亿元；αope按照经验取30％，αdep按照经验取3％；
所述全生命周期单位投资增供电量的计算公式为：
<mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>&amp;phi;</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>Y</mi> </munderover> <msub> <mi>Q</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>l</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> </mrow>
其中，ΔΦ为全生命周期单位投资增供电量，单位千瓦时/元；Qi为第i年产生的增供电量，单位亿千瓦时；Wall为全生命周期总投资，单位亿元；Y为全生命周期年限；
所述对电网营业收入的贡献的计算公式为：
<mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>I</mi> <mi>n</mi> <mi>c</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>Y</mi> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，ΔInc为对电网营业收入的贡献；Qi为第i年产生的增供电量，单位亿千瓦时；Pi为第i年的销售电价，单位为元/千瓦时；Y为全生命周期年限；
所述增供电量对GDP贡献度的计算公式为：
<mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>G</mi> <mi>D</mi> <mi>P</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>Y</mi> </munderover> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>/</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>a</mi> <mi>l</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>GDP</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>a</mi> <mi>l</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>Y</mi> </munderover> <msub> <mi>GDP</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>a</mi> <mi>l</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中，ΔGDP为增供电量对GDP贡献度；Qi为第i年增供电量，单位亿千瓦时；Qi,all为第i年的总电量，单位亿千瓦时；GDPi,all为第i年的总GDP，单位亿元；Y为全生命周期年限；
所述减少二氧化碳排放量的计算公式为：
<mrow> <msub> <mi>&amp;Delta;CO</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>Y</mi> </munderover> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mn>10</mn> <mn>8</mn> </msup> </mrow> <mi>&amp;sigma;</mi> </mfrac> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>c</mi> </msub> </mrow>
其中，ΔCO2为减少二氧化碳排放量，单位吨；Qi,ren为第i年增加的清洁能源发电量，单位亿千瓦时；σ为电量折标准煤重量，单位千瓦时/吨，一般取3000；μc为标煤折二氧化碳系数，一般取2.62；Y为全生命周期年限；
所述减少二氧化硫排放量的计算公式为：
<mrow> <msub> <mi>&amp;Delta;SO</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>Y</mi> </munderover> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mn>10</mn> <mn>8</mn> </msup> </mrow> <mi>&amp;sigma;</mi> </mfrac> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>s</mi> </msub> </mrow>
其中，ΔSO2为减少二氧化硫SO2排放量，单位吨；Qi,ren为第i年增加的清洁能源发电量，单位亿千瓦时；σ为电量折标准煤重量，单位千瓦时/吨，一般取3000；μs为标煤折二氧化硫系数，一般取0.0085；Y为全生命周期年限；
所述减少氮氧化物排放量的计算公式为：
<mrow> <msub> <mi>&amp;Delta;NO</mi> <mi>x</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>Y</mi> </munderover> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mn>10</mn> <mn>8</mn> </msup> </mrow> <mi>&amp;sigma;</mi> </mfrac> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>n</mi> </msub> </mrow>
其中，ΔNOx为减少氮氧化物排放量，单位吨；Qi,ren为第i年增加的清洁能源发电量，单位亿千瓦时；σ为电量折标准煤重量，单位千瓦时/吨，一般取3000；μn为标煤折二氧化硫系数，一般取0.0074；Y为全生命周期年限；
所述清洁能源发电占比贡献度的计算公式为：
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>Y</mi> </munderover> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>/</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>Y</mi> </munderover> <msub> <mi>L</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>
其中，K为清洁能源发电占比贡献度；Qi,ren为第i年增加的清洁能源发电量，单位亿千瓦时；Li为第i年区域用电量，单位亿千瓦时；Y为全生命周期年限；
所述改善网架结构绩效的计算公式为：
H＝(1,2,3)
其中，工程投运后，对网架结构无变化，供电仍保持独立分区，表示该项指标无改善，H为1；网架结构变化不大，供电由独立分区变为互联分区，但分区之间联系较弱，表示该项指标适度改善，H为2；网架结构变化较大，供电由独立分区变为互联分区，分区之间联系较强，表示该项指标明显改善，H为3；
所述综合评估方法为：首先利用专家打分法确定各项指标的权重；再对各指标进行标幺化处理，将越大越优的指标进行正向标幺化、越小越优的指标进行反向标幺化，同一指标最好样本的标幺值最大且为1；然后按照各自权重加权求和计算综合评价指标；最后将评估结果较高的备选方案确定为较优方案；具体计算公式如下：
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>e</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>N</mi> <mi>W</mi> </msub> </munderover> <msubsup> <mi>U</mi> <mrow> <mi>I</mi> <mi>n</mi> <mi>d</mi> <mi>e</mi> <mi>x</mi> </mrow> <mi>i</mi> </msubsup> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>W</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>
其中，Cben项目综合效益；Ui Index为第i个指标Index的标幺值；Wi为第i个指标的权重；Nw为指标总个数。
3.根据权利要求1所述的电网规划建设精准投资方法，其特征在于，在步骤6)中，所述刚性需求类项目优先安排投资，弹性项目优先安排投资综合效益大的项目，要满足投资项目需求，但总体投资金额不超过投资能力。
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