CN110633902A - 适应输配电价改革的电网投资效益评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及适应输配电价改革的电网投资效益评估方法，包括步骤：S1、构建适应输配电价改革的电网投资效益评估指标体系，并对评估指标体系内的各个指标进行计算或预算；S2、根据指标计算值，根据衡量标准采用功效系数法对评估指标赋值；S3、采用层次分析法与熵权法相结合的方法确定各指标的权重；S4、建立适应输配电价改革的电网投资历史效益评估模型；S5、建立适应输配电价改革的电网投资现状效益评价模型；S6、建立适应输配电价改革的电网投资未来预测效益评估模型；S7、建立适应输配电价改革的电网投资动态效益评估模型。本发明运用综合评价方法对电网动态的投入效益进行评估，为电网整体的投资效果以及未来投资决策提供借鉴。

Description

适应输配电价改革的电网投资效益评估方法

技术领域

本发明属于电网公司投资决策技术领域，尤其涉及适应输配电价改革的电网投资效益评估方法。

背景技术

目前，天津已被纳入输配电价改革试点范围，在新的输配电价机制下，电网企业的投资规模可能呈逐步降低趋势，政府监管对投资效益及投资回报效果等产出成效的要求更高。一方面电网如果随意增加资产项目投资，有效资产过快增长导致准许成本和准许收益虚高，输配电价会迎来上升压力。为保证与售电市场协调发展，电网投资超前发展将会受到抑制。另一方面，投资和成本一起决定输配电价，而在价格空间有限的情况下，过度投资会造成成本被过度核减。故电网企业成本及投资计量受到更严苛控制，政府开展了严格的输配电价核定方法体系，政府对电网的间接监管转变为直接监管。政府对电网提供的成本、有效资产等信息进行准确的事前审核，进而对电网成本管理、资产管理产生显著影响。因此，如何衡量输配电价改革下的电网投资效果成为重中之重。

因此，基于这些问题，提供一种运用综合评价方法对电网动态的投入效益进行评估，从而为电网整体的投资效果以及未来投资决策提供一定的借鉴适应输配电价改革的电网投资效益评估方法，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种运用综合评价方法对电网动态的投入效益进行评估，从而为电网整体的投资效果以及未来投资决策提供一定的借鉴适应输配电价改革的电网投资效益评估方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

适应输配电价改革的电网投资效益评估方法，包括如下步骤：

S1、构建适应输配电价改革的电网投资效益评估指标体系，并对评估指标体系内的各个指标进行计算或预算，得到指标计算值；

S2、根据指标计算值，对各指标采用五分位法制定衡量标准，根据衡量标准采用功效系数法对评估指标赋值；

S3、确定各指标的权重，权重的确定方法采用层次分析法与熵权法相结合的方法，具体为：

S301、通过层次分析法给出每个指标的权重；

S302、利用熵权法得出每个指标的权重；

S303、通过层次分析法得到的权重系数和熵权法得到的权重得到各个评价指标的最终权重：

w_j＝k₁p_j+k₂q_j(j＝1,2,...,n)

式中：w_j为最终权重，p_j，q_j分别是主网项目发展投入效益评价基于层次分析法原理和基于熵权法原理得到的指标x_j的权重，k₁、k₂为常数，k₁+k₂＝1且k₁＞0，k₂＞0；

S4、建立适应输配电价改革的电网投资历史效益评估模型

建立评价年前三年的电网投资项目的历史效益评估模型：

式中，C^tp为电网投资项目历史效益评价值，tp为历史投资年，a为投资项目总数，m为指标数量，历史年项目中第tp年的第i个项目j项指标的评价分数，

为第j项指标的权重；

S5、建立适应输配电价改革的电网投资现状效益评价模型

建立评估年当年t0的电网投资现状效益评估模型：

式中，C^t0为电网投资项目现状效益评估值，

为评估年当年第i个项目第j项指标的得分，W_j ^t0为第j项指标的权重；

S6、建立适应输配电价改革的电网投资未来预测效益评估模型

建立预测年tx的电网投资未来预测效益评估模型：

式中，C^tx为电网投资未来预测年效益评估值，

为预测年项目中第i个项目第 j个指标的得分，W_j ^tx为预测年第j个指标的权重；

S7、建立适应输配电价改革的电网投资动态效益评估模型

结合历史效益评估、效益现状评估及未来预测效益评估结果，对三个效益评估结果赋予权重，线性加权结果即为动态效益评估模型：

C^t＝α^t×C^tp+β^t×C^t0+γ^t×C^tx，t＝t₀,t_x＝t+1

C^t＝(1-γ^t)×C^t-1+γ^t×C^tx，t＞t₀,t_x＝t+1

式中：C^t为电网投资项目动态效益评估值，α^t为历史效益评估值所占权重，β^t为效益现状评估值所占权重，γ^t为未来预测效益评估值所占权重，C^t-1为前一年动态效益评估值。

进一步的，所述步骤S303中k₁、k₂的计算方法为：

使被评价对象之间整体最大差异，使下式取值最大：

式中，m、n分别代表评价的项目、评价指标的个数；

在满足条件k₁＞0，k₂＞0下，应用Lagrange条件极值原理，得：

进一步的，所述步骤S2中利用功效系数法对评估指标赋值，其方法为：

对已采用五分位法制定衡量标准后的各指标，计算其功效系数：

式中，ε_ij为功效系数，M_j和m_j分别为指标x_j的区间上限值和区间下限值；

通过功效系数对指标进行赋值，得到指标评价得分：

式中，a为指标xj所在区间的本档基础分，b为指标x_j所在区间的上档基础分。

进一步的，所述步骤S301中，利用层次分析法得到各指标的权重的方法为：

1)确定指标的量化标准，采用比例标度法来确定指标的相对尺度，指标两两比较构成判断矩阵：

矩阵Y中n为指标个数；

层次分析法的核心问题是建立一个构造合理且一致的判断矩阵(成对比较矩阵)，在确定各层次因素之间的权重时，为减少性质不同的诸因素相互比较的困难，提高精确度，将所有指标两两进行相互比较，量化两指标相对于某一标准的重要程度。比较时采用相对尺度，本专利采用比例标度法来确定其相对尺度，y_ij为指标i与指标j的重要性比较结果，下表列出9个重要性等级。

指标i比指标j	量化值
		同等重要	1
稍微重要	3
		较强重要	5
强烈重要	6
		极端重要	9
两相邻判断的中间值	2、4、6、8

2)将所建立的判断矩阵进行归一化处理：取Y矩阵中y_ij与该矩阵中所有元素之和的比值作为归一化结果，得到各指标的权重。

进一步的，所述S302中经由熵值法确定指标的权重方法如下：

计算指标的熵值：

其中，H(y_j)表示第j个指标的熵值，k为调节系数，k＝1/ln n，n代表判断矩阵的行数，即指标数；

根据评价指标的熵值计算熵权：

其中，d_j表示第j个指标的熵权，0≤d_j≤1，

权重向量：d＝(d₁,d₂,...,d_n)^T。

本发明的优点和积极效果是：

本发明采用综合评价方法，通过运用综合评价的方法，建立指标、对指标赋值赋权、考虑随着时间的变化效益也在不同的变化的问题，建立电网投资效果的动态效益评估模型，并从历史、现状及未来三个方面均有所考量，方便电网企业对电网的投资效果有一个全面的了解，对企业未来的投资方向与投资规划的着重点提供强有力的理论依据。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本发明实施例提供的适应输配电价改革的电网投资项目动态效益评估结果图；

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面就结合图1来具体说明本发明。

一、建立效益评估指标体系

从经济性、安全性及社会性方面建立的适应输配电价改革的电网整体投资效益评估指标体系，如表1所示；并对各指标进行计算及预测，如表2所示，其中，预测方法采用的现有的电网投资评估体系指标预测方法，属于现有技术。

表1电网整体投资效益评估指标体系

指标体系具体说明如下所示：

(1)经济效益指标

1)新增投资计入固定资产比率

新增投资计入固定资产比率是新增投资转固定资产占新增固定资产原值比率，即转增固定资产金额与新增投资额的比率。为抑制电网公司过度投资，产生A-J效应《省级电网输配电价定价办法(试行)》引入新增投资计入固定资产比率，不能超过75％。，计算公式为

式中，R_nf为新增投资计入固定资产比率，T_fc为转增固定资产金额，I_na为新增投资额。

2)加权平均资本收益率

按定价办法相关规定，加权平均资本收益率的计算公式为，

W_arc＝R_ec×(1-A_l)+D_cr×A_l

式中，W_arc为加权平均资本收益率，R_ec为权益资本收益率，A_l为资产负债率，D_cr为债务资本收益率。

3)运维费用占新增投资的比率

运维费用占新增投资的比率的计算公式为

式中，R_mf为运维费用占新增投资的比率，O_m为运维费用，I_na为新增投资额。

4)单位投资增供电量

该指标指项目寿命期内单位投资所带来的电网增量电量(包括转供电量和增加电量)，用以评价项目在电网满足用户电量需求方面的投资效率。

计算公式：

式中，QUI_exp为项目预估的寿命期内的单位投资增供电量，TI_all为项目总投资额，Q_i指项目建设期当年的增供电量，i指项目建设年，n指项目建设期总年数。

5)单位投资降损电量

该指标指项目寿命期内的单位投资所带来的电网电量损耗的降低程度，用以评价项目在电网降损增效方面的投资效率。

计算公式：

式中，LUI_exp为项目预估的寿命期内的单位投资降损电量，Loss_i为第i年的降损电量，TI_all为项目总投资额，n指项目建设期总年数。

6)净现值率

净现值率又称净现值比、净现值指数，是指项目净现值与原始投资现值的比率，又称“净现值总额”。净现值率是一种动态投资收益指标，用于衡量不同投资方案的获利能力大小，说明某项目单位投资现值所能实现的净现值大小。净现值率小，单位投资的收益就低，净现值率大，单位投资的收益就高，净现值率公式为，

式中，NPVR为净现值率，NPV为净现值，I_p为项目原始投资现值。

(2)安全性指标

1)供电可靠率提高值

该指标表示电网系统的运行效率，反映电网的安全情况。

计算公式：

式中，G_sr为供电可靠率提高值，G_now为当前供电可靠率，P_csph为统计期间用户平均停电时间，T_csph为统计期间时间。

2)综合电压合格率提高值

该指标共分为A、B、C、D四类，A类电压合格率为地区供电负荷的变电站和发电厂的10千伏母线电压合格率；B类电压合格率为35千伏、66千伏专线供电和110 千伏及以上供的用户端电压合格率；C类电压合格率为10千伏线路末端用户的电压合格率；D类电压合格率为低压配电网的首末端和部分主要用户的电压合格率，用以评价投资项目对于改善配网电压质量，提高电压合格率方面的实际效果，计算公式为

式中，R_r为综合电压合格率提高值，R_a为A类电压合格率，R_b为B类电压合格率，R_c为C类电压合格率，R_d为D类电压合格率，R_now为当前综合电压合格率。

(3)社会性指标

1)可再生电源接入量增加值

该指标用来评价电网投资后可以增加的可再生电源的装机容量，衡量整个电网增加可再生能源接入量的潜力。

2)可再生能源消纳电量增加值

该指标指电网投资后，电网消纳的可再生能源电量的增加值，用以评价项目的社会效益。

二、计算指标实际值

对以上构建的适应输配电价改革的电网投资效益评估指标体系内的各个指标进行计算，得到指标实际值，如表2所示；

表2电网整体投资效益基础数据表

三、计算指标评估值

根据指标实际值，对各指标采用五分位法制定衡量标准，即划分出五个级别：优秀、良好、平均、较差和落后，各指标的衡量标准如表3所示，根据衡量标准采用功效系数法对评估指标赋值，具体的为：

对已采用五分位法制定衡量标准后的各指标，计算其功效系数：

式中，ε_ij为功效系数，M_j和m_j分别为指标x_j的区间上限值和区间下限值；

通过功效系数对指标进行赋值，得到指标评价得分：

式中，a为指标x_j所在区间的本档基础分，b为指标x_j所在区间的上档基础分。

作为举例，指标1的2016年基础数据为67.84(表2)，属于良好档，功效系数为(67.84-65)/5＝0.568，良好档基础分为60分(表3)，则利用功效系数法对指标1 进行重新赋值：60+0.568*20＝71.36(表4)。

表3功效系数法评估指标的衡量标准

表4功效系数法对评估指标赋值后的结果

四、计算指标权重

确定各指标的权重，权重的确定方法采用层次分析法与熵权法相结合的方法：

(1)层次分析法各级指标权重的确定

表5主观权重一级指标

	经济性指标	安全性指标	社会性指标	求和	权重
						经济性指标	1	5	7	13.000	0.604
安全性指标	0.200	1.000	6.000	7.200	0.335
						社会性指标	0.143	0.167	1.000	1.310	0.061
				21.510	1.000

表6主观权重二级指标——经济性指标

表7主观权重二级指标——安全性指标

	供电可靠率提高值	综合电压合格率提高值	求和	权重
					供电可靠率提高值	1	1	2	1
综合电压合格率提高值	1	1	2	1
								4	1

表8主观权重二级指标——社会性指标

利用层次分析法得到的各指标的权重如表9所示；

表9电网整体投资效益指标赋权结果(层次分析法)

需要说明的是，层次分析法得到的指标最后权重值为一级指标权重值乘以二级指标权重值得到的。

(2)熵权法指标权重的确定

熵权法原始数据如下表所示，其来源于实际项目值，需要说明的是，相较于层次分析法，熵权法对原始数据的精确度要求要高一些，故在使用熵权法计算权重时，选取原始数据的时候从原始数据库里挑选相对来讲更加准确的数据来使用，而在上面的层次分析法过程中，原始数据则可以从原始数据库里随意挑选。

表10熵权法原始数据表

	2015	2016	2017	2018	2019
						指标1	71.585	69.948	66.000	70.313	70.899
2	3.923	3.891	3.807	3.847	3.915
						3	2.723	3.036	2.606	3.000	2.908
4	1.465	1.527	1.557	1.548	1.571
						5	0.008	0.007	0.007	0.007	0.007
6	128.000	125.000	129.000	129.000	126.000
						7	0.066	0.070	0.066	0.064	0.068
8	0.070	0.062	0.070	0.073	0.073
						9	67.000	77.000	90.000	71.000	92.000
10	852.000	940.000	869.000	833.000	877.000

表11熵值与熵权计算结果

利用熵权法得到的各指标的权重如表12所示；

表12电网整体投资效益指标赋权结果(熵权法)

(3)确定指标的最终权重

在本实施例中，层次分析法与熵权法的权重均占0.5，得到指标体系的赋权结果如表13所示。

表13电网整体投资效益指标赋权结果

(4)建立动态效益评估模型

采用熵权法对历史效益、效益现状及未来预测进行赋权。结合历史效益评估、效益现状评估及未来预测效益评估结果，对三个效益评估结果赋予权重，线性加权结果即为动态效益评估模型；

对于历史效益评估结果、效益现状评估结果以及未来预测效益评估结果的权重赋值如表14所示，其中，权重计算方法为熵权法。

表14评估结果所占权重表

基于动态效益评估模型，应用层次分析法和熵权法结合的方法得到最终的整体效益评估表，其结果如表15所示：

表15电网整体投资效益评估结果表

运用excel软件对电网的整体投资效益进行评估，其中历史效益所占权重与综合效益所占权重均可根据实际情况进行动态调整，通过动态的权重、动态的预测值与实际值的滚动，将动态效益评估结果绘制成折线图，由结果可知，电网整体投资效益的动态评估分数有高有低，但总体趋势为上升趋势，如图1所示。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.适应输配电价改革的电网投资效益评估方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、构建适应输配电价改革的电网投资效益评估指标体系，并对评估指标体系内的各个指标进行计算或预算，得到指标计算值；

S2、根据指标计算值，对各指标采用五分位法制定衡量标准，根据衡量标准采用功效系数法对评估指标赋值；

S3、确定各指标的权重，权重的确定方法采用层次分析法与熵权法相结合的方法，具体为：

S301、通过层次分析法给出每个指标的权重；

S302、利用熵权法得出每个指标的权重；

S303、通过层次分析法得到的权重系数和熵权法得到的权重得到各个评价指标的最终权重：

w_j＝k₁p_j+k₂q_j(j＝1,2,...,n)

式中：w_j为最终权重，p_j，q_j分别是主网项目发展投入效益评价基于层次分析法原理和基于熵权法原理得到的指标x_j的权重，k₁、k₂为常数，k₁+k₂＝1且k₁＞0，k₂＞0；

S4、建立适应输配电价改革的电网投资历史效益评估模型

建立评价年前三年的电网投资项目的历史效益评估模型：

式中，C^tp为电网投资项目历史效益评价值，tp为历史投资年，a为投资项目总数，m为指标数量，

历史年项目中第tp年的第i个项目j项指标的评价分数，为第j项指标的权重；

S5、建立适应输配电价改革的电网投资现状效益评价模型

建立评估年当年t0的电网投资现状效益评估模型：

式中，C^t0为电网投资项目现状效益评估值，为评估年当年第i个项目第j项指标的得分，

为第j项指标的权重；

S6、建立适应输配电价改革的电网投资未来预测效益评估模型

建立预测年tx的电网投资未来预测效益评估模型：

式中，C^tx为电网投资未来预测年效益评估值，

为预测年项目中第i个项目第j个指标的得分，为预测年第j个指标的权重；

S7、建立适应输配电价改革的电网投资动态效益评估模型

结合历史效益评估、效益现状评估及未来预测效益评估结果，对三个效益评估结果赋予权重，线性加权结果即为动态效益评估模型：

C^t＝α^t×C^tp+β^t×C^t0+γ^t×C^tx，t＝t₀,t_x＝t+1

C^t＝(1-γ^t)×C^t-1+γ^t×C^tx，t＞t₀,t_x＝t+1

式中：C^t为电网投资项目动态效益评估值，α^t为历史效益评估值所占权重，β^t为效益现状评估值所占权重，γ^t为未来预测效益评估值所占权重，C^t-1为前一年动态效益评估值。

2.根据权利要求1所述的适应输配电价改革的电网投资效益评估方法，其特征在于：所述步骤S303中k₁、k₂的计算方法为：

使被评价对象之间整体最大差异，使下式取值最大：

式中，m、n分别代表评价的项目、评价指标的个数；

在满足条件k₁＞0，k₂＞0下，应用Lagrange条件极值原理，得：

3.根据权利要求1或2所述的适应输配电价改革的电网投资效益评估方法，其特征在于：所述步骤S2中利用功效系数法对评估指标赋值，其方法为：

对已采用五分位法制定衡量标准后的各指标，计算其功效系数：

式中，ε_ij为功效系数，M_j和m_j分别为指标x_j的区间上限值和区间下限值；

通过功效系数对指标进行赋值，得到指标评价得分：

式中，a为指标x_j所在区间的本档基础分，b为指标x_j所在区间的上档基础分。

4.根据权利要求1所述的适应输配电价改革的电网投资效益评估方法，其特征在于：所述步骤S301中，利用层次分析法得到各指标的权重的方法为：

1)确定指标的量化标准，采用比例标度法来确定指标的相对尺度，指标两两比较构成判断矩阵：

矩阵Y中n为指标个数，y_ij为指标i与指标j的重要性比较结果；

2)将所建立的判断矩阵进行归一化处理，从而得到各指标的权重。

5.根据权利要求4所述的适应输配电价改革的电网投资效益评估方法，其特征在于：所述S302中经由熵值法确定指标的权重方法如下：

计算指标的熵值：

其中，H(y_j)表示第j个指标的熵值，k为调节系数，k＝1/ln n，n代表判断矩阵的行数，即指标数；

根据评价指标的熵值计算熵权：

其中，d_j表示第j个指标的熵权，0≤d_j≤1，

权重向量：d＝(d₁,d₂,...,d_n)^T。

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