CN117521883A - 一种基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，利用价值工程方法，将规划项目投资效益分为成本价值和功能价值。在成本价值方面，对全生命周期成本模型做出改进，引入缺供电量效益、可靠性效益，构建规划项目成本价值模型以计算规划项目的成本价值。功能价值方面，通过相对熵组合赋权‑改进云模型‑改进证据理论，基于单体项目的评估结果确定规划项目的功能价值，最后对价值工程计算方法进行改进，将成本价值和功能价值的计算结果转换为成本价值系数和功能价值系数后计算出综合价值系数，以为规划项目优选提供依据。本发明从规划项目的成本价值和功能价值出发，利用综合价值系数进行项目优选，具有客观、准确的效果。

Description

一种基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法

技术领域

本发明属于配电网项目评估技术领域，具体涉及一种基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法。

背景技术

目前配电网规划决策工作存在项目数量众多、效益量化困难、描述结构性较差等难点，且项目优选方法较为单一，一方面存在人为干预和决策效率偏低的情况，另一方面，项目建设年限和使用年限不同，电网公司投资效益也会受到负荷逐年增长、设备折旧年限和资金折现率等因素影响。评价优选时需要考虑时间尺度，项目投资前后供电可靠性的差异也会随着时间变化影响到投资效益。项目比选方面，除了常见的主观性问题外，客观分析的波动、评价决策的模糊和主观预测的局限，都会在优选过程中带来不确定性和随机性问题，导致排序结果不够精准、精细。基于此背景，如何实现规划项目优选向标准化、有序化和系统化发展，准确判断电网投资效益，优化投资决策方法，具有重要的研究意义。

项目优选需要综合考虑项目建设价值、必要性、重点解决问题、预计实施效果、建设周期成本、社会效益等多种因素，传统的优选方法可能难以满足这些要求。由于随机因素、数据不充分或不精确、问题本身的复杂性等因素的影响，优选时通常会受到主观影响，评价标准具有随机性和模糊性，且优选的多个方案之间会存在不确定性，导致无法完全得出客观、精准的结果。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在解决采用传统的优选法进行配电网项目优选时，评价标准具有随机性和模糊性，且优选的多个方案之间会存在不确定性，导致无法完全得出客观、精准的结果的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，包括如下步骤：

利用规划项目成本价值模型计算成本价值系数，所述规划项目成本价值模型基于全生命周期成本模型，引入缺供电量效益和可靠性效益，进行配电网项目投资效益的成本计算，所述成本价值系数基于成本计算结果得到；

利用规划项目功能价值模型计算功能价值系数，所述规划项目功能价值模型用于对单体项目进行评估，所述功能价值系数基于单体项目的功能评估结果得到；

根据所述成本价值系数和所述功能价值系数计算各规划项目的综合价值系数，并基于最大的所述综合价值系数得到配电网规划项目的优选结果。

进一步的，所述规划项目成本价值模型中包括：资产全生命周期成本计算模型，所述资产全生命周期成本计算模型用于计算规划项目资产全生命周期的全过程成本。

进一步的，所述规划项目成本价值模型中还包括：资产全生命周期效益计算模型，所述资产全生命周期效益计算模型用于计算规划项目资产全生命周期的效益，所述效益至少包括可靠性效益和缺供电量效益。

进一步的，所述可靠性效益由系统电量不足指标来评估，具体按照下式计算：

式中，ben₁表示所述可靠性效益，n为项目投资年限，G(t)为单位社会停电成本，r为社会折现率，EENS为所述系统电量不足指标，j为项目运行年份。

进一步的，所述缺供电量效益包括有新增负荷和无新增负荷两种情况，具体按照下式计算：

有新增负荷的项目：

无新增负荷的项目：

上式中，ben₂表示所述缺供电量效益，n为项目投资年限，j为项目运行年份，P_L为项目建设后新增供电量，C_(x)为容量电价，η为负荷自然增长率，H为燃煤发电成本，P_t1为项目建设前停电功率，P_t2为项目建设后停电功率，t为停电小时数，f为停电可靠性系数，r为社会折现率。

进一步的，利用规划项目功能价值模型计算功能价值系数，具体包括：

建立单体项目的评价指标；

通过相对熵对单体项目的所述评价指标组合赋权，得到每个所述评价指标的组合权重；

通过改进云模型和证据理论进行单体项目评价；

将评价值进行数值化转换，并确定规划项目的功能价值。

进一步的，通过相对熵对单体项目的所述评价指标组合赋权，具体包括：

通过BWM法确定项目功能价值指标的主观权重；

通过改进CRITIC法确定项目功能价值指标的客观权重；

通过相对熵法计算综合权重，并得到每个指标的组合权重。

进一步的，通过云模型和证据理论进行单体项目评价，具体包括：

对各评价指标建立评价等级范围，并计算每个指标在每个评价等级下的期望值Ex、熵值En和超熵He；

基于云模型正态随机数计算规划项目功能价值指标的隶属度，其计算公式如下：

式中，i表示指标序号，l表示评价等级，μ表示隶属度，Randbetween(-1,1)为[-1,1]区间内的随机值；

引入不确定性概率，将所述隶属度转化成证据理论的隶属分配；

通过改进证据理论进行证据合成，得到合成后的隶属度；

建立证据识别因子进行冲突判断与消减，并将组合权重进行加权合成。

进一步的，将评价值进行数值化转换，并确定规划项目的功能价值，具体包括：

将证据合成后的隶属度矩阵与基于BWM-改进CRITIC-相对熵组合的权重相结合得到组合矩阵；

对每一个评价等级进行平均加权，得到合成后的证据等级特征值；

基于所述证据等级特征值确定所述功能价值。

进一步的，所述综合价值系数具体按照下式计算：

式中，V表示所述综合价值系数，ΔF表示所述功能价值系数，a表示规划项目的序号，T^*为规划项目的功能价值，n为规划项目个数，LCC表示资产全生命周期成本，ben₁表示所述可靠性效益，ben₂表示所述缺供电量效益。

综上，本发明提供了一种基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，利用价值工程方法，将规划项目投资效益分为成本价值和功能价值。在成本价值方面，对全生命周期成本模型做出改进，引入缺供电量效益、可靠性效益，构建规划项目成本价值模型以计算规划项目的成本价值。功能价值方面则将地区整体评估思路转变为单体项目评估思路，基于单体项目的评估结果确定规划项目的功能价值，最后对价值工程计算方法进行改进，将成本价值和功能价值的计算结果转换为成本价值系数和功能价值系数后计算出综合价值系数，以为规划项目优选提供依据。本发明从规划项目的成本价值和功能价值出发，利用综合价值系数进行项目优选，具有客观、准确的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法的整体流程图；

图2为本发明实施例提供的价值工程计算流程图。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，包括如下步骤：

S1：利用规划项目成本价值模型计算成本价值系数，规划项目成本价值模型基于全生命周期成本模型，引入缺供电量效益和可靠性效益，进行配电网项目投资效益的成本计算，成本价值系数基于成本计算结果得到；

S2：利用规划项目功能价值模型计算功能价值系数，规划项目功能价值模型用于对单体项目进行评估，功能价值系数基于单体项目的功能评估结果得到；

S3：根据成本价值系数和功能价值系数计算各规划项目的综合价值系数，并基于最大的综合价值系数得到配电网规划项目的优选结果。

价值工程作为一种以价值为中心的系统化方法，能够结合项目的功能与成本，从而实现价值的最大化，帮助决策者在多个方面权衡取舍。本实施例将价值工程核心思想，即功能价值和成本价值运用于电力工程领域，并针对性做出改进，通过分析、识别、量化和评价项目的功能需求和成本需求，实现规划项目价值优选，为规划项目决策优选提供可靠的指导和支持。

请参阅图1，图1是本实施例提供的一种基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法的整体流程图。以下结合图1和本发明的一些优选实施例对本方法进行进一步介绍。

首先对价值工程定义、特点进行阐释：

价值工程的定义为：通过对产品或服务进行客户需求、产品功能、设计方案、材料选择、生产过程、质量控制等方面评估和分析，采用创新性思维和系统化方法，寻找最优设计方案和成本控制策略。其中，最优设计方案和成本控制策略可以用最大化价值和最小化成本表示，即当一个产品的功能和质量均能够最大化满足时，该产品的“价值”最大。可用公式表示为：

V＝F/C(1)

式中：V为价值，指在满足基本功能的前提下，所能提供的附加特征、性能、品质和服务等与成本之间的比较。简单来说，就是在成本可控的情况下，提供最大的功能和价值；F为功能价值，是产品或服务所必须具备的基本特征和能力，例如一台电视机的基本功能是接收和显示电视信号；C为成本价值，是生产或提供产品或服务所需要的资源和费用，包括人力、物力、财力等。

对此，在价值工程中，提高价值的途径主要分为五种：双向型、创新型、节约型、投资型和牺牲型。下面对这五种途径分别进行详细介绍：

双向型：是指不改变产品或项目功能的前提下，通过对目标成本和目标收益的重新评估，以达到优化成本和收益的目的。双向型途径的核心是通过对成本和收益的重新权衡，找到平衡点，从而实现成本和收益的最优化。

创新型：是指通过技术创新、管理创新等方式，创造出新的产品或方案，从而提高项目价值。创新型途径需要不断探索新的技术和方法，不断改进管理方式，从而提高项目性能、质量、效率等。

节约型：是指通过优化设计、改进工艺等方式降低成本，从而提高项目价值。节约型途径需要全面寻找降低成本的可能性，如优化设计、降低能耗、改进工艺、提高生产效率等。

投资型：是指通过增加投资，提高项目的性能、质量、效率等指标，从而提高项目价值。投资型途径需要充分考虑项目的长远利益，通过增加投资，引入新的设备、技术等，从而实现项目的技术更新和性能提升。

牺牲型：是指通过降低产品或项目某些功能或指标以降低成本，从而提高项目价值。牺牲型途径需要充分考虑产品或项目的性能，选择可降低或牺牲的功能或指标，并合理补偿这些损失。同时需要充分考虑产品或项目的使用环境和需求，以确保降低或牺牲的功能或指标不会影响产品或项目的使用效果。

根据上述价值功能定义，为更好地运用于配电网项目优选领域，总结出价值工程特点主要为以下几点：

综合性：价值工程是一个全面的工程技术和管理方法，它涉及了产品或服务的各个方面，从需求分析、设计、采购、施工到验收，对整个项目全流程进行管理。本研究引入资产全生命周期计算模型对配电网规划项目基建阶段、运行维护阶段、退役报废阶段进行成本分析。

价值性：价值工程的核心思想是寻找和提供价值。本文从单体项目功能评价角度，根据实际规划情况明确其功能需求，建立优选指标体系，通过前期调研、实测等方式筛选相关优选指标，确定各个指标在功能实现中的重要性。

可操作性：价值工程提供了具体的方法和工具，使得工程师和管理人员能够具体实施，实现价值工程的目标和效果。故本研究中配电网规划项目优选方法也应具备可操作性。

团队合作性：价值工程需要各方面的专业人员和团队合作，协同完成产品或服务的分析和评估，促进沟通和协作。

可持续性：价值工程不仅关注当前的产品或服务的设计和制造，而且关注其在未来的可持续性和发展方向，具有长远的发展视野。

在本发明的一个实施例中，对于S1部分，配电网规划项目优选涉及到长期投资和运营，其影响范围和时间跨度较大。故在价值工程中成本价值方面，需要综合考虑不同阶段的成本、效益等因素。全生命周期模型不仅可以考虑项目建设阶段的投资成本和运营阶段的经济效益，还能够考虑整个生命周期内的环境影响、社会效益等因素。因此，本实施例引入资产全生命周期成本、可靠性效益、缺供电量效益作为价值工程中成本价值模型。

资产全生命周期成本计算模型以规划项目资产全生命周期各个环节为研究对象，从规划、设计、购置、安装、运行、故障、直至报废的全过程成本，全生命周期成本(LCC)计算公式为：

LCC＝C_I+C_o+C_F+C_M+C_D(2)

式中：C_I为项目初始投资成本；C_o为项目运行损耗成本；C_F为项目维护成本；C_M为项目故障成本；C_D为项目退役成本。

(1)初始投资成本

初始投资成本为项目启动之前必须支出的所有成本，也称为“前期投资”或“初期投资”。这些成本通常包括可行性研究、勘探、设计、招标、合同签订、建设准备等前期阶段的投资，应用净现值进行计算。公式如下：

式中：C_IS为工程勘探、设计费用；C_IB为工程装备材料采购和安装费用，D₁为装备材料采购种类集合，C_IB1i为单台装备i的采购价格，C_IB2i单台装备i的安装价格；C_IF为土地购置、建设准备等其他费用。

(2)运行成本

运行成本为配电网在运行期间所需的各种成本支出总和，主要为电能损耗费用。这些成本将在配电网使用生命内反复出现，运行成本通常是一个周期性支出，计算这些费用时需要按照预定的周期每年进行核算。

电能损耗主要包括线路损耗(导线损耗)C_OX、变压器损耗(铁耗和铜耗)C_OB以及其他损耗费用C_OF。公式表示为：

C_O＝C_OX+C_OB+C_OF (4)

线路损耗费用需要考虑时间周期。引入终值转净现值方法，将每年的损耗费用折算至初始投资年份，公式如下：

式中:T_max为年最大负荷利用小时数，c_d为容量电价；ΔP为项目建设前后馈线i的有功损耗差值；D₂为项目建设前后馈线集合；r为社会折现率，一般取10％,n为项目投资年限；P₁为项目建设前有功功率；P₂为项目建设后有功功率；ω₁为项目建设前馈线实际线损率；ω_l2为项目建设后馈线实际线损率。

台区功率损耗费用公式如下：

式中：P_0i为台区i的空载损耗，P_cui为台区i的铜耗，D₃为项目建设前后台区的集合；γ为台区可用系数，β为台区负载系数；T_yi为台区年运行小时数；r为社会折现率，一般取10％,n为项目投资年限。

(3)维护成本

维护成本为使用寿命期间需要进行的各种维护、保养、检修等费用总和。这些费用包括计划性维护和非计划性维护，例如定期更换部件、定期检查设备、应急维修等。维护成本的大小与设备的品质、维护方式以及使用环境等因素有关。维护成本也是周期性支出，需要将每年费用终值转换成净现值，计算公式如下：

式中：w_i为设备i每年计划性维护、保养、检修次数总和；r_mi为设备i单次计划性的维护、保养、检修费用；w′_i为设备i每年非计划性维护次数综合，r_qi设备i单次非计划性维护、保养、检修费用；r为社会折现率；n为项目投资年限。

根据相关管理规定，设备大修为五年一次，小修次数按实际运行经验取值。检修费用基于地市局往年检修情况，结合《2020电网检修工程预算定额》《南方电网生产项目准入及预算标准》确定。主要设备全生命周期检修成本测算如表1所示：

表1全生命周期检修成本测算

(4)故障成本

故障成本为在设备运行过程中发生故障所需要的修理和维护费用以及由此带来的生产损失和影响生产的间接成本，主要包括设备故障抢修人工、材料、台班成本及设备故障损失电量等成本。计算公式如下：

式中：w_i为设备i年平均故障次数；n_i为设备i平均每次故障费用，其主要包括设备故障检修费和故障损失等费用；r为社会折现率。

主要设备故障成本基于地市局往年设备故障情况，结合《2020电网检修工程预算定额》《南方电网生产项目准入及预算标准》测算。主要设备全生命周期故障成本测算结果如表2所示：

表2全生命周期故障成本测算

(5)退役成本

退役成本是指该项目使用寿命结束后，包括拆除、废弃、清理、处置、回收等方面的费用。拆除费用可能包括人工、设备、工具和废料处理等方面的成本。废弃成本包括废弃物的运输、处置、处理等费用。计算公式如下：

式中：h_xi为拆除设备i所需要人工和工具费用；h_ci为设备i拆除后的残旧价值。

依照投资策略要求，设备满足拆除条件时固定资产残值率为5％，拍卖收益按设备市场回收价值考虑，拆除成本按《电网拆除工程预算定额(2020年版)》测算。主要设备全生命周期退役成本测算结果如表3所示：

表3全生命周期退役成本测算

资产全生命周期效益计算模型中，可靠性效益和缺供电量效益是两个重要因素。

(1)可靠性效益

电力供应阶段，电力设备故障或电力供应不足可能导致供电中断，进而产生停电损失。停电损失包括此类情况下社会所承担的全部经济损失，其中工业用户可能面临产量减少、产品质量下降、生产设备损坏及员工安全受威胁等影响；商业用户可能面临销售额下降、商品损坏、员工和用户健康受威胁等影响；居民可能面临家用电器损坏、数据丢失、经济损失以及安全和健康受威胁等影响。

针对停电损失问题可投资相对应的规划项目，比如网架结构改善类和线路可靠性提升类项目可让停电损失明显减少。这种效益称为项目投资的社会效益，通过降低停电损失的程度，可以减少工业、商业和居民的损失，从而增强可靠性效益。因此，资产全生命周期效益计算模型需要考虑项目投资的可靠性效益因素，以评估电网资产的全面经济价值。

配电网可靠性评估计算分别如下所示。

1、系统侧可靠性指标SAIFI

SAIFI指系统平均停电次数指标。它表示在一个给定的时间段内，每个用户平均遭受停电的次数。计算公式如下：

式中：N_i为负荷点i总用户数。

2、供电可靠率指标ASAI

ASAI是用来评估配电网系统供电可靠程度的指标，通常被用作反映系统在一定时间内正常供电的程度，以百分比的形式表示。计算公式如下：

3、系统电量不足指标EENS

EENS是指等效未供电能量，用来描述在供电不足时，未得到满足的能量需求。EENS通常用来评估配电网系统在一段时间内因供电不足导致用户未得到满足的电能需求。计算公式如下：

项目投资可靠性效益可以通过系统电量不足指标来评估。计算公式如下：

式中，G(t)单位社会停电成本；r为社会折现率。

(2)缺供电量效益

缺供电量效益指用户或企业需要的电力超出电网供应能力而未能得到满足的部分。主要包括投资后新增负荷带来的收益和项目改造前后因停电等故障带来损失的差值。其中，有新增负荷和无新增负荷计算方式不同，区别在于是否需要考虑负荷自然增长率。

1、有新增负荷的项目计算公式如下：

2、无新增负荷的项目计算公式如下：

式中：P_L为项目建设后新增供电量；C_(x)为容量电价；η为负荷自然增长率；H为燃煤发电成本；P_t1为项目建设前停电功率；P_t2为项目建设后停电功率；t为停电小时数；f为停电可靠性系数。

在本发明的一个实施例中，对于S2部分，功能价值通常是根据各个功能在产品或项目中的重要性来确定的。对此，配电网规划项目优选中，首先将配电网规划项目优选目标和需求加以分解和归纳，对涉及的各个要素和层次结构进行分析，参考相关标准并根据配电网评估指标选取思路，筛选出单体项目易于获取且具有代表性的评估指标。

S2部分具体包括：建立单体项目评估指标；通过相对熵对单体项目评价指标组合赋权；通过云模型和证据理论进行单体项目评价；将评价值进行数值化转换，并确定规划项目功能价值系数。

其中，规划项目功能价值指标目标为构建不同方案之间的功能价值指标体系，侧重点在于对不同方案的各项指标进行精准评估，从而确定最优方案，以达到项目建设、升级或改造的效益最大化的目的。指标选取如下：

一级指标：网架结构水平

包含以下二级指标：

提升配电线路联络率＝站间互联的10kV线路提升条数/10kV线路总条数×100％；

“N-1”配电线路提升率＝可转供电的10kV线路提升条数/10kV线路总条数×100％；

提升线路分段合格率＝10kV线路平均分段提升数/10kV线路总条数×100％；

线路供电半径合格提升率＝线路总供电半径提升数/总供电半径；

一级指标：负荷供应能力

包含以下二级指标：

线路平均负载下降率＝10kV线路平均负荷下降容量/线路额定容量×100％；

综合电压合格提升率＝10kV线路末端电压合格提升条数/10kV线路总条数；

重载配变下降率＝超过额定负荷容量80％的10kV线路下降数量/总线路数量×100％；

一级指标：装备技术水平

包含以下二级指标：

线路绝缘化率提升程度＝线路绝缘线提升长度/线路总长度×100％；

线路电缆化率提升程度＝10kV线路电缆提升长度/10kV线路总长度×100％；

高损配变下降率＝高损耗变压器下降数量/变压器总数量×100％；

一级指标：智能化水平

包含以下二级指标：

配电自动化配置提升台数＝自动化开关提升个数/总开关个数×100％。

选取指标之后，通过BWM法确定项目功能价值指标的主观权重。首先确立各一、二级的最优指标X_B和最劣指标X_W，并对每一个指标之间进行两两打分，再构建数学规划模型求解各指标权重：

式中：为最优指标的权重；/>为最劣指标的权重；/>为第i个指标的权重，X_Bi为最优指标对第i个指标的相对重要程度，X_iW为最劣指标对第i个指标的相对重要程度。进一步表示为：

minλ

/>

式中：λ为权重的可信度，为各指标权重分值。

通过CRITIC法确定项目功能价值指标的客观权重。首先计算指标变异性：

再计算指标冲突性：

式中：σ_i表示改进后的数据信息量，为平均数。

最后得出客观权重：

通过相对熵法计算综合权重。首先计算出两种权重的相对熵：

式中：和/>分别为同一个指标的主观权重和客观权重。

进一步用数学模型表示：

得出第i个指标组合权重，用公式表示为：

通过云模型和证据理论进行单体项目功能价值评价。首先对各评估指标建立评价等级范围，对每个评估指标设置五个评价等级，以{Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级}表示。设指标i在等级l(l＝1,2,3,4,5)下的评价范围为故/>为指标i在等级l的最低边界值，/>为指标i在等级l的最高边界值。

计算每个指标在每个评价等级下的期望值：

计算每个指标在每个评价等级下的熵值：

超熵取值为

则云模型正态随机数En′_i为：

En′_i＝NORM(En,He²) (29)

然后计算定量值μ_i：

得出规划项目功能价值指标隶属度μ_il：

式中：Randbetween(-1,1)为[-1,1]区间内的随机值。

引入不确定性概率mass(θ)，将隶属度μ_il转化成证据理论的隶属分配：

mass_i(θ)＝θ_i

θ_i＝1-max(μ_i1，μ_i2，…，μ_i5) (32)

式中：mass_i(μ′_l)为证据化后，指标在等级l的隶属度。

进一步表示为：

通过证据理论进行证据合成：

式中：mass(ψ)为合成后隶属度。

引入证据数值化概念，将前述步骤的证据理论计算结果转换成具体分值作为功能价值系数。具体计算步骤如下：

步骤1：将证据合成后的隶属度矩阵与基于BWM-改进CRITIC-相对熵组合的权重相结合得到组合矩阵τ，公式如下。

步骤2：对每一个评价等级进行平均加权，得到合成后的证据等级特征值，公式如下。

式中：数值T为评价等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的综合评价值。

其中，设等级对应的分值1、2、3、4、5，由于评价等级Ⅰ表示优秀，Ⅴ表示差，功能系数值越大表示项目功能价值越高，而等级特征值越大表示评价等级越低，这显然和功能价值定义矛盾。故通过以下公式进一步处理得到功能价值。

T^*＝7-T (37)

式中：T^*为规划项目的功能价值。

在本发明的一个实施例中，对于S3，根据价值工程定义，本实施例成本系数C、功能系数F和价值系数V计算流程如图2所示。

(1)成本价值系数

根据价值工程理论分析可知，成本价值系数C越大，该项目成本越高。引入单位投资成本概念，配电网第a个规划项目资产全生命周期效益、成本的比值作为分子，规划项目资产全生命周期效益、成本的比值之和作为分母。公式如下：

(2)功能价值系数

价值工程功能系数可表示为配电网第a个规划项目合成后的证据数值与优选项目集合成后的证据数值之和的比值。公式如下：

(3)综合价值系数

/>

为方便理解，本发明的算例如下：

选取广东电网某市“十四五”配电网规划项目库中8个规划项目，如表4所示。项目建设具体情况由于篇幅问题，本发明不做过多详细介绍。仅选取项目7介绍如下：

新设镇区15#公变10kV线路采用单电源供电方式，电源由110kV某站10kV某线#87杆，经YJV22-3×70电缆方式引入。

变配电设施方面：采用户外台架变。新建配电站10kV侧采用单母线接线，0.4kV侧采用单母线接线。低压系统接地型号为TN-C。新建台区电气装置型号采用CSG-GD-10B-TB-I模块，配电变压器选用800kVA变压器，单台配变低压无功补偿容量240kvar。智能化建设方面：建设台架变智能台区，采用南网标准设计M01型预装式箱变式模块。计量自动化应用情况：采用Ⅰ型采集器(无线)，安装环境符合《低压集中抄表工程典型设计》的要求配置计量集中器及采集器。

0.4kV低压出线方面：新设公变新出低压出线3回。其中：1#开关出线规格为YJV22-4×120，转接原有镇区约85kW用电负荷；2#开关出线规格为YJV22-4×240，转接约155kW用电负荷以及约64.8kW新增用电负荷；3#开关出线规格为YJV22-4×240，转接约159.2kW用电负荷。

镇区6#台区新低压出线1回。其中：1#开关出线规格为YJV22-4×240，转接原有台区区域约216kW用电负荷。

拆除工程量：拆除工程量详见《拆除设备清单》，计划报废资产净值率为5％。拆除0.4kV线路BLVV-50(单线)长444m，拆除8m电杆7基。

表4各规划项目基本情况

步骤一部分：

根据不同规格、长度的电缆、架空裸导线、架空绝缘线，户内非自动化开关柜、非自动化柱上开关基、开关站、配变、低压开关柜和室内配电站的数量，以及电缆沟、低压线长度，结合工程平均设计费、安装费等其他费用，可计算出各规划项目初始投资成本。同理，根据单次计划性的维护、保养、检修费用、维修次数、故障次数、设备故障检修费和故障损失费用，可计算出维护成本和故障成本。根据各项目《拆除设备清单》，结合报废资产净值，可计算出退役费用。各规划项目成本如表5所示。

表5规划项目资产全生命周期成本

运行成本方面，对涉及负荷新增的项目引入负荷自然增长概念，结合国家“十四五”发展规划对负荷增长率做预测，取值为3％，增长周期为30年。经相关计算各规划项目运行成本各项数据如表6所示，资产全生命周期成本如表5所示。

表6规划项目运行成本及补充数据

资产全生命周期效益方面，项目实施后预计减少的停电时间和预计可减少的年缺供电量如表7所示。

表7项目实施后减少停电时间和年缺供电量

根据表5、6、7可计算出资产全生命周期缺供电量效益和可靠性效益，结合公式可计算出最终各规划项目成本价值，如表8所示。

表8规划项目的成本价值

步骤二部分：

首先，根据规划项目建设方案和对应馈线的实际情况，得出配电网规划项目功能价值指标的数值，如表9所示。

表9配电网规划项目功能价值指标体系数值

其次，计算出功能价值指标的客观权重和相对熵组合权重。根据云模型定义，对各规划项目功能价值指标划分五个评价等级，如表10所示。

随后计算出各个评价等级的规划项目云模型隶属度，并进行证据化转换，列举出最终各规划项目基本概率分配结果，如表11所示。

表10传统云模型功能价值评价等级表

表11各规划项目证据合成结果

对表11中各规划项目的基本概率分配进行等级特征值计算，并将等级特征值转换为功能价值，计算出各规划项目的功能价值系数，其结果如表12所示。

表12规划项目功能价值及置信度

步骤三部分：

分别计算表8、12中成本价值系数和功能价值系数，最后得出最终价值系数。结果如表13所示。

表13规划项目成本系数、功能系数及价值系数

将八个规划项目通过基于价值工程的项目优选模型进行排序，根据上表可得出结论：在资金约束下，根据价值系数大小，按照项目7＞项目8＞项目1＞项目2＞项目3＞项目6＞项目5＞项目4的方式进行排序。

本发明的价值工程作为一种以价值为中心的系统化方法，能够结合项目的功能与成本，从而实现价值的最大化，帮助决策者在多个方面权衡取舍。本专利将价值工程核心思想，即功能价值和成本价值运用于电力工程领域，并针对性做出改进，通过分析、识别、量化和评价项目的功能需求和成本需求，实现规划项目价值优选，为规划项目决策优选提供可靠的指导和支持。

优势如下：

客观性：改进价值工程方法是一种系统化的决策方法，基于科学的分析和评估，避免了主观经验的影响，能够客观地评估不同方案的价值和优劣。

统一评价标准：改进价值工程方法建立了一套完整的评价指标体系，可以对不同方案进行全面、一致的评估。这样可以避免因为评价标准不统一而导致的随意性和不公正性，确保了评估结果的公正性和准确性。

精确性：改进价值工程方法通过分析和量化各种影响因素的重要性和性能表现，能够对各种方案进行精确的评估。时间尺度上，考虑了项目整个规划周期的全部成本，并将可靠性效益和缺供电量效益纳入模型中，使得更加全面。功能角度上，它考虑了多个因素的综合影响，能够更准确地预测不同方案的综合效益和风险。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用规划项目成本价值模型计算成本价值系数，所述规划项目成本价值模型基于全生命周期成本模型，引入缺供电量效益和可靠性效益，进行配电网项目投资效益的成本计算，所述成本价值系数基于成本计算结果得到；

利用规划项目功能价值模型计算功能价值系数，所述规划项目功能价值模型用于对单体项目进行评估，所述功能价值系数基于单体项目的功能评估结果得到；

根据所述成本价值系数和所述功能价值系数计算各规划项目的综合价值系数，并基于最大的所述综合价值系数得到配电网规划项目的优选结果。

2.根据权利要求1所述的基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，其特征在于，所述规划项目成本价值模型中包括：资产全生命周期成本计算模型，所述资产全生命周期成本计算模型用于计算规划项目资产全生命周期的全过程成本。

3.根据权利要求1所述的基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，其特征在于，所述规划项目成本价值模型中还包括：资产全生命周期效益计算模型，所述资产全生命周期效益计算模型用于计算规划项目资产全生命周期的效益，所述效益至少包括可靠性效益和缺供电量效益。

4.根据权利要求3所述的基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，其特征在于，所述可靠性效益由系统电量不足指标来评估，具体按照下式计算：

式中，ben₁表示所述可靠性效益，n为项目投资年限，G(t)为单位社会停电成本，r为社会折现率，EENS为所述系统电量不足指标，j为项目运行年份。

5.根据权利要求3所述的基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，其特征在于，所述缺供电量效益包括有新增负荷和无新增负荷两种情况，具体按照下式计算：

有新增负荷的项目：

无新增负荷的项目：

上式中，ben₂表示所述缺供电量效益，n为项目投资年限，j为项目运行年份，P_L为项目建设后新增供电量，C_(x)为容量电价，η为负荷自然增长率，H为燃煤发电成本，P_t1为项目建设前停电功率，P_t2为项目建设后停电功率，t为停电小时数，f为停电可靠性系数，r为社会折现率。

6.根据权利要求1所述的基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，其特征在于，利用规划项目功能价值模型计算功能价值系数，具体包括：

建立单体项目的评价指标；

通过相对熵对单体项目的所述评价指标组合赋权，得到每个所述评价指标的组合权重；

通过改进云模型和证据理论进行单体项目评价；

将评价值进行数值化转换，并确定规划项目的功能价值。

7.根据权利要求6所述的基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，其特征在于，通过相对熵对单体项目的所述评价指标组合赋权，具体包括：

通过BWM法确定项目功能价值指标的主观权重；

通过改进CRITIC法确定项目功能价值指标的客观权重；

通过相对熵法计算综合权重，并得到每个指标的组合权重。

8.根据权利要求7所述的基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，其特征在于，通过云模型和证据理论进行单体项目评价，具体包括：

对各评价指标建立评价等级范围，并计算每个指标在每个评价等级下的期望值Ex、熵值En和超熵He；

基于云模型正态随机数计算规划项目功能价值指标的隶属度，其计算公式如下：

式中，i表示指标序号，l表示评价等级，μ表示隶属度，Randbetween(-1,1)为[-1,1]区间内的随机值；

引入不确定性概率，将所述隶属度转化成证据理论的隶属分配；

通过改进证据理论进行证据合成，得到合成后的隶属度；

建立证据识别因子进行冲突判断与消减，并将组合权重进行加权合成。

9.根据权利要求8所述的基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，其特征在于，将评价值进行数值化转换，并确定规划项目的功能价值，具体包括：

将证据合成后的隶属度矩阵与基于BWM-改进CRITIC-相对熵组合的权重相结合得到组合矩阵；

对每一个评价等级进行平均加权，得到合成后的证据等级特征值；

基于所述证据等级特征值确定所述功能价值。

10.根据权利要求1所述的基于改进价值工程的配电网规划项目优选方法，其特征在于，所述综合价值系数具体按照下式计算：

式中，V表示所述综合价值系数，ΔF表示所述功能价值系数，a表示规划项目的序号，T^*为规划项目的功能价值，n为规划项目个数，LCC表示资产全生命周期成本，ben₁表示所述可靠性效益，ben₂表示所述缺供电量效益。