（技术经济及管理专业论文）电网建设投资评估与优化方法应用研究.pdf

华北电力人学硕十学位论文 摘要 电网投资项目资金需求量大，但是资金总额有限。电网项目具有公共物品属性， 单个项目的效益难以度量，缺乏一个合理有效的标准对项目进行评价，从而导致很 难在有资金约束的情况下确定电网投资组合。电网企业迫切需要研究更为科学实用 的办法来进行投资评价。本文首先研究了投资评估和优化方法的基础理论，在此基 础上，结合国内外实际案例进行投资管理分析，并对电网公司投资管理机制进行了 研究。建立了指标体系，对电网建设项目进行前评估，综合考虑电网建设项目的社 会性和可靠性，并给出最优投资组合模型。通过算法比较，确定了使用遗传算法的 合理性。本文最后进行了实证分析，有很强的现实意义。 关键词：电网建设项目，投资管理，前评价，项目组合优化 a b s t r a c t e l e c t r i cg r i de x p a n s i o np r o j e c t sd e m a n df o rs i g n i f i c a n ti n v e s t m e n tw h i l et h ea m o u n to ff u n d si s l i m i t e d b e c a u s ee l e c t r i cg r i dp r o j e c t sh a v et h ec h a r a c t e r i s t i c so fp u b l i cg o o d s ，i ti sd i f f i c u l tt o m e a s u r et h ee f f e c t i v e n e s so fas i n g l ep r o j e c t t h i sr e s u l t si nal a c ko fr e a s o n a b l es t a n d a r d st o e v a l u a t et h ep r o j e c t sa n dt h ed i f f n c u l t yt od e t e r m i n et h eo p t i m a lp o r t f o l i oo fp r o j e c t ss u b j e c tt ot h e c a p i t a lc o n s t r a i n t s s oi ti su r g e n tf o re l e c t r i ce n t e r p r i s et os t u d yas c i e n t i f i ca n dp r a c t i c a lm e t h o dt o i n v e s t m e n te v a l u a t i o n f i r s to fa l l ，t h i sp a p e ra n a l y s et h eb a s i ct h e o r yo fb e n e f i ta s s e s s m e n ta n d i n v e s t m e n tp o r t f o l i oo p t i m i z a t i o n ，o nt h ea n a l y s i so ft y p i c a lc a s e si nt h ed o m e s t i ca n da tt h ea - b o a r d ， i n v e s t m e n tm a n a g e m e n tm e c h a n i s mh a sb e e ns t u d i e d p r e - e v a l u a t i o n s y s t e mo fg r i dp r o j e c t i s e s t a b l i s h e dt h r o u g ha n a l y z i n gf a c t o r so fi n v e s t m e n td e c i s i o n ，a n dt h i sa r t i c l ed e v e l o p sa no p t i m a l p o r t f o l i om o d e lf o re l e c t r i cg r i dp r o j e c t st a k i n gi n t oa c c o u n tt h es o c i a lb e n e f i t so ft h ep r o j e c t sa n d p o w e rs y s t e mr e l i a b i l i t y t h eg e n e t i ca l g o r i t h mi sp r o v e ds u i t a b l ef o rt h ep r o p o s e dm o d e lt h r o u g h c o m p a r i s o no fd i f f e r e n ta l g o r i t h m s t h i sa r t i c l ea l s oa n a l y s et h ei n v e s t m e n tb e n e f i ta s s e s s m e n ta n d a s s e s s m e n tm e c h a n i s m a ni l l u s t r a t i v ec a s es t u d yi sa n a l y z e de m p i r i c a l l ya tt h ee n do ft h i sp a p e r k e yw o r d s ：g r i dc o n s t r u c t i o n p r o j e c t ，i n v e s t m e n tm a n a g e m e n t ，p r e e v a l u a t i o n ， i n v e s t m e n tp o r t f o l i oo p t i m i z a t i o n 华北电力人学硕+ 学位论文 目录 中文摘要 英文摘要 第一章引言1 1 1 课题的研究背景l 1 1 1 我国电网投资概况1 1 1 2 我国电网投资环境出现的问题l 1 2 课题的研究意义2 1 3 国内外研究现状3 1 4 研究内容4 第二章投资评估与优化方法基础理论研究5 2 1 项目的定义及分类5 2 2 项目评价理论及方法研究5 2 2 1 项目评价概述5 2 2 2 项目评价的步骤6 2 2 3 项目评价方法简介6 第三章国内外企业投资管理案例分析9 3 1 国外企业投资管理案例分析9 3 1 1 澳大利亚太平洋电力公司的规划式投资管理9 3 1 1 1 案例介绍9 3 1 1 2 案例分析9 3 2 国内企业投资管理案例分析1 0 3 2 1 国网公司投资管理案例分析1 0 3 2 1 1 案例介绍10 3 2 1 2 案例分析1 1 第四章电网公司投资管理机制研究1 3 4 1电网建设项目投资决策机制研究1 3 4 1 1 电网建设项目投资决策的重要性1 3 4 1 2 投资决策机制的相关问题研究1 4 4 2 电网公司投资管理流程优化机制研究1 6 第五章电网建设项目投资优化方法研究1 8 5 1 电网建设项目前评价研究1 8 5 1 1 基于“两型 思路的电网建设项目前评价指标设计1 8 5 1 2 指标权重的确定研究2 4 5 2 电网建设项目投资组合的优化分析2 5 5 2 1 电网投资优化模型和算法综述2 6 5 2 2 模型介绍2 6 第六章实证分析2 9 6 1 某电网公司投资现状分析2 9 6 2 前评价实证分析2 9 n 华北电力入学硕十学位论文 6 3 项目投资组合的优化实证分析3 9 第七章结论4 1 7 1 论文主要研究成果4 1 7 2 论文不足和进一步研究方向4 1 参考文献4 2 i i i 华北电力人学硕十学位论文 1 1 课题的研究背景 1 1 1 我国电网投资概况 第一章引言 电网建设项目在整个电力行业中，占据重要地位。它不仅直接关系着居民正常 的生产生活，还影响着区域经济的进程，对整个社会持续、健康、快速的发展有着 重要和深远的意义。 据中国电力企业联合会刚发布的“2 0 0 8 年电力行业统计快报 显示，2 0 0 8 年， 我国电网投资首度超过电源投资，火电投资同比出现下降，水电、核电、风电等清 洁能源逆势发展。最新数据显示，2 0 0 8 年我国电力基本建设投资规模继续增加， 总投资额5 7 6 3 2 9 亿元，同比增长1 5 2 ，其中电源投资额2 8 7 8 7 3 亿元，同比下降 l o 7 8 ，电网投资额则达到2 8 8 4 5 6 亿元，同比增长1 7 6 9 。电网基本建设投资 在电力投资中所占比重首度达到5 0 。 投入电网的资金主要用于全国特高压、超高压电网以及跨区送电工程建设。截 至2 0 0 8 年年底，全国电网2 2 0 千伏及以上输电线路回路长度已达3 6 4 8 万公里，同 比增长1 1 1 0 ，2 2 0 千伏及以上变电设备容量达到1 3 8 7 1 4 万千伏安，同比增长。 国家出台的4 力亿投资计划，加大对基础设施建设投资力度，其中电网投资建设将 成为未来建设重点，我国的电网建设投资力度将继续大增。 1 1 2 我国电网投资环境出现的问题 长期以来，我国在电力基础建设上存在重发、轻供、不管用的现象，对输配网 的投资力度长期不足，导致电网建设严重滞后于电源建设。以厂网分开为主要特征 的电力市场化改革正在进行当中，对于电网公司而言，目前原有的计划投资体系被 打破，新的投资体系尚未建立，投融资渠道尚不通畅。“八五 和“九五 期间， 电网投资占电力投资的比重分别仅为1 3 7 和3 7 3 ，而发达国家电网投资比重一 般超过5 5 。在“十一五 之前，随着电源建设步伐的加快，电网规划建设滞后和 输电能力不足的问题同益突出，加剧了电网与电源发展不协调的矛盾，带来一系列 问题。 “十一五是电网发展的重要机遇期，需要迸一步加大电网投入，基本消除电 网瓶颈，提升技术装备水平，提高资源配置能力，强化市场载体功能。电网建设的 华北电力大学硕士学位论文 根本目的是使之满足国民经济和社会日益发展的需要。为了服务于我国经济的发 展，电力建设应适度超前于经济发展，因此应该加快电网建设的步伐，不断增加电 网建设的资金投入。电网建设资金包括用于建造变电站、线路，购置和安装设备以 及其他有关的活动，也包括构建新的电网资产或更新改造原有电网资产的投资。与 此同时，电网公司也面临着如何协调电网发展速度与电网投资效益的问题。 在当前电网建设项目风起云涌之际，面对这样大的投资规模，如何募集电网投 资，如何确定电网的投资策略，如何抵御筹资带来的巨大风险，对电网公司是至关 重要的。而重视电网建设，首先就必须加大投资管理的力度，只有将投资方向和企 业战略相结合才能促进公司的发展；只有将公司的投资一个个落实，才能实现公司 的既定目标；只有不断地提高投资的效率，才能提升企业的核心竞争力。然而，要 实现所有这些目标，就需要不断的创新，只有不断创新才能有新思路解决面临的新 问题、新要求。 因此，有必要对电网建设投资优化方法及应用进行研究。根据国家电网公司披 露的“十一五”电网发展规划，国家电网公司的总投资将逾万亿元。但因受灾、电 价调整等因素影响，国家电网公司2 0 0 8 年完成利润9 6 6 亿元，同比下降近8 成。 对于电网企业来说，可以通过更加合理地对投资项目做出决策，以提高企业利润率， 使企业拥有更大的发展空间。 此外，必须要开展电网投资效益的相关研究。电网年度投资不断加大，但是由 于受国家宏观经济形势的影响，电网企业经营面临巨大的压力，一是煤炭价格居高 不下，推动发电企业上网电价大幅度提高；二是受国家宏观经济调控和产业结构调 整等影响，销售电价受到政府严格管制，而且调整的难度越来越大，公司的盈利空 间受到双重挤压；三是随着公司资产规模的扩大，折旧、电网运行和维护费用迅速 攀升，与此同时，大规模的融资、巨额的财务费用使电网企业面临着前所未有的困 难和压力。因此，如何科学安排投资项目、合理把握投资时序、注重投入产出效益、 有效防范和规避经营风险、稳步提高电网经济效益成为亟待深入研究和解决的问 题。 1 2 课题的研究意义 十七大将科学发展观写入了党章，科学发展观就是坚持以人为本，树立全面、 协调、可持续的发展观，促进经济社会和人的全面发展。科学发展观不仅再一次指 明了社会主义的发展方向，同时也对电网建设提出了更高的要求。本课题的研究具 有以下重要意义： 首先，本课题的研究有助于提升电力企业的核心竞争力。 第二，本课题的研究有助于实现电网公司的发展战略。 2 华北电力大学硕十学位论文 第三，本课题的研究能够加快电网公司的电网建设。 第四，本课题的研究对于电网公司的发展有促进作用。 最后，本课题的研究有助于电网提高投资效率。对电网公司而言，要不断地优 化电网结构，提高供电能力。而这些只能通过加快、加大电网建设项目投资来取得， 这就需要对电网建设项目的经济效益进行分析，甄选效益好的项目优先投资，提高 投资的效率。面对大规模的投资建设，如何进行项目的优选，确定电网的投资策略， 如何抵御筹资带来的巨大风险，对电网公司是至关重要的。 1 3 国内外研究现状 目前，国内关于投资管理与投资决策优化相关理论在国内有了一些研究【l 训，投 资类型、企业投资决策、企业投资管理内容和集团公司投资管理体制已经也有了一 定的分析基础。在此基础上有了关于项目投资优化的相关理论的研究，对项目评价 的理论与方法和现代投资组合理论进行分析【5 母】，并将现代投资组合理论引入项目管 理领域，但是适用于电网公司的项目组合管理理论还没有成形的理论。 国外的研究中，现代投资理论是马柯维茨在1 9 5 2 具有历史意义的论文证券 组合选择和1 9 5 9 同名专著基础上发展起来的理论框架【l o 。1 4 1 。继马柯维茨之后， 经济学家夏普在1 9 6 3 年发表了证券组合分析的简化模型一文，提出了资本资 产定价模型( c a p m ) ：罗斯随后于1 9 7 6 年提出了套利定价理论( a p t ) 。这些模型运 用经济计量学的方法，通过建立复杂的数学方程式，从不同角度对证券组合理论进 行了丰富和完善，使现代投资理论在近几十年内得到迅速发展并逐步走向成熟 【1 5 q 9 1 o 尽管投资者早就知道分散化可以降低风险，并且希克斯也提出过分散化理论， 但总体上说1 9 5 2 年前是缺少如何进行分散化的理论的。1 9 5 2 年马科维茨在开拓性 论文 投资组合选择中，用均值方差方法( t h e m e a n v a r i a n c ea n a l y s i s ) 分析了不确 定性条件下的投资决策，标志着不确定性条件下金融资产的配置一现代投资组合理 论( 简称m p t ) 的开端【2 0 艺4 1 。1 9 5 9 年马科威茨在投资组合：有效的分散化一 书中进一步对此进行了充实。现在，马科维茨的方法已成为现代投资理论的一个重 要的基础。他在证券组合理论方面的贡献引发了大量的对现代证券组合的分析工作 2 5 - 2 5 】。马科威茨因此被誉为“现代投资组合理论 之父，获得1 9 9 0 年诺贝尔经济 学奖。 在均值方差模型中，马柯维茨假设投资者是预期效用最大化者，假设证券组合 未来收益率的概率分布服从正态分布，可用预期收益率和方差这两个参数来刻画， 以此假设为基础，马柯维茨证明了证券组合的风险分散效应马柯维茨定理：随 着证券组合中包含的证券的数目增加，单个证券的风险对证券组合的风险的影响越 3 华北电力大学硕士学位论文 来越小，证券之间的相互作用成为证券组合风险的主要来源；给定证券组合，证券 之间的相关程度越小，证券组合的风险分散效应越大。如果投资者基于证券组合的 预期收益率和方差进行投资决策，那么根据均值方差模型，投资者运用效用最大化 的决策准则，可在所有可能的投资方案集中求出最优投资组合【z 9 硎。 最早提出“组合管理”思想的是诺贝尔经济学奖获得者、美国经济学家h a r r y m a r k o w i t z ，他于1 9 5 2 年在j o u r n a lf i n a n c e 杂志上发表文章现代组合理论，阐述 如何进行投资组合选择，减少投资风险【3 4 0 9 1 。直到1 9 9 8 年，才由在j o h nt h o r p 在 t h ei n f o r m a t i o np a r a d o x ) ) 上发表文章指出组合管理常被用来进行风险管理，也可 以用来获取投资的最大回报。这种管理思想在金融投资领域叫做投资组合管理，该 理论在上一章已有介绍。近几年，随着信息技术和项目管理技术的发展，这种思想 被引进到项目管理领域，称之为项目组合管理( p r o j e c tp o r t f o l i om a n a g e m e n t ，简称 p p m ) 4 0 - - 4 5 1 。 由上述国内外研究现状描述可知， 论、项目组合优化等有了一定的研究， 体投资决策的研究都很欠缺。 1 4 研究内容 国内外关于投资管理、投资决策优化相关理 但是关于电网建设项目投资优化的理论、总 论文的研究内容主要包括以下几个部分： 1 、投资评估与优化方法相关理论研究。 行深入研究。 2 、国内外企业投资管理案例分析研究。 分析，从中汲取成功经验。 对项目的定义以及项目评价等方面进 选取国内外企业投资管理的案例进行 3 、电网公司投资管理机制研究。提出要完善电网项目投资决策机制、完善投 资管理流程优化机制、完善电网建设项目投资效益考核机制。 4 、电网公司电网建设投资优化方法研究。建立电网建设项目前评估体系，并 选取真实项目进行算例演示；在此基础上，考虑电网投资资金约束以及经济性、社 会性、可靠性等方面的影响，建立电网投资组合优化模型，使项目投资的综合效益 最大化。 5 、实证分析。在前有的基础上，选取实际案例，用以上章节的方法进行案例 计算。 4 2 2 项目评价理论及方法研究 2 2 1 项目评价概述 任务，项目是 持续时间等指 丝 号宇。 础性项目、公 建设项目，还 项目评价是一种手段，是为了选择正确的项目进行投资。对建设项目进行投资 评价的时候，以下几个方面是必须考虑的： 1 、技术可行性：综合考虑待建项目的功能、性能、限制条件以及现有的软硬 件资源，来评估项目的可行性和技术风险。 2 、经济合理性：最少投入最大产出。 3 、社会有益性：可持续发展，环境影响，就业。 4 、组织管理协调性：基于项目的组织等。 项目评价一般包括技术评价、经济评价、社会环境影响评价三方面的内容。其 中经济评价又包括了财务评价和国民经济评价。随着我国市场环境的进一步发展， 对项目的财务评价显得越来越重要。项目财务评价，也叫费用效益分析，即通过评 价项目的支出和收益对比，来评价项目的经济性和可行性。财务评价主要分析三个 指标：净现值、内部收益率、投资回收期。 在进行项目选择的时候，常常需要形成一个综合性的决策问题，也就是说，通 常会有一些难以量化的因素( 一些无形的、间接的影响是很难用定量化的方法来分 析) ，因此需要最后综合起来进行评估，这在电网建设项目的评价中尤为多见。这 5 华北电力大学硕十学位论文 时就需要利用综合评估模型进行评估与决策，最后选择出一个能够符合企业战略目 标，符合项目责任人利益的项目。 2 2 2 项目评价的步骤 l 、根据评价目的选择恰当的评价指标。其中最关键的是筛选评价指标，筛选 评价指标主要应在国家一流县级供电企业评价指标的基础上，分析各评价指标对结 果的影响，挑选那些代表性、确定性好，有一定区别能力又互相独立的指标组成评 价指标体系。 2 、根据评价目的，确定各个评价指标在对某事物评价中的相对重要性，或各 指标的权重。用于确定指标权重的方法主要有主观定权法和客观定权法。其中，主 观定权法包括专家评分法、成对比较法、权重法等：客观定权法包括模糊定权法、 秩和比法、熵权法和相关系数法等。 3 、合理确定各单个指标的评级等级及其界限。 4 、根据评价目的和数据特征，选择适当的综合评价方法，并根据已掌握的历 史资料，建立综合评价模型。 5 、确定多指标综合评价的等级数量界限，在对同类事物综合评价的应用实践 中，对选用的评价模型进行考察，并不断修改补充，使之具有一定的科学性、实用 性与先进性，然后推广应用。 2 2 - 3 项目评价方法简介 l 、综合评分法 综合评分法根据评价者的主观判断，按照规定的标准、用打分作为表示优劣的 尺度来对方案进行评价。这样，可以把评定目标的定性方面和定量方面结合起来， 并把目标的定性方面量化。 2 、模糊综合评价法 模糊综合评价法是一种定性与定量相结合，综合化程度较高的评价方法。该方 法利用模糊隶属度理论把定性指标合理的定量化，很好的解决了现有评标方法中存 在的评价指标单一、评价过程不合理的问题。 模糊综合评价法介绍如下： 在对项目进行评价时，所用的基础数据( 例如产量、售价、生产成本以及投机 等因素) 都来自于预算或估算。尽管使用了各种方法对方案进行有效地预测或估算， 但都不可能与将来的实际情况十分吻合，因为上述影响因素是随机的、模糊的，即 具有不确定性，这就导致了项目评价的不确定性和风险性，甚至造成决策失误。 6 华北电力人学硕十学位论文 为了评价项目能否经受各种风险，提高项目经济效益评价的可靠性和决策的科 学性，需要在对项目经济效益评价的基础上，进一步做不确定分析，即风险分析。 传统的风险分析是在风险变量分布规律已知的情况下，计算评价指标的期望值和方 差，以比较各种方案风险的大小，而实际上要取得变量的概率分布相当困难，所以 可以应用模糊可能性理论对项目投资的风险进行详细分析。 在实际中，事物往往具有不确定性的一面，具有随机性和模糊性。所谓模糊现 象就是没有严格的界限划分而使得很难用精确的尺度来刻画的现象，而反映模糊现 象的种种概念就称为模糊概念。模糊性同随机性一样，是事物本身所固有的特性， 均反映了事物的不确定性。对电网运行能力的评价也具有这种特性，例如对一个变 电所的负载率而言，不能明确的说明负载率在某一个数值就是合理的，低于某个数 值就是不合理的。 在不同程度上具有某种特定性质的所有元素的总和称为模糊集合，其外延和内 涵都是模糊的。用来描述一个模糊集合中元素隶属该集合程度的特征函数称为隶属 函数，隶属函数的值在o 1 间，其值越大表示该元素隶属于该集合的程度越深。 模糊数学中隶属函数的分布主要有三种：戒上型、戒下型和中间型。对于越大 越好的指标，采用戒下型的隶属函数，对于越小越好的指标采用戒上型的隶属函数， 而对于适度指标则采用中间型的隶属函数。根据前面分析，我们确定的社会评价指 标均为正指标，越大越好，所以采用戒下型之一的折线型隶属函数曲线，这里具体 用半升梯形分布的最大隶属函数曲线( 见图2 1 ) 。应用该曲线，我们就可以获得各 指标对于评价等级模糊子集 优，差) 中对优的隶属度。 ( x ) = x a 2 ai 2 、变压器的负载分布 容载比指标表述在供电区域内投产变电容量是否合理。变压器负载分布指标进 一步分析局部变电容量的合理性，避免投资规模虽然整体合理、但局部滞后或超前 的情形。 变压器负载分布由3 个指标描述：欠载变压器比例、变压器平均匀载天数、变 压器平均满过载天数。 3 、远、近期负荷需求与增长速度 该指标主要是将最近三年中各年的负荷数比去前一年的负荷数即得出每一年 的负荷增长速度。负荷预测分近期和远期( 年限与城网规划的年限一致) ，按阶段 考虑，近期负荷预测结果应逐年列出，远期可只列出规划末期数据。远期宜着重考 虑各分区的饱和负荷密度和负荷的预测，确定最终负荷规模。 1 9 华北电力大学硕士学位论文 4 、输电能力不足率 输电能力不足率= 输电能力缺额现有输送能力 其中，输电能力缺额= 应有的供电容量一现有的供电容量 该指标对待建的不同电压等级的电网项目的迫切性进行量化，输电能力不足率 大，就说明该电压等级输电充裕度较低，相应的应加强对该电压等级的电网项目的 投资力度。 5 、平均负载率 平均负载率指标主要是考核各单项工程是否能及时发挥作用。该指标主要由项 目申请单位预测输变电设备经过一段时间的投产运行后的平均负载率，考虑其切改 负荷和增供电力。 6 、项目的作用 根据输变电工程在电网中的地位和作用，输变电工程可分为专项工程、联网工 程和公共网络工程，其中：专项工程指发电厂接入工程，联网工程指跨区、省电网 互联工程，公共网络工程一般指区域电网内部输电网络加强、枢纽变和终端输变电 工程。由于不同类别的输变电工程在电网中的地位和作用的不同，进行前评估时， 应予以不同程度的政策倾斜。 7 、项目所供负荷重要性 首先，考察项目所在地是城区、郊区还是农村地区，该地区的经济发展状态， 平均负荷密度与负荷发展水平等，给出说明。 其次，考查项目在该地区所供负荷的重要性，若负荷级别越高，同等条件下显 然应该先考虑该项目。( 现又分为三级：一级负荷、二级负荷、三级负荷，一级最 重要。) 8 、项目相互制约条件 该指标主要考查项目的电源条件是否具备，是可以从现有网络得到电源支持， 还是必须得上新的电源项目，以及项目配套条件、用地使用权证书等是否具备等方 面进行考查。或者在电网投资规划层面，待前一批投资项目效益显现后，再对下一 批需要投资的项目进行决策。 二、可行性指标 1 、站址选择 变电站站址选择的优化目标是使整体电网的经济属性和地理属性指标达到综 合最优。在变电站站址的选址方面要综合考虑以下几个方面的因素：供电半径、建 设规模、线路走廊、占地面积、站址位置、拆迁赔偿、地基处理、环境问题。 2 0 华北电力人学硕十学位论文 对于最佳站址的选择应综合考虑总体布局、建设规模、出线规模、线路走廊、 占地面积、站址位置、拆迁赔偿、地基处理、环境问题等多方面的因素，最佳站址 评分体系见下图： 图5 - 1 最佳站址评分体系 2 、送电线路路径选择 下面建立了一个线路最佳路径的量化模型，最佳路径评分体系见图5 2 ，部分 基础数据取值如下。平地：相对高差在1 0m 以内的平坦地貌单元；河网：集成地 图中表现清楚的干流及干支流，交叉点附近河床具有一定宽度；水量较大，河床较 宽，局部区域上连续稳定，具备一定规模。地形图上为粗线河及细双线河等；铁路、 国道、普通公路：统计沿输电线路5 k m 范围内的铁路公路总长；房屋：统计沿输 电线路1 7 m 范围内的房屋总数；电力线：统计与设计线路形成交叉跨越的电力线总 数；机耕道：统计与设计线路形成交叉跨越的机耕道总数。 图5 - 2 最侍路径评分体系 3 、土地费用 土地是建设项目必不可少的。对于该指标的控制，应以市场为导向，参考以往 同类地区的项目的相关费用进行考核，若征地拆迁费用太高，应考虑是否可以更换 华北电力大学硕士学位论文 位置建设电网项目以降低成本。 三、经济性指标 1 、输变电工程全寿命周期成本 我国电力工程的生命周期成本主要可以划分为基本建设成本、运行维护成本、 大修和技术改造成本、惩罚成本和设备剩余值。 2 、投资估算 ( 1 ) 变电、土建部分 对于变电和土建部分，用建筑费用、设备费用、安装费用、其他费用四项分类 投资和静态投资、动态投资两项工程总投资来进行考查。 ( 2 ) 通信部分 对于通信部分，用设备费用、安装费用、其他费用三项分类投资和静态投资、 动态投资两项工程总投资来进行考查。 ( 3 ) 线路部分 对于线路部分，用静态总投资来反映此工程的单位造价。单位为元公里。可以 设定每项考查对象单位投资的合理区间，考查情况与方法同上。 3 、单位分类资产的供电能力c p c p ：型( 5 2 ) 其中：c p 一供电能力；c c 一影响供电能力的资产，该值可结合工程实际，通 过分析电网中为增加供电能力而进行的投入得到，主要有：新增变电设备、变电设 备增容、增加网络转移能力等。 4 、单位分类资产的持续供电时间d p d p ：8 7 6 0 x a s a i( 5 3 ) 其中：么鲫一系统平均供电可靠率指标；c d 一影响供电可靠性的资产，该值可 结合工程实际，通过分析电网中为提高供电可靠性而进行的投入得到，主要有：设 备检修和维护、设备更换、增加网络转移能力等。 5 、单位分类资产的有效供电率l p l p ：= 1 0 0 - a a ( 5 - 4 ) g 其中：削一线损率；g 一影响线损的资产，该值可结合工程实际，通过分析 电网中为降低线损而进行的投入得到，主要有：增加无功设备、更换高能耗的老化 华北电力人学硕十学位论文 设备、配置等级较高的和宽量程的电能计量装鼋、加强对配电网的运行维护等。因 此，该指标主要用于改造项目的经济性评价。 考虑电网的供电能力、可靠性和线损后，可得电网最大预期售电量，表示为： = c a x ( 1 - a a ) x 8 7 6 0 x a s a i ( 5 - 5 ) 6 、单位总资产的最大预期售电量e p e p = 鱼( 5 6 ) f c e 其中：乙e 一电网的总资产。 该指标反映了在单位总资产下，电网每年可以提供给用户的最大电量，指标的 值越大，单位总资产对最大预期售电量的贡献度就越大。 可以求出电网最大预期收益为： = 一c a ( 1 一a d ) x 8 7 6 0 x 圪 ( 5 - 7 ) 其中：匕一研究范围内的平均售电价格；圪一研究范围内的平均购电价格。 该值将各经济性评估的影响因素以售电收益的形式加以综合表现，通过对电网 潜在收益能力，即一年中电网以最大供电能力连续供电所得收益，建立了电网特性 和经济性之间的有效联系。 7 、单位总资产的最大预期收益f p f p = 丑( 5 8 ) f c e 该指标反映了单位总资产对电网最大预期收益的贡献度。可以看出，这里的收 益除反映了电网的供电能力外，还反映了供电可靠性、线损、电价等因素的影响， 而电网总资产则反映了各影响因素对应的建设投入，可以视为成本。 8 、净现值 净现值( n e tp r e s e n tv a l u e ) 是把工程方案计算期内不同时点的现金流入和现金 流出，在一定利率i 条件下，折现到“0 时点的代数和( 国家规定，“现在 定义 为建设期初，即时问轴的0 时点) 。 9 、内部收益率 在财务学中，固定资产的投资回报率一般采用内部收益率( i r r ) 来评估，其 含义是投资方案在建设和生产运行年限内，各年净现金流量的现值累计等于0 时的 华北电力大学硕士学位论文 折现率，是反映方案获利能力的重要动态评价指标。 l o 、投资回收期 这罩指静态投资回收期，又称投资返本年限，是该项目或方案的净收益抵偿全 部投资( 包括固定资产和流动资金) 所需的时间。 四、环境性评估 1 、项目对环境的影响 ( 1 ) 噪声 根据城市区域环境噪声标准，各类变、配电室运行时厂界噪声不应高于如 下环境噪声标准值。 ( 2 ) 无线电干扰 按照作业场所工频电场卫生标准国的有关规定，输、变、配电设备运行时 产生的工频电场8 h 最高容许值为5 k v m 。按照国家环保行业标准5 0 0 k v 超高压送 变电工程电磁环境影响评价技术规定中的有关规定，居民区工频电场评价标准宜 为4 k v m 。输、变、配电设备运行时产生的工频电场，不应超过0 1 m t ( 1 0 0 ut ) 。 ( 3 ) 生态环境 在新建供电设施时，应注意采用新技术，以减少对自然保护区、绿化带、植被 以及周围生态环境的破坏。占地的性质，是否农田，所征的地是否符合国家有关政 策要求。在保护地区、重点景观环境周围，所建变民站和线路应与周围环境相协调。 2 、环境对设备的影响 环境因素造成的设备故障和失效可分为两类：一类是功能故障，指设备的各种 功能出现不利的变化，或受环境条件的影响功能不能正常发挥，一旦外界因素消失， 功能仍能恢复：另一类是永久性损坏，如机械损坏等。 5 1 2 指标权重的确定研究 针对电网建设投资前评估指标体系的特点，以及电网投资前评估的目的，研究 发现前评估体系中的指标涵盖面较广，具有较强的综合性，且其指标值也是由下一 级指标加权所得。因此，我们认为权重的确定方法采用主观赋权法一德尔菲法和群 组决策法相结合的方法较为适宜。 1 、德尔菲法 德尔菲法又称为专家法，其特点在于集中专家的经验与意见，确定各指标权重， 并在不断反馈和修改中得到比较满意的结果。基本步骤如下： ( 1 ) 选择专家。选本专业领域中既有实际工作经验又有较深理论修养的专家 华北电力大学硕十学位论文 1 卜3 0 人左右。将待定权重的n 个指标和有关资料以及确定权重的规则发给选定的 各位专家，请他们独立地给出各指标的权重值。 ( 2 ) 收回结果，并计算各指标权重的均值与标准差。 ( 3 ) 将计算的结果及补充资料返还给各位专家，要求所有的专家在新的基础 上重新确定权重。 ( 4 ) 重复上述第二和第三步，直至各指标权重与其均值的离差不超过预先给 定的标准为止，也就是各专家的意见基本趋于一致，以此时各指标权重的均值作为 该指标的权重。 2 、群组决策法 群组决策法确定权重的具体流程如下： ( 1 ) 对一般评分中的判断矩阵a = ( 口村) 一，分别求出每个专家对指标权重的确定情 况，第k 位专家给出的各项指标的权重表示为w k = ( 。，k ：，) ，k = l ，2 ，s ，其中 = l ，即第k 位专家评出的各项指标权重的归一化。 j i l ( 2 ) 用名。表示第k 位专家的权重( 需要另行给定) 且五。= l 。 k = l 综合s 位专家的意见后，各项指标的权重值可以由群组决策得到， 巧= ( w i ) ( w 2 ，) 如( ) ( ) 五。 ( 3 ) 求出所有专家给出的各项指标的权重w = ( ，k ，既) ，其中 形；毒l ，即各项指标权重的归一化。 哆 产i 该方法的优点在于它对不同专家给出的指标赋权方案进行了综合，并考虑到专 家之间存在差异性，对更加了解情况、经验更加丰富的专家赋予更高的权重。 5 2 电网建设项目投资组合的优化分析 我们通过前面的电网建设项目前评价体系，可以对单个项目进行评估筛选，得 出各个项目的得分，列出项目的优先顺序。电网投资项目资金需求量大，但是资金 总额有限，电网公司迫切需要建立一套科学的电网建设项目投资组合优化模型，从 华北电力大学硕+ 学位论文 技术、经济、社会等不同的角度出发，客观、综合地对电网建设项目进行定性和定 量的评价，从而为决策提供参考，最终能够实现将有限的资金在不同的电网建设项 目的投资分配上做出最优的安排。 在电网投资组合优化模型中，我们综合考虑了电网建设项目投资优化组合的经 济性、社会性、可靠性，使投资优化组合的综合效益最大，并将其经济化，具有很 强的现实意义。 5 2 1 电网投资优化模型和算法综述 电网投资优化模型属于项目组合优化模型范畴，它既具有项目组合优化模型的 一般特点，即要考虑组合内各项目之间的关联及影响，在有资金约束的条件下，确 定最优组合。同时电网最优投资组合模型还要考虑模型的适应性和模型的有效求解 方法。 目前运用较多且效果较好的算法遗传算法。 遗传算法的优点是：操作简单，通过交叉和变异等逐步完成进化，最终逐步 收敛到最优解完成进化，相对灵敏度分析、线性规划等数学方法更便于执行；多 点寻优，不受搜索空间的限制性约束，不要求连续性、导数存在、单峰等假设，可 以考虑多种目标函数和约束条件，使其在解决电网规划这种多目标、多约束、非线 性、混合整数优化问题中得到广泛应用；遗传算法在获得最优解的同时也能给出 一些次优解，这为规划人员根据实际情况改变规划方案提供宝贵信息，弥补了数学 规划只能求得单个解的不足；适于解决组合优化问题；能以较大概率找到全局 最优解。 综合以上考虑，建议采用遗传算法求解上述模型。染色体编码是用遗传算法求 解问题的基础，是遗传算法能否应用于电网投资优化模型的关键。染色体编码必须 遵循下列原则：( 1 ) 完备性，即问题空间中所有点( 候选解) 都能用g a 空间中的点( 染 色体) 表现；( 2 ) 健全性，即g a 空间中的染色体都能对应问题空间中的所有候选解； ( 3 ) 非冗余性，即染色体和候选解一一对应。 5 2 2 模型介绍 l 、目标函数 净现值( n p v ) 是在考虑资金时间价值情况对项目的投资收益、成本进行计算， 是单个项目经济评价的一个重要指标。因此在计算电网最优投资组合的经济效益 时，我们使用各个电网建设项目的投资成本、年收益和年运营费用来计算它们各自 的印y ，用于考察项目组合经济性。 华北电力大学硕士学位论文 在对电网项目进行最优投资组合时，我们不仅要考虑项目组合的经济效益，停 电对社会带来的损失也需要考虑在内。本项目采用缺电成本这个指标来计算电网缺 电对社会的影响、将其经济化计入项目组合成本收益模型。 在考虑电网建设项目最优投资组合的可靠性因素时，我们选取容载比这一指标 将其经济化。电网容载比过高，大量供电设施被闲置，会降低项目投资效率。电网 容载比过低，会形成电力瓶颈，抑制电能的消费，不利于经济的发展。因此，我们 要考虑容载比过高时投资的浪费，容载比过低时对经济的抑制作用。 同时，由于项目投资组合是有一定的资金约束，我们将其改造成罚函数形式， 加入目标函数，最终形成如下目标函数： 三厂三1。乙五q + c z - i - i 五【t = l ( 一) ( 1 “) _ f 一叶刖) + 善( 弓广- 1 ) q 川酬5 - 9 )ljj - l 这个模型包括下面四个部分： ( 1 ) 第一部分是综合考虑电网建设项目的投资成本、年运营成本和年收益而计算 的净现值函数，用以描述投资优化组合的经济性，在模型中用 五i ( 吼一) ( 1 + 盯一墨i 表示。 ( 2 ) 第二部分用容载比这一指标将投资优化组合的可靠性经济化，在模型中用可 靠性成本函数尸( x ) 表示。 ( 3 ) 第三部分用缺电成本这一指标反映电网缺电对社会的影响，并将其经济化， ! 乙而c ，+ c 在模型中用( 掣- 一一1 ) c 0 表示。 扣1 c f + c ( 4 ) 第四部分f ( x ) 是作为罚函数出现的资金约束。 2 、符号说明 n ：电网建设投资项目个数 g i l t ：第f 个电网建设项目第f 年的售电收入 c q 为第f 个电网建设项目第f 年的运营成本 r ：电网建设项目寿命周期 2 7 华北电力人学硕士学位论文 ，：投资回报率 m ：规划年电网总负荷 墨：为项目投资建设成本 薯：第i 个项目是否投资 f 0 ，项目进行投资 而2 1 1 ，项目不进行投资 q ：第f 个项目为整个系统带来的新增容量 c ：原系统容量 巳：最大缺电成本 尸( x ) ：可靠性成本函数 石：项目组合 尸( x ) = 口( 薯c f + c o l ) ，竽 p o ，半 y ，秒】 p ( r l 一q 叫，竿 6 ) 项目的作用 该项目是枢纽变电站，对于枢纽工程，一般情况下应让其上马，该指标的专家 打分表见表6 1 0 。 表6 1 0 专家打分表 l 三级指标专家l专家2专家3专家4专家5平均值i i 项目的仵用 888978 7 ) 项目所供负荷重要性 该物流! ；h - r 区是一个重要的工业基地，可以将其定位一级负荷，该指标的专家 打分表见下表。 表6 1 l 专家打分表 三级指标专家1 专家2专家3专家4专家5平均值 i 项目所在地性质 9891 0 88 8 8 ) 项目相互制约条件 该项目的项目工程受制约性一般，该指标的专家打分表见下表。 表6 一1 2 专家打分表 i三级指标专家l专家2专家3专家4 专家5平均值l i 项目相互制约条件 7868 77 2 i 根据上面的分析，对必要性评估指标的专家打分表进行汇总，见下表。 华北电力人学硕+ 学位论文 表6 1 3 必要性评估指标专家打分表 三级指标专家1专家2 专家3专家4专家5平均值 容载比 778777 2 变压器的负载分布 9991 099 2 远、近期负荷需求与增长速度 9 99898 8 输电能力不足率 9 9 1 01 0 99 4 平均负载率 878777 4 项目的作用 888 9 7 8 项目所在地性质 9891088 8 项目相互制约条件 786877 2 该