配电网规划技术经济评估方法研究毕业论文.doc

I 配电网规划技术经济评估方法研究毕业论文 目录 摘要 I ABSTRACT II 第一章 绪论 1 1 1 引言 1 1 2 配电系统经济评价的研究现状 1 1 3 现行评估方法的不足 2 1 4 本文工作 3 第二章 配电系统经济性评价指标体系 4 2 1 配电网经济性评价方法 4 2 1 1 静态评价法 4 2 1 2 动态评价法 8 2 1 3 不确定分析 9 2 2 配电网经济性评估体系 10 2 2 1 财务效益评估 10 2 2 2 技术经济效益评估 10 2 2 3 不确定性分析 12 第三章 计及 N 1 准则的配电系统经济性评价方法 13 3 1 配电网经济评估中的指标 13 3 2 计及 N 1 准则的配电系统经济性评价方法为 14 3 2 1 经济性评价 14 3 2 2 配电系统规划方案评价 17 第四章 实例应用分析 20 4 1 引言 20 4 2 案例简介和说明 20 4 2 1 某高档小区概况 20 4 3 现状电网评估 24 4 3 1 供电能力分析 24 4 4 经济性评价 25 4 4 1 现状电网经济性分析 25 4 4 3 远景规划方案的经济分析 29 第五章 总结 35 参考文献 36 II 致 谢 40 1 第一章 绪论 1 1 引言 近几十年来 人们已经逐步认识到了通过电网优化规划 寻求最佳的 电网投资决策和网络新建改造方案的重要意义 配电网络是现代电力系统 中的重要组成部分之一 配电网规划是指在现状电网分析及未来负荷分布 预测的基础上 在满足未来用户容量和电能质量的情况下 从可能的变电 站位置和容量 接线模式 馈线数目 路径和型号中 寻求一个最优或次 优方案作为规划改造方案 使投资 运行 检修 网损和可靠性损失费用 之和最小 经济性评估作为配电网规划的重要组成部分 对于电网的建设占据着 举足轻重的地位 是降低和避免电网规划方案决策失误并提高方案经济效 益的重要手段 为了确定某一个规划方案 除了分析这个方案在技术层面 上是否安全 可靠 合理和适用外 我们还需要分析该方案在经济上是否 合理 只有最后通过了经济技术上的综合比较才能确定最佳方案 在电力 体制改革和市场化的今天 特别是在精细化规划的时代背景之下 人们对 于利益追求的最大化 使得建设方希望能在满足各种要求的条件下 以最 小的投资并从中获得最大的利益 所以具有优良的经济性方案是作为配电 网规划的第一选择 为此 世界经济合作组织 Organization for Economic Co operation and Development 世界银行 World Bank 和国家相关部门 都先后出版了多个指导性文件 为配电系统的经济评价给出了相应依据 我国的相关文件主要包括 1 国家发改委和建设部 2006 年联合制定的 建设项目经济评价方法与参数 第三版 1 2 原电力部 1998 年发布 的 电网建设项目经和 供电企业经济效益评估综合指标体系 2 3 原国家电的 电力工程技术改造项目经济评价暂行办法 试行 3 1 2 配电系统经济评价的研究现状 长期以来 由于忽视配电网建设 造成了配电网投资不足 与输电网 相比 配电网设备老化 技术性能低 供电事故率远远大于输电网 因为 缺少国家的统一标准 造成了供电部门根据自身的情况进行配电网建设 2 建设随意性大 标准不统一 网络结构和设施配置不规范等问题 近年来 随着城市建设的提速 城市规划和配电网规划存在的脱节问题越来越明显 往往城市进行改造建设时 配电网规划才进行设计 在设计时 又因为城 市绿化 公共设施 小区建设等问题给配电网网架的选择带困难 同时 又可能因为规划 建设批复周期等问题使得配电网建设不及时 造成供电 滞后 现在运行中的部分早期建设配电网线路裸导线多 导线细 线损率 高 输送功率小 很难满足负荷快速增长的需求 同时安全运行情况较差 我国配电网建设现状造成了经济评价很难精细化 近年来 人们一直使用着以项目投资决策分析为思路的配电网经济性 评估 是以项目给投资建设带来的财务效益来评判其财务可行性的一种评 估 当前 国内外配电网经济评价方法一般是将整个规划涉及的所有单个 项目 如变电站 改造项目 看作一个整体或者按区域来进行 运用传统 工程经济学的方法 从供电效益 预期收益这些方面定量的给出规划项目 整体的经济评估结果 在配电网经济性评估方法的选择上 目前国内外主 要采用传统工程评价方法 与一般工程项目类似的基于折现现金流 Discounted Cash Flow 的方法 主要包括净现值法 Net Present Value 内部收益率法 Internal Rate of Return 和投资回收期法 Payback Period 等 18 通过经济效益和经济效率对电网项目进行财务评估和国民经济评估 1 并针对预测和估算中数据的不确定性 对项目进行盈亏平衡分析 敏感 性分析和风险分析等 随着研究的深入 经济性评估工作中的不确定性和 风险性 48 49 是目前研究的热点 评价的方法主要有数学方法 包括概率统 计方法 50 模糊数学方法 51 53 以及盲数方法 54 等 项目仿真模拟方法 55 56 和实物期权 Real Option 和期权定价 Option Price 57 58 方法等 1 3 现行评估方法的不足 电力系统不同于其他行业 有其特殊性 主要体现在 1 产品是无 形的 不是个体的 不能单一买卖 产品除电能质量要求外还需满足安全 性 可靠性和连续性的要求 2 配电网是实现产品交易和保证产品质量 的必要基础 3 电网的整体性很强 单个项目往往需要结合全网才能发 挥作用 由于现在的评价方法没有考虑到这些特点 从而无法评价特定阶 3 段静态电网的经济性 电网的投资大多都是为了提高电网的负荷供应能力 以及保证供电的可靠性和持续性 例如传统财务评价只从市场需求的角度 出发 仅从投资和收入等纯财务角度对电网进行评价 因而表现不出投资 对电网特性的改善 片面性和不确定性很大 这就导致经济性评估结果与 电网实际经济效益存在一定差异 从而影响配电网规划经济评价结果的科 学性和合理性 随着城市建设的快速发展 现在的配电网正向着智能化的方向发展 需要精细化的管理 对于配网经济性评价有必要按一个社区甚至更小区域 进行评估 显然 简单沿用传统的方法进行配电网经济性评估 无法全面 反映投资对电网产生的实际效益 也很难对电网建设提供正确的指导和借 鉴 1 4 本文工作 针对传统配电网经济性评价的问题和不足 提出适应精细化配电网规 划评价的配电网经济性评价体系 通过分析影响经济性评估的主要因素 供电能力 电价 线损等 明 确定义并推导计算方法 考虑影响因素并结合传统的方法研究建立由技术 经济评价 财务效益评估和不确定分析三部分组成的配电网经济性评估体 系 要求能够实现现状和规划状态的配电网络以及规划方案的经济性评价 并应用于实际的案例中 以上海市某高档社区为例进行分析 分别对其现状电网 规划电网方 案进行经济性评估 验证评估体系和方法的有效性和实用性 4 第二章 配电系统经济性评价指标体系 一套科学实用的评价指标体系是衡量配电系统现有水平和规划成效的 重要工具 是保证配电系统规划质量和电网建设安全 可靠 经济的重要 手段 配电系统评价指标体系需要包括安全性 可靠性 经济性等多种评 价属性 其中 经济性是电网供电的基本要素之一 经济性评价则是评价 电网结构是否合理的基本指标 由于配电网规划工程持续时间长 并涉及到很多使用年限不同的建设 项目 需要对电网建设和运行中涉及的费用支出和收益等相关内容归类分 析 2 1 配电网经济性评价方法 目前 传统的配电网投资项目经济评价方法有以下三种 静态评价法 动态评价法和不确定性分析 4 6 2 1 1 静态评价法 静态评价法是指从项目的投建之日起 用项目每年的净收益 年收入 减年支出 来回收初期的全部投资所需要的时间长度 是对方案的粗略评 估 算法比较简单 1 静态投资回收期法 静态投资回收期 简称回收期 是指以投资项目经营净现金流量抵偿 原始总投资所需要的全部时间 静态投资回收期是不考虑资金的时间价值 时收回初始投资所需要的时间 应满足下式 前 t 项之和的第 t 项 COCI 0 即 2 0 1 PPs t t COCI 5 1 式中 现金流入 CI 现金流出 CO 第 1 2 t 年的净收益 t 静态投资回收期 s PP 计算出的静态投资回收期和电力工业投资基准回收期 一般为 15 s PP 0 P 年 进行比较 当时 则认为项目是可以考虑接受的 否则不可行 0 PPPs 静态投资回收期可以在一定程度上反映出项目方案的资金回收能力 其计 算方便 有助于对技术上更新较快的项目进行评价 但它不能考虑资金的 时间价值 也没有对投资回收期以后的收益进行分析 从中无法确定项目 在整个寿命期的总收益和获利能力 2 投资利润率法 投资利润率是反映项目盈利能力的指标 它指投资项目达到设计生产 能力后的一个正常生产年份的税后利润总额与投资项目总投资额的比率 其计算公式为 2 2 100 WwWhHi 式中 投资利润率 Hi 年税后利润总额 Wh 总投资 Ww 其中 年税后利润总额可采用正常生产年份的年税后利润总额 也可 选择生产期平均年税后利润总额 以生产期利润总额之和除以生产期得到 实际应该根据项目的生产期长短和年税后利润总额波动的大小而定 投资利润率同样要与规定的电力行业标准投资利润率或电力行业的平 均投资利润率进行比较 以高于相应的标准为宜 3 投资利税率法 投资利税率是项目达到设计生产能力后的一个正常生产年份的年利润总 6 额 销售税金及附加之和与项目总投资之比 其计算公式为 2 3 100 WwWoHo 式中 投资利税率 Ho 年利税总额 Wo 总投资 Ww 式中 年利税总额可采用正常生产年份的年利润总额与销售税金及附 加之和 也可选择生产期平均的年利润总额与销售税金及附加之和 投资 利税率同样要与电力行业标准投资利税率或者电力行业的平均投资利税率 进行比较 如投资利税率大于相应标准 那么认为项目是可行的 否则不 可行 4 借款偿还期法 借款偿还期是反映项目清偿能力的指标 它指用于偿还借款的资金来 源还清建设投资借款本金所需要的全部时间 其计算公式为 或 2 4 式 1 WtWstTTs 2 WtWstTTs 中 借款偿还期 Ts 偿还借款本金的资金来源大于年初借款本息累计的年份 T 开始还款的年份 1 t 开始借款的年份 2 t 年初借款本息累计 Ws 当年实际偿还本金的资金来源 Wt 计算出借款偿还期后 将其与贷款机构的要求期限进行对比 等于或 小于贷款机构提出的要求期限 认为在借款偿还期上项目可行 借款偿还 期多用于利用项目的最大还款能力还款 以尽快还款原则还款的项目 5 资本金利润率法 它是项目年利润总额与项目资本金之比 资本金利润率的公式为 7 2 5 100 WmWgSs 式中 资本金利润率 Ss 年利润总额 Wg 资本金 Wm 其中 年利润总额也同样有两种选择 正常生产年份的年利润总额和生 产期平均年利润总额 选择方法和其他指标相同 资本金是项目的全部注 册资本金 计算出的资本金利润率与电力行业平均资本金利润率或投资者 要求的资本金利润率进行比较 大于相应的要求 认为项目可行 6 资本金净利润率法 资本金净利润率是项目的年税后利润与项目资本金之比 其计算公式 为 2 6 100 WmWhSc 式中 资本金净利润率Sc 式中 年税后利润也有两种选择 选择方法同上 资本金和上一个指 标一样 也是项目的全部注册资金 这一指标能够计算出项目给投资者带 来多少净利润 因此对投资者来说十分重要 7 流动比率法 流动比率是反映项目各年偿付流动负债能力的指标 其计算公式为 2 7 SeSrVq 式中 流动比率 Vq 流动资产总额 Sr 流动负债总额 Se 一般流动比率达到 2 项目的偿债能力被认为是比较好的 8 速动比率法 8 速动比率是反映项目快速偿付流动负债能力的指标 其计算公式为 2 8 SeSlSrVv 式中 速动比率 Vv 流动资产总额 Sr 存货 Sl 流动负债总额 Se 一般速动比率达到 1 项目的偿债能力被认为是比较好的 2 1 2 动态评价法 动态评价法对项目的分析较为全面 充分考虑资金的时间价值 传统 的投资项目经济评价方法有以下三种 静态评价方法 动态评价方法 不 确定分析 1 净现值法 净现值 Net Present Value 是一项投资所产生的未来现金流的折现值 与项目投资成本之间的差值 净现值法 是评价投资方案的一种方法 该 方法是利用净现金效益量的总现值与净现金投资量算出净现值 然后根据 净现值的大小来评价投资方案 记作 其表达式为 NPV 2 9 t n t t iCOCINPV 1 1 式中 净现值 第 t 年的现金流入量 第 年的现金NPVttCOCI t 流出量 投资项目的寿命周期 为折现率 ni 净现值 0 投资方案是可以接受的 净现值 0 投资方案NPVNPV 就是不可接受的 净现值越大 投资方案越好 净现值率 2 10 NPVRUn NPVNPVR 式中 原始投资的现值合计Un 9 2 动态投资回收期法 动态投资回收期是指在考虑货币时间价值的条件下 以投资项目净现 金流量的现值抵偿原始投资现值所需要的全部时间 其计算公式为 2 11 0 1 1 t c PPd t t iCOCI 式中 为基准收益率 大于 12 6 是需要计算的投资回收期ci d PP 求出的动态投资回收期也要与电力行业标准动态投资回收期 一般为 15 年 或电力行业平均动态投资回收期进行比较 低于相应的标准认为项 目可行 3 内部收益率法 内部收益率法 Internal Rate of Return IRR 法 又称财务内部收益率法 FIRR 内部报酬率法 是用内部收益率来评价项目投资财务效益的方法 所谓内部收益率 就是资金流入现值总额与资金流出现值总额相等 净现 值等于零时的折现率 其计算公式为 2 12 0 1 1 t n t t IRRCOCINPV 计算内部收益率的前提是使净现值等于零 计算出的财务内部收益率 要与国家规定的基准收益率进行比较 如果前者大于后者 则说明项目盈 利能力超过国家规定的最低标准 因而可行 否则不可行 电力工业财务 基准收益率暂定为 全部投资的 8 或资本金的 10 2 1 3 不确定分析 由于客观条件的复杂性和人的认识能力的局限性 大部分来自预测和 估算 存在一定程度的不确定性 为了分析不确定因素对经济评价指标的 影响 预测项目可能承担的风险 确定项目在财务 经济上的可靠性 避 免项目投产后不能获得预期效果 甚至亏损 必须在项目经济评价中根据 项目的性质 特点 决策者的需要以及所具备的财力 人力条件进行不确 定性分析 不确定分析包括盈亏平衡分析 敏感性分析和概率分析 10 2 2 配电网经济性评估体系 2 2 1 财务效益评估 财务评估的目的是作为项目在商业上是否可以接受性的一个标准 对 配电网规划来说 其财务评估主要是从投资的角度来看预测未来负荷需求 是否能够盈利 本文用动态财务评估法 即根据项目的现金流量表计算动 态财务评价指标 财务净现值和内部收益率 同上 当财务净现值不小于 零且内部收益率大于电力工业财务基准收益率 8 时 则方案是可行的 财务净现值和内部收益率越大说明方案的经济效益越好 2 2 2 技术经济效益评估 技术经济效益评估从电网性能角度评判电网投资的经济优劣 通过资产 分类的创新建立分类评价指标 反映不同成本对电网相应特性的贡献 技 术经济效益评估主要是计算技术经济效益指标 这些指标的数值是由电网 自身结构和设备参数所决定的 而且这些指标是在多方案比较时拿来对比 的指标 因此受不确定因素的影响较小 1 技术资产的定义 配电网在一年内为提高自身性能而付出的成本为技术资产 其数值为 配电网设备在该年的固定资产折旧和运行维护费用之和 1 固定资产折旧 固定资产在电网的生产经营活动中保持其原有的实物形态不变 但其 价值随着生产经营活动而逐渐减少或消失 其价值随着使用将逐步分摊转 入产品成本或期间费用 由于损耗分摊而计入成本 费用的固定资产价值 即为折旧 2 运行维护费用 在电网运行中 其设备需要进行检修和维护 这类费用是由于生产经 营而产生也应该计入产生产品的成本中 2 技术经济效益指标 在对技术资产进行分类后 可设定相应技术经济效益指标来评价配电网 11 的技术投资的合理性 供电能力 电网的供电能力就是该变电站的站内供电能力 如下式所示 2 13 1 P Nk Ca Ca 其中 电网供电能力 Ca 变电站的站内供电能力 Ca N 主变台数 P 单台主变容量 以考虑功率因素后的有功容量为准 k 主变过载系数 以下皆讨论 k 1 即主变不过载的情况 1 单位分类资产的最大负荷供应能力为 2 14 CcCaCP 式中 供电能力 Ca 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 Cc 增加供电能力而进行的投入得到 主要有 新增变电设备 变 电设备增容等 越大 单位资产对最大负荷供应能力的影响越大 CP 2 单位分类资产的持续供电时间为 2 15 D CASAIDP 8760 式中 系统平均供电可靠率指标 ASAI 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 D C 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 12 主要体现了电网中影响供电可靠性的资产对供电可靠性的贡献度 DP 该指标的值越大 单位分类资产对供电可靠性的提高就越大 3 单位分类资产的有效供电率 2 16 L CALP 100 式中 线损率 A 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 L C 线损而进行的投入得到 主要有 增加无功设备 更换高能耗 的老化设备 配置等级较高的和宽量程的电能计量装置 加强 对配电网的运行维护等 越大 单位资产对线损的改善越大 LP 2 2 3 不确定性分析 配电网经济性评估时常处于带有不确定性的环境中 经济性评价的依 据资料由于主客观原因会存在一定的偏差 基础数据由于预测估计也会有 误差 这种偏差或误差对配电网经济性评估的结果必然产生影响 使评估 结果和实际不符 从而给项目投资者和经营者带来风险 因此 在经济性 评估时 需要通过不确定性分析了解不确定性因素对评估结果的影响程度 掌握项目方案对各因素变化的敏感程度和承受能力 不确定性分析的主要内容包括 盈亏平衡分析 敏感性分析和风险分 析 本文对配电网经济性评估的不确定分析 以敏感性分析为主 采用敏感性分析方法来研究各种不确定因素对配电网规划方案经济性 的影响程度 最常用的指标是内部收益率和净现值等动态指标 对于电网 规划方案经济性影响较大的因素一般有电价 固定资产投资以及电网运行 成本等 在该评估体系中可根据需要选择不同的技术效益指标和财务指标 分析它们在对电网规划方案经济性评价影响较大的因素中发生变化时的变 化率 13 第三章 计及 N 1 准则的配电系统经济性评 价方法 近年来 随着电网的不断壮大 对电网稳定性及设备可靠性的要求越 来越高 电网稳定导则和有关电网规划建设的技术导则对电网安全运行的 N 1 准则均提出了不同要求 按照电网稳定导则有关定义 N 1 准则是指正常运行方式下电力系统 中任意一元件 如线路 发电机 变压器等 无故障或因故障断开后 电 力系统应能保持稳定运行和正常供电 其他元件不过负荷 电压和频率均 在允许范围内 所以可以分为电力系统静态安全分析 单一元件无故障断 开条件下 电力系统动态安全分析 单一元件故障断开条件下 本文的经 济性评价方法是在借鉴电网稳定导则的前提下基于最大供电能力收益和最 大供电能力利用小时数提出的 和系统计及 N 1 准则的最大供电能力密切 相关 所以 本文的配电网经济性评价方法受到计及 N 1 安全性准则的约 束 体现在电网收益方面 3 1 配电网经济评估中的指标 静态分析对电网总投资能够获得的电力效益进行评价 动态分析对电 网投资增加能够获得的电力效益以及规划工程所产生的经济效益进行评价 1 供电能力评估 供电能力在盈余的情况下 电网可以完全满足可靠供电 从经济角度 来看 对于现状电网来说此时不需要对配电网进行大规模的改造 对 于规划的电网来说 虽然此时的方案满足了负荷的预测要求 但是并 不经济 当供电能力刚好能满足供电 对于现状电网来说处于濒临供电能力缺 额的状态 此时有必要对项目进行建设 如新建变电站 对于规划 电网来说 此时的方案在满足预测负荷要求的情况下 又兼顾了经济 性和可靠性 是个比较理想的方案 当供电能力处于缺额的情况下 电网此时供不应求 不能满足可靠供 电 对于现状电网来说 需要针对缺额的程度采取相应的电网改造 对于规划电网来说 则此方案不满足可靠性的要求 14 2 单位资产的供电能力 从整体上描述配电网单位投资所产生的电网供 电能力水平高低 3 单位资产所供电量 从整体上描述电网单位投资所带来的供电量大小 4 单位资产所供负荷 从整体上描述电网单位投资所承担的负荷大小 5 预期收益 是根据供电能力 网损率和电价等方面预测出大概的收入 情况 是描述整个项目的盈收情况 6 电网的年费用 是指将规划期内的电网投资 电网运行维护费用和电 能损耗费用 按照一定的贴现率折算到每一年的费用值 以便于方 案 之间的经济性比较 7 净收益 是一个项目经营的最终成果 净收益多 项目的经营效益就 好 净收益少 项目的经营效益就差 它是衡量一个项目经营效益 的主要指标 8 单位新增资产的电量增量 和 单位新增资产的负荷增量 是对配电网 从现状到规划方案实施完成的时间内 单位新增投资带来的供电量 增长和单位新增投资所承担的负荷增量进行量化评价 3 2 计及 N 1 准则的配电系统经济性评价方法为 3 2 1 经济性评价 1 配电网的网架构造以及数据的收集 首先要确定评估的是哪个区域和其的某一时刻 各个状态量的数值 并 采集该区域内实际配电网的结构信息 主变容量等信息 收集行业基准利 率 行业基准投资回收期 对该区域内的资产进行实际调查 例如配电设 备购入价 运行年限 资产折旧费 设备运行及维护成本费 年最大供电 负荷 售电电价等经济指标基础数据 2 研究区域的供电资产统计 折算后配电网现有的固定资产 资产年折旧费 运行年限和维护费用 等 3 年最大供电负荷 通过计及 N 1 准则计算出该区域的配电网络的最大供电能力 估算该 15 网络最大供电能力在一年内利用的小时 4 静态经济指标 表 3 1 现状电网的供电效益指标 Table 3 1 the power supply benefit index of existing network 分 类 序 号 指标符号单位计算公式 1 最大供电能力 1 N S MVA RiTiSN 1 为主变最大允许负载率 为 TiRi 主变容量 2 该单位资产供电 能力 u s MVA 万元 MWwu 为电网总资产 M 3 该单位资产所供 负荷 u w kWh 万 元 MWwu 为年供电量 W 供 电 效 益 4 该单位资产所供 负荷 u p MW 万 元 MPpu 为年最大负荷 P 表 3 2 现状电网的预期收益指标 Table 3 2 the prospective earning index of existing network 分 类 序 号 指标符号单位计算公式 预 期 收 益 1年最大供电 收益 max PA 万元 1 cos 1maxioN ppPSPA 为最大供电能力 为系统功 1 N S cos 率因数 为网损率 为单位时间 P 和为平均购入和售出电价 o p i p 预 16 期 收 益 2单位资产年最大 供电收益 max pa 万元 万元 MPApa maxmax 表 3 3 现状电网年费用 预期净收益 年净收益指标 Table 3 3 The annual expense prospective net income annual net income index of existing network 分 类 序 号 指标符号单位计算公式 1年费用CO万元OCDCCO 为折旧费用 DC 年 费 用 2年收益费用比率ir COCIir 为电网年收益 CI 为电网年费用 CO 3年最大净收益NPA万元 COPANPA max 4单位资产年净收 益 npa 万元 万元 MNPAnpa 预 期 净 收 益 5单位供电能力年 净收益 u npa 万元 MVA 1 Nu SNPAnpa 6年净收益NP万元COCINP 7单位资产年净收 益 np 万元 万元 MNPnp 年 净 收 益8单位供电年净收 益 u np 万元 MVA 1 Nu SNPnp 3 2 2 配电系统规划方案评价 1 配电网静态经济性评价 选定关键时间断面 按步骤 1 计算各时间断面上 年 电网供电效 17 益 预期收益能力 年费用 预期净收益能力及年净收益指标等静态经济 指标 2 增量资产动态投资经济性评价 基于各时间断面的静态经济评价结果 按下面的式子计算电网供电效益 增量 预期收益能力增量 净收益增量等增量经济性指标 表 3 4 规划经济性分析评价指标 Table 3 4 planning the economic analysis evaluation index 分 类 序 号 指标符号单位计算方法判断 依据 1供电能力增量 1 N S MVA 0 1 11 NtNN SSS 为规划阶段 通常以年为单 t 位 0 2电网资产增量M 万元 0 MtMM 为规划期末的电网资产 M 0 3总投资 静态V万元 4单位新增资产 供电增量 u s MVA 万元 VSSs NtNu 0 1 1 0 5单位新增资产 供电量增量 u w kWh 万元 VWWw tu 0 0 供 电 效 益 增 量 6单位新增资产 供负荷增量 u p MW 万元 VPPp tu 0 0 7年最大供电收 益增量 max PA 万元 0max max max PAPAPA t 0 预 期 收 益 增 量 8单位资产年最 大供电收益增 量 max pa 万元 万元 VPAPApa t 0max max max 0 18 9年收益费用比 率增量 ir 0 iririr t 0 10年最大净收益 增量 NPA 万元 0 NPANPANPA t 0 11单位新增资产 年净收益增量 npa 万元 万元 VNPANPAnpa t 0 0 预 期 收 益 增 量 12单位供电能力 年净收益增量 u np 万元 MV A 0 utuu npnpnp 0 13年净收益增量NP 万元 0 NPNPNP t 0 14 单位新增资产 年净收 益增量 np 万元 万元 VNPNPnp t 0 0 净 收 益 增 量 15 单位供电能力 年净收 益增量 u np 万元 MV A 0 utuu npnpnp 0 16静态投资 s V 万元 17动态投资 d V 万元 18净现值NPV万元式 2 9 0 19净现值率NPVR 式 2 10 0 20内部收益率IRR 式 2 12 0 21静态投资回收 期 s PP 年式 2 1 0 财 务 指 标 22动态投资回收 期 d PP 年式 2 11 0 从上表可以看出 对于规划方案的经济性评价 除规划各阶段末的静 态经济比较性指标外 还需要对投资的盈利能力和成本回收能力等常规的 项目投资技术经济指标进行测算 以考察规划方案和投资计划的有效性 表示该指标为效益型指标 指标值越大经济性约好 示该 19 指标为成本型指标 指标值越小经济性越好 3 动态财务经济性评价 根据前面计算出的各个时间断面的静态经济评价结果 按照净现值法 内部收益率法和投资回收期法等来计算配电网建设的财务动态经济指标 用来判断规划或建设改造的效果如何 为了考察规划方案的经济适应性和抗风险能力 还可以对电价和投资 等作为影响因素进行敏感性分析 分析它们在发生改变的时候对单位资产最 大收益能力 投资回收期和内部收益率等经济指标的影响 在对配电网做 敏感性分析的时候 只考虑与影响因素有直接联系的各计算值的变化 其 他的可以不需要理会 20 第四章 实例应用分析 4 1 引言 本章选用中国上海某高档社区配电网络为例说明本文方法的应用过程 通过对其供电能力评价 现状电网和规划方案的经济性评价 来验证本文 的配电网经济性评估体系和方法的有效性以及实用性 应用实例表明 本 文方法能够针对配电系统的典型特征给出比较客观的评价结果 为发现影 响配电系统评价指标的关键因素以及充分挖掘配电系统的供电潜力提供了 有力工具 4 2 案例简介和说明 4 2 1 某高档小区概况 所选小区属于上海市区内的一个小型社区 总用地面积 348 4 公顷 以 商办 教育科研 居住功能为主 目前 2005 年 区内主要依靠三座高压 配电变电站供电 分别为 110kV 鞍山站 2 31 5MVA 35kV 赤峰站 2 20MVA 和 35kV 彰武站 2 20MVA 其 10kV 配电网以电缆为主 架空线路为辅 电缆网主要采用 H 接线 以 K 型站作为分配电源 通过 P 型站和 WX 型站作为环网点 现状区内中压配网的地理接线图 7 见图 3 1 根据该社区 10kV 配网规划方案 2020 年将完成远景电网的建设 该 地区 3 座高压配电变电站远景 2020 年 方案 7 为 1 35kV 赤峰站远景增容 1 台 20MVA 主变 远景规模为 3 31 5MVA 2 35kV 彰武站远景原址升压增容改造为 110kV 变电站 远景规模为 3 31 5MVA 3 110kV 鞍山站远景增容 1 台 31 5MVA 主变 远景规模为 3 31 5MVA 根据远景负荷预测结果 远景最高负荷约 191 52MW 7 对 远景 10kV 配电网进行规划 为保证远景 10kV 配电网满足 N 1 条件 主 要考虑新增 K 型站 该区域的电网特点 21 作为现代化大都市比较高档的社区 该区域对供电安全性和适应性的 要求比较高 截止 2005 年为止 该社区供电可靠率已达 99 99 由于该高档社区是以商办 教育科研 居住功能为主的社区 电气化 程度较高 根据统计 服务业 商业和居民生活用电量占该地区总用电量 的 90 以上 具有用电负荷大 负荷密度程度高 负荷增长速度快等特点 现状 2005 年 7 8 该高档社区配电网负荷年最大利用小时数为 3780 小时 供电可靠性为 99 99 线损率为 4 87 平均销售电价为 0 705 元 kWh 电网所供区内实际负荷为 79 63MW 图 4 1 现状 2005 该社区中压配网地理接线图 22 表 4 1 高压配电变电站数据一览 Table 4 1 general survey of high voltage distributing substation 变电站电压等级 KV 10KV 侧 主接线 现状容量 MVA 10KV 出 线仓库 总数 10KV 实 际出线 数 10KV 出现并 仓数 10KV 备用出 线仓位 鞍山站110单母 四分段 2 31 5202880 赤峰站35单母 四分段 2 20162690 彰武站35单母分 段 2 20141532 架空线路电缆线路总计 变电站出线条数 条 出线长 度 km 出线条数 条 出线长 度 km 出线条 数 条 出线长度 km 鞍山站1116 3251739 8482856 173 赤峰站55 7532137 5162643 269 彰武站35 4291215 8021521 231 总计1927 2075093 16669120 673 该高档社区的 10KV 线路 10KV 配电站与 10KV 配电变压器的情况分 别如表 4 2 表 4 3 表 4 4 所示 表 4 2 10KV 线路概况 Table 4 2 general situation of 10kv line 架空形式线路条数 条 线路长度 km 架空线路2130 27 电缆线路5093 16 合计71123 43 由表 4 2 可知 该地区 10kV 配电网是由架空 电缆两种线路混合而成 的网络 其中电缆线路居多 占线路总条数的 70 42 电缆线路总长度占 全部线路总长度的 75 48 23 社区里面一共有 117 座 10kV 配电站 包括 K 型站 P 型站和 WX 型 站 用户站共有 45 座 具体统计数据如表 4 3 所示 表 4 3 10KV 配电站概况 Table 4 3 general situation of substation of 10kv line 配电站类型数量 座 10kV 侧主 接线 10kV 进出 线仓位 10kV 实际 出线数 仓位平均利 用率 K 型站18单母线分段16013282 50 P 型站35环进环出 线 变组 28224486 52 WX 型站62环进环出 用户站47 区内 10kV 配电变压器由配变和杆变两部分组成 按资产性质可分为电 业变和用户变两类 具体统计数据如表 4 4 所示 表 4 4 10KV 配电变压器概况 Table 4 4 general situation of distribution transformer 数量 台 数量比例 容量 KVA 容量比例 变压器 性质 杆变配变杆变配变杆变配变杆变配变 电业22815260 0040 009837011825045 4154 59 用户437237 3962 61254906871527 0672 94 总计27122454 7445 2612386018696539 8560 15 根据远景负荷预测结果 远景最高负荷约 191 52MW 7 对远景 10kV 配电网进行规划 为保证远景 10kV 配电网满足 N 1 条件 主要考虑 新增 K 型站 24 远景规模时各变电站所需转移负荷和 K 型站数量情况如表 4 5 所示 表 4 5 各变电站需转移的负荷和 K 型站数量的统计 Table 4 5 statistics of load which substation should transfer and the number of K type substation 变电站最终容量 MVA 负荷 MW 主变平均负 载率 满足 N 1 条 件需转移负 荷 MW K 型站数 量 赤峰3 31 563 8477 52 9 571 彰武3 31 563 8477 52 9 572 鞍山3 31 563 8477 52 9 572 注 每个 K 型站可转移负荷为 5 471MW 4 3 现状电网评估 4 3 1 供电能力分析 1 供电能力计算 电网的供电能力就是该变电站的站内供电能力 如下式所示 4 1 1 P Nk Ca Ca 其中 电网供电能力 Ca 变电站的站内供电能力 Ca N 主变台数 P 单台主变容量 以考虑功率因素后的有功容量为准 k 主变过载系数 以下皆讨论 k 1 即主变不过载的情况 根据 上海电网若干技术原则 9 的规定 10kV 的 3 400mm2截面 YJV 电缆载流限额为 351A 3 240mm 截面 YJV 电缆载流限额为 276A 10kV 电网的功率因数应控制在 0 90 0 95 的范围内 由上式计算得到该社区现状 电网供电能力 有功 为 90 93MW 取功率因素 0 90 2 供电能力评估 根据 上海电网若干技术原则 9 的规定 10kV 区域电网在发生 N 1 故障时应能够保证负荷的供电 因此 以该高档社区的最大负荷来校验以 25 及评估现状中压配电网的供电能力 2005 年 该高档社区最高负荷日发生于 8 月 14 日中午 13 00 其负荷 为 79 63MW 供电能力差额为 16 36MW 0 因此 该高档社区现状配电 网有盈余 完全可以满足全年的可靠供电 保证 N 1 情况下的最大负荷供 应 通过供电能力评估可知 该高档社区实际负荷小于电网的供电能力 所以现状电网能保证 N 1 情况下在最大负荷水平时不失负荷 4 4 经济性评价 4 4 1 现状电网经济性分析 统计该社区电网的经济资产 统计得到的结果如下 表 4 6 现状电网变电站资产统计 单位 万元 Table 4 6 statistics of existing network substation investment 10000Yuan per unit 站名固定资产原值年折旧 鞍山站3574285 赤峰站2410191 彰武站116796 总计7151572 表 4 7 现状电网 K 型站资产统计 单位 万元 Table 4 7 statistics of existing network K type substation investment 站名固定资产原值年折旧 鞍本站74360 本凤站65052 赤平站32826 抚江站33425 国康 46 弄站33729 虎西站96475 江延站30234 四平 1128 弄站34027 26 铁本站41833 中长站48436 总计4900397 表 4 8 现状电网 P 型站资产统计 单位 万元 Table 4 8 statistics of existing network p type substation investment 站点固定资产原值年折旧 鞍山 310 弄站907 鞍山八村站14011 鞍山四村站1089 本江工房站19516 本铁工房站16013 本溪 138 弄站14712 本溪 189 弄站25521 长抚工房站34527 赤峰 71 站756 赤峰 89 弄站13010 凤城六村站16814 阜大站12810 工商银行 控江 站23520 公交新村站776 国康站12810 锦鞍站807 锦虎站29823 控打临站23018 康平站18815 控江 1660 号站13811 连密工房站18815 密东工房站14512 27 四平 1145 弄站1199 闸电新村站12710 密云 488 站20516 总计4099328 表 4 9 现状电网 10kV 线路资产统计 Table 4 9 statistics of existing network 10kv line investment 线路型号 mm 长度 m 造价 万元 km 固定资产原值 万元 年折旧 万元 3 24067730 6503338262 3 4008322 810083666 总计 4174328 综合以上 现状电网的资产年折旧成本如下表所示 表 4 10 现状电网资产年折旧成本统计 单位 万元 Table 4 10 statistics of existing network annual cost of depreciation 设备固定资产原值年折旧 变电站7151572 K 型站4900397 P 型站4099328 线路 10kV 4174328 总计203241625 全网 沪东 的固定资产年折旧成本为 24119 万元 设备的运行维护费 用为 1915 万元 又因为该高档小区的年折旧成本为 1625 万元 一比之下 就可以得出该地区的设备维护费用为 129 万元 现状 6 7 该地区电网现有供电能力为 90 93MVA 负荷最大利用小时数 为 3780 小时 供电可靠性 99 99 线损率为 4 87 平均销售电价为 28 0 705 元 kWh 平均购电电价为 0 517 元 kWh 电网所供区内实际负荷为 79 63MW 电网所供区内实际电量为 79 63 3780 103 3 01 108kW h 电网供电资产按照原值 20324 万元计算 综上所述 可得该地区现状电网经济性指标如表 4 11 所示 表 4 11 现状电网经济性分析评价指标 Table 4 11 existing network economic analysis evaluation indexes 分类序号指标标识单位数值 1最大供电能力 1 N S MVA90 93 2单位资产供电能力 1 N s kVA 万元4 474 3单位资产所供电量 u P kWh 万元1 4906 供电效 益 4单位资产所供负荷 u l kW 万元3 918 5年最大供电收益能力 max PA 万元14636 089预期收 益 6单位资产年最大供电收益能力 max pa 万元 万元0 7201 7年费用CO万元1754年费用 8年收益费用比率ir 3 086 9年最大净收益能力NPA万元12882 089 10单位资产年净收益能力 npa 万元 万元0 634预期净 收益11单位供电能力年净收益能力 u npa 万元 MVA141 67 12年净收益NP万元3639 241 13单位资产年净收益 np 万元 万元0 179年净收 益14单位供电能力年净收益 u np 万元 MVA40 022 从上表中可以看出 最大供电能力远大于该社区实际负荷 说明有盈 余 能够完全满足可靠性供电 从收益情况来看 可以知道该项目的经营 29 效益良好 年费用只占收益的很小一部分加上单位资产年净收益能力 单 位供电能力年净收益能力 单位资产年净收益及单位供电能力年净收益均 大于零 说明该高档社区现状电网经济性良好 4 4 2 远景规划方案的经济分析 1 规划方案一 考虑区内高压配电变电站规划方案规模 即 35kV 赤峰站主变规模 3 31 5MVA 110kV 彰武站主变规模 3 31 5MVA 110kV 鞍山站主变规模 3 31 5MVA 由于该方案已满足 N 1 条件 规划方案着重对网架结构进行 优化 达到消除并仓 提高出线负载率的目的 规划方案一中新增与改造 项目列表及投资情况如表 4 12 所示 表 4 12 规划方案一 Table 4 12 Brief introduction of planning one 设备功能单价 万元 座 km 数量 座 km 费用 万元 K 型站改加强型 K 分配电源200438600 K 型站改 P 型站环网点2002400 10kV YJV 3 400 1106 78747 10kV YJV 3 240 100400400 总计 10147 2 规划方案二 35kV 赤峰站主变规模 3 20MVA 110kV 彰武站主变规模 3 40MVA 110kV 鞍山站主变规模 3 31 5MVA 并对网架结构进行优化 加强网络的联络 相对于方案一 方案二扩大了彰武站的规模及供电区域 规划方案二中新增与改造项目列表及投资情况如表 4 13 所示 表 4 13 规划方案二 30 Table 4 13 Brief introduction of planning two 设备功能单价 万元 座 km 数量 座 km 费用 万元 K 型站改加强型 K 分配电源200459000 K 型站改 P 型站环网点2002400 10kV YJV 3 400 1106 83751 3 10kV YJV 3 240 1005 00500 总计 10651 3 从上面两表统计我们可以看出规