CN109190858A - 一种电网建设项目投资决策优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电网建设项目投资决策优化方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、电网投资项目初步筛选：通过构建电网建设项目优选多层次指标体系，对电网建设项目评价分析，针对电网投资规划库项目进行筛选；步骤2、电网投资项目二次优化：通过建立“理想专家”评价模型，针对项目进行评价，根据评价结果进行排序；步骤3、电网建设项目投资组合优化：建立电网建设投资组合整体优化模型，通过模型测算得出最终项目优选结果。本发明能够从经济角度对其进行分析评价，采用科学的方法，指导投资资金的有效运用。

Description

一种电网建设项目投资决策优化方法

技术领域

本发明属于电网投资决策技术领域，尤其是一种电网建设项目投资决策优化方法。

背景技术

电网资产投资建设的特点是投资资金多、建设时间长、风险大。在电力体制改革之后，电网企业面临着众多未知因素的挑战。同时，目前我国电网的发展普遍存在一些问题，如配电网结构不合理，网架结构薄弱；电力设备数量多单陈旧、性能落后、免维护水平低且不适合自动化要求，导致停电事故率高；线路过载，网损严重；可靠性差、电压质量低等。输变电设备过载情况普遍，备用容量不足，有的老城区电网，已滞后于城市的经济发展，成为制约城市发展的瓶颈。面对电网企业发展存在的问题和所需的巨大的投资建设，从经济角度对其进行分析评价，采用科学的方法，指导投资资金的有效运用是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、科学实用的电网建设项目投资决策优化方法。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种电网建设项目投资决策优化方法，包括以下步骤：

步骤1、电网投资项目初步筛选：通过构建电网建设项目优选多层次指标体系，对电网建设项目评价分析，针对电网投资规划库项目进行筛选；

步骤2、电网投资项目二次优化：通过建立“理想专家”评价模型，针对项目进行评价，根据评价结果进行排序。

步骤3、电网建设项目投资组合优化：建立电网建设投资组合整体优化模型，通过模型测算得出最终项目优选结果。

而且，所述步骤1的具体步骤包括：

(1)根据电力系统特征，从电网发展、可靠性、建设准备、经济性、建设环境等方面出发，按照层次分析法基本思想，构建电网建设项目优选多层次指标体系；

(2)在项目初步筛选过程中，采用最大值法，任一指标满足优选条件则此项目即可作为储备项目。

而且，所述步骤2的具体步骤包括：

(1)应用专家群组决策特征根法，在项目优选指标体系评价结果的基础上，由多位专家从项目建设必要性、紧迫性、重要性、投资风险等方面比较同一电压等级内项目，并以百分制表达项目之间的优先关系；

(2)考虑专家的偏好、从事专业的不同，应用群组决策特征根法，确定“理想专家”的评分向量；假设一个“理想专家”，决策水平最高、最客观，可靠性的范围在0～1之间，记其评分向量x_*＝[x_*1，x_*2，…，x_*n]^T；“理想专家”是具有评分向量与群体中各专家评分向量夹角之和最小的专家，由S₁,S₂,…,S_n组成的n个专家群组决策系统G评价m个目标P₁,P₂,…,P_m，第i个专家对S_i的j个评价目标P_j的评分值记为：

x_ij∈[I,J](i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m)

即可得出群组专家评分矩阵X＝(x_ij)_n×m，理想专家的评分向量即为矩阵A＝X^TX对应其最大特征根ρ_max的正特征向量。

而且，所述步骤3的具体步骤包括：

(1)在完成单个项目两级优选后，引入现代投资组合理论，建立电网建设投资组合整体优化模型，求得电网投资组合整体效益最大化；在模型中采用净现值指标衡量电网建设项目投资组合的经济效益，通过计算各个项目的净现值，得出投资组合的期望经济效益；

其中，衡量电网建设项目投资组合的经济效益模型为：

目标函数：

约束条件：

式中：x_i为项目的决策变量，其取值0或1，f₀是剩余资金，F为总资金额，NPV为净现值，σ²为期望方差，cov(r_i,r_j)为两期望数据的协方差；

(2)针对上述优化模型，利用MATLAB线性规划求解功能进行模型求解，最终输出结果即为最终投资方案。

本发明的优点和有益效果：

1、本发明结合项目优选排序及投资组合优化方法，综合两种方法的优点，提出一种电网投资项目优选决策方法。

2、本发明通过项目初步筛选和二次优化，简化了投资组合模型的计算过程。

附图说明

图1为本发明的处理流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：

一种电网建设项目投资决策优化方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1、电网投资项目初步筛选：通过构建电网建设项目优选多层次指标体系，对电网建设项目评价分析，针对电网投资规划库项目进行筛选。

所述步骤1的具体步骤包括：

(1)根据电力系统特征，从电网发展、可靠性、建设准备、经济性、建设环境等方面出发，按照层次分析法基本思想，构建电网建设项目优选多层次指标体系；

(2).在项目初步筛选过程中，采用最大值法，任一指标满足优选条件则此项目即可作为储备项目。

步骤2、电网投资项目二次优化：通过建立“理想专家”评价模型，针对项目进行评价，根据评价结果进行排序。

所述步骤2的具体步骤包括：

(1)应用专家群组决策特征根法，在项目优选指标体系评价结果的基础上，由多位专家从项目建设必要性、紧迫性、重要性、投资风险等方面比较同一电压等级内项目，并以百分制表达项目之间的优先关系；

(2)考虑专家的偏好、从事专业的不同，应用群组决策特征根法，确定“理想专家”的评分向量；假设一个“理想专家”，决策水平最高、最客观，可靠性的范围在0～1之间，记其评分向量x_*＝[x_*1，x_*2，…，x_*n]^T；“理想专家”是具有评分向量与群体中各专家评分向量夹角之和最小的专家，由S₁,S₂,…,S_n组成的n个专家群组决策系统G评价m个目标P₁,P₂,…,P_m，第i个专家对S_i的j个评价目标P_j的评分值记为：

x_ij∈[I,J](i＝1,2,L,n；j＝1,2,L,m)

即可得出群组专家评分矩阵X＝(x_ij)_n×m，理想专家的评分向量即为矩阵A＝X^TX对应其最大特征根ρ_max的正特征向量。

步骤3、电网建设项目投资组合优化：建立电网建设投资组合整体优化模型，通过模型测算得出最终项目优选结果。

所述步骤3的具体步骤包括：

(1)在完成单个项目两级优选后，引入现代投资组合理论，建立电网建设投资组合整体优化模型，求得电网投资组合整体效益最大化；在模型中采用净现值指标衡量电网建设项目投资组合的经济效益，通过计算各个项目的净现值，得出投资组合的期望经济效益；

衡量电网建设项目投资组合的经济效益模型为：

目标函数：

约束条件：

式中：x_i为项目的决策变量，其取值0或1，f₀是剩余资金，F为总资金额，NPV为净现值，σ²为期望方差，cov(r_i,r_j)为两期望数据的协方差；

(2)针对上述优化模型，利用MATLAB线性规划求解功能进行模型求解，最终输出结果即为最终投资方案。

下面通过具体算例对本发明作进一步详细说明：

步骤1、电网投资项目初步筛选：通过构建电网建设项目优选多层次指标体系，对电网建设项目评价分析，针对电网投资规划库项目进行筛选。

按照项目建设规律和要求，在满足前期条件指标要求的项目中，应用项目指标最大值法进行初步筛选。项目评分表如表1所示。

表1项目初步筛选情况

步骤2、电网投资项目二次优化：通过建立“理想专家”评价模型，针对项目进行评价，根据评价结果进行排序。

专家群组综合考虑项目建设紧迫性、风险程度、建设时序等方面，在初步筛选出的项目的基础上，对电网建设项目初步排序进行调整。结果如表2所示。并应用群组决策法计算出“理想专家”的排序结果。

表2项目专家评价表

项目编号	1	2	3	4	5
						专家A	85	90	80	93	87
专家B	78	82	85	81	90
						专家C	90	85	88	87	88
专家D	84	83	90	82	85
						专家E	95	88	91	85	93

得矩阵X，代入公式可得最大特征根ρ_max＝1.8767，对应特征向量为：

v＝[0.4466 0.4420 0.4480 0.4419 0.4573]^T

经归一化处理，可得：

v＝[0.1997 0.1977 0.2004 0.1976 0.2045]^T

依据此方法将各项目进行排序，项目优先排序结果为5→3→1→2→4。

步骤3、电网建设项目投资组合优化：建立电网建设投资组合整体优化模型，通过模型测算得出最终项目优选结果。

由于电网建设项目建设周期较长，一般需1年以上的投资期，文中为简化计算，考虑项目整个投资周期，以总投资作为资金约束条件，说明项目组合选取的基本模型。假设一定时期内投资额为8000万元，各项目的总投资、期望收益、收益率数据如表3所示。由于电力线路的网络特性，电网项目收益不完全独立。本发明为简化计算，不考虑项目之间的影响因素，假设上述5个项目收益彼此独立。

表3项目期望收益

项目编号	总投资(万元)	期望收益(万元)	收益率(％)
				1	2000	183	9.1500
2	1500	148	9.8670
				3	1400	132	9.4290
4	3000	340	11.3333
				5	2400	256	10.6667

通过表3所示数据可计算出部分项目自核投资规模、期望收益、收益风险，如表4所示。表中“1”表示项目列入投资，“0”表示项目取消投资。

表4部分项目组合及组合风险

项目组合	A	B	C	D	E
						1	1	1	1	0	0
2	1	0	1	1	0
						3	1	0	1	0	1
4	1	1	0	1	1
						5	0	1	1	1	1
投入规模(万元)	790	7400	7300	6900	6800
						期望收益(万元)	803	779	719	744	728
收益率(％)	10.160	10.530	9.849	10.780	10.710
						组合风险	0.708	0.612	0.356	0.614	0.679

根据上述测算结果，可得如下项目排序结果：(1)按照投资组合期望收益由大到小排序：A→B→D→E→C；(2)按照投资组合期望收益由大到小排序：D→E→B→A→C；(3)按照投资组合期望收益由大到小排序：C→B→D→E→A。综上所述，电网建设项目投资组合需在技术、经济、风险等因素中求平衡。经计算，推荐投资组合B为最优项目组合。

需要强调的是，本发明所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种电网建设项目投资决策优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、电网投资项目初步筛选：通过构建电网建设项目优选多层次指标体系，对电网建设项目评价分析，针对电网投资规划库项目进行筛选；

步骤2、电网投资项目二次优化：通过建立“理想专家”评价模型，针对项目进行评价，根据评价结果进行排序。

步骤3、电网建设项目投资组合优化：建立电网建设投资组合整体优化模型，通过模型测算得出最终项目优选结果。

2.根据权利要求1所述的一种电网建设项目投资决策优化方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤包括：

(1)根据电力系统特征，从电网发展、可靠性、建设准备、经济性、建设环境等方面出发，按照层次分析法基本思想，构建电网建设项目优选多层次指标体系；

(2)在项目初步筛选过程中，采用最大值法，任一指标满足优选条件则此项目即可作为储备项目。

3.根据权利要求1所述的一种电网建设项目投资决策优化方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤包括：

(1)应用专家群组决策特征根法，在项目优选指标体系评价结果的基础上，由多位专家从项目建设必要性、紧迫性、重要性、投资风险等方面比较同一电压等级内项目，并以百分制表达项目之间的优先关系；

(2)考虑专家的偏好、从事专业的不同，应用群组决策特征根法，确定“理想专家”的评分向量；假设一个“理想专家”，决策水平最高、最客观，可靠性的范围在0～1之间，记其评分向量x_*＝[x_*1,x_*2,…,x_*n]^T；“理想专家”是具有评分向量与群体中各专家评分向量夹角之和最小的专家，由S₁,S₂,…,S_n组成的n个专家群组决策系统G评价m个目标P₁,P₂,…,P_m，第i个专家对S_i的j个评价目标P_j的评分值记为：

x_ij∈[I,J](i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m)

即可得出群组专家评分矩阵X＝(x_ij)_n×m，理想专家的评分向量即为矩阵A＝X^TX对应其最大特征根ρ_max的正特征向量。

4.根据权利要求1所述的一种电网建设项目投资决策优化方法，其特征在于：所述步骤3的具体步骤包括：

(1)在完成单个项目两级优选后，引入现代投资组合理论，建立电网建设投资组合整体优化模型，求得电网投资组合整体效益最大化；在模型中采用净现值指标衡量电网建设项目投资组合的经济效益，通过计算各个项目的净现值，得出投资组合的期望经济效益；

其中，衡量电网建设项目投资组合的经济效益模型为：

目标函数：

约束条件：

式中：x_i为项目的决策变量，其取值0或1，f₀是剩余资金，F为总资金额，NPV为净现值，σ²为期望方差，cov(r_i,r_j)为两期望数据的协方差；

(2)针对上述优化模型，利用MATLAB线性规划求解功能进行模型求解，最终输出结果即为最终投资方案。