配电网规划技术经济评估方法研究毕业论文.doc 43页

'配电网规划技术经济评估方法研究毕业论文目录摘要IABSTRACTII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--41--- 致谢-40--41--- 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（OrganizationforEconomicCo-operationandDevelopment）、世界银行（WorldBank）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，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。-41--- 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（DiscountedCashFlow）的方法，主要包括净现值法（NetPresentValue），内部收益率法（InternalRateofReturn）和投资回收期法（PaybackPeriod）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（RealOption）和期权定价（OptionPrice））[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段静态电网的经济性；电网的投资-41--- 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。第二章配电系统经济性评价指标体系-41--- 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=0，即：（2-1）式中：-现金流入-现金流出-第1,2,…t年的净收益-静态投资回收期。-41--- 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。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）式中：-投资利润率-年税后利润总额-总投资其中，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）式中：-投资利税率-41--- -年利税总额-总投资式中，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)式中：-借款偿还期-偿还借款本金的资金来源大于年初借款本息累计的年份；-开始还款的年份；-开始借款的年份。-年初借款本息累计-当年实际偿还本金的资金来源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：(2-5)式中：-资本金利润率-41--- -年利润总额-资本金其中，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)式中：-资本金净利润率式中，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)式中：-流动比率-流动资产总额-流动负债总额一般流动比率达到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)-41--- 式中：-速动比率-流动资产总额-存货-流动负债总额一般速动比率达到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（NetPresentValue）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：(2-9)式中：-净现值；-第t年的现金流入量；-第年的现金流出量；-投资项目的寿命周期；为折现率。净现值＞0，投资方案是可以接受的；净现值＜0，投资方案就是不可接受的。净现值越大，投资方案越好。净现值率：，(2-10)式中：-原始投资的现值合计（2）动态投资回收期法-41--- 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)式中，为基准收益率（大于12.6%）；是需要计算的投资回收期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(InternalRateofReturn，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)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。2.2配电网经济性评估体系-41--- 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的技术投资的合理性。l供电能力:-41--- 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)其中：—电网供电能力；—变电站的站内供电能力；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)式中：-供电能力-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、变电设备增容等。越大，单位资产对最大负荷供应能力的影响越大。(2)单位分类资产的持续供电时间为:(2-15)式中：-系统平均供电可靠率指标-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。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，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。-41--- （3）单位分类资产的有效供电率（2-16）式中：-线损率-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。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。第三章-41--- 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：①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。②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。③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。（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。-41--- （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Table3-1thepowersupplybenefitindexofexistingnetwork-41--- 分类序号指标符号单位计算公式供电效益1最大供电能力MVA为主变最大允许负载率，为主变容量2该单位资产供电能力MVA/万元为电网总资产3该单位资产所供负荷kWh/万元为年供电量4该单位资产所供负荷MW/万元为年最大负荷表3-2现状电网的预期收益指标Table3-2theprospectiveearningindexofexistingnetwork分类序号指标符号单位计算公式预期收益1年最大供电收益万元为最大供电能力，为系统功率因数，为网损率，为单位时间，和为平均购入和售出电价2-41--- 预期收益单位资产年最大供电收益万元/万元表3-3现状电网年费用、预期净收益、年净收益指标Table3-3Theannualexpense,prospectivenetincome,annualnetincomeindexofexistingnetwork分类序号指标符号单位计算公式年费用1年费用万元为折旧费用2年收益费用比率――为电网年收益，为电网年费用。预期净收益3年最大净收益万元4单位资产年净收益万元/万元5单位供电能力年净收益万元/MVA年净收益6年净收益万元7单位资产年净收益万元/万元8单位供电年净收益万元/MVA3.2.2配电系统规划方案评价(1)配电网静态经济性评价-41--- 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Table3-4planningtheeconomicanalysisevaluationindex分类序号指标符号单位计算方法判断依据供电效益增量1供电能力增量MVA为规划阶段，通常以年为单位>0,↑2电网资产增量万元为规划期末的电网资产>0,↑3总投资-静态万元↓4单位新增资产供电增量MVA/万元>0,↑5单位新增资产供电量增量kWh/万元>0,↑6单位新增资产供负荷增量MW/万元>0,↑预期收益增量7年最大供电收益增量万元>0,↑8单位资产年最大供电收益增量万元/万元>0,↑9年收益费用比率增量――>0,↑-41--- 预期收益增量10年最大净收益增量万元>0,↑11单位新增资产年净收益增量万元/万元>0,↑12单位供电能力年净收益增量万元/MVA>0,↑净收益增量13年净收益增量万元>0,↑14单位新增资产年净收益增量万元/万元>0,↑15单位供电能力年净收益增量万元/MVA>0,↑财务指标16静态投资万元↓17动态投资万元↓18净现值万元式（2-9）>0,↑19净现值率――式（2-10）>0,↑20内部收益率%式（2-12）>0,↑21静态投资回收期年式（2-1）>0,↑22动态投资回收期年式（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，“↓”示该指标为成本型指标，指标值越小经济性越好。-41--- (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。第四章实例应用分析-41--- 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：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%。-41--- 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表4-1高压配电变电站数据一览Table4-1generalsurveyofhighvoltagedistributingsubstation-41--- 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变电站架空线路电缆线路总计出线条数（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4-210KV线路概况Table4-2generalsituationof10kvline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%。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。-41--- 表4-310KV配电站概况Table4-3generalsituationofsubstationof10kvline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16013282.50P型站35环进环出/线变组28224486.52WX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4-410KV配电变压器概况Table4-4generalsituationofdistributiontransformer变压器性质数量（台）数量比例（%）容量（KVA）容量比例（%）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。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-41--- Table4-5statisticsofloadwhichsubstationshouldtransferandthenumberofKtypesubstation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5.471MW4.3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）其中：—电网供电能力；—变电站的站内供电能力；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，3×240mm²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-41--- 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）Table4-6statisticsofexistingnetworksubstationinvestment(10000Yuanperunit)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）Table4-7statisticsofexistingnetworkKtypesubstationinvestment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铁本站41833中长站48436总计4900397-41--- 表4-8现状电网P型站资产统计（单位：万元）Table4-8statisticsofexistingnetworkptypesubstationinvestment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14512四平1145弄站1199闸电新村站12710密云488站20516-41--- 总计4099328表4-9现状电网10kV线路资产统计Table4-9statisticsofexistingnetwork10kvlineinvestment线路型号(mm²)长度(m)造价（万元/km）固定资产原值（万元）年折旧（万元）3×24067730.65033382623×4008322.810083666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）Table4-10statisticsofexistingnetworkannualcostofdepreciation设备固定资产原值年折旧变电站7151572K型站4900397P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。-41--- 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Table4-11existingnetworkeconomicanalysisevaluationindexes分类序号指标标识单位数值供电效益1最大供电能力MVA90.932单位资产供电能力kVA/万元4.4743单位资产所供电量kWh/万元1.49064单位资产所供负荷kW/万元3.918预期收益5年最大供电收益能力万元14636.0896单位资产年最大供电收益能力万元/万元0.7201年费用7年费用万元17548年收益费用比率――3.086预期净收益9年最大净收益能力万元12882.08910单位资产年净收益能力万元/万元0.63411单位供电能力年净收益能力万元/MVA141.67年净收益12年净收益万元3639.24113单位资产年净收益万元/万元0.17914单位供电能力年净收益万元/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。-41--- 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Table4-12Briefintroductionofplanningone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200438600K型站改P型站环网点200240010kVYJV-3×400――1106.7874710kVYJV-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Table4-13Briefintroductionofplanningtwo设备功能费用（万元）-41--- 单价（万元/座、km）数量（座、km）K型站改加强型K分配电源200459000K型站改P型站环网点200240010kVYJV-3×400――1106.83751.310kVYJV-3×240――1005.00500总计――――――10651.3从上面两表统计我们可以看出规划方案一比二更经济。尽管现状电网的供电能力处于盈余状态，但是还有很多环节有缺陷，不能满足未来持续增长的负荷需求，因此需要扩建，计划到2020年完成该高档社区远景电网的规划建设。到那个时候，彰武站将升压至110kV，并且三座变电站都将扩容为3台主变。在现在的基础上，为达到主变规划要求需要新建或改造的现状主变情况为：新建赤峰3#主变：31.5MVA；彰武1#主变升压：31.5MVA；彰武2#主变升压：31.5MVA；新建彰武三号主变：31.5MVA；新建鞍山三号主变：31.5MVA。对于该远景规划方案，首先计算最终规划年（2020年）各技术经济评价指标并与现状电网进行比较。结合现状电网资产情况和投资建设计划[7][8]，得到该高档社区电网2020年资产如表4-12和表3-13所示。表4-14规划年变电站建设投资情况Table4-14situationofsubstationconstructioninvestmentintheplanningyear变电站电压等级(kV)容量(MVA)资产原值（万元）资产残值（万元）改造投资（万元）实际投资（万元）鞍山站1103×31.53474.30173.712000.002000.00赤峰站353×31.52409.70120.481200.001200.00彰武站1103×31.51066.6353.337000.006946.67总计――――――――――10146.67-41--- 表4-15规划年新增及撤销设备投资及其折旧表Table4-15thelistofnewequipmentinvestment,revokedequipmentinvestmentanditsdepreciationintheplanningyear类型设备投资（万元）年折旧（万元）新增投资变电站10256.67807K、P型站15069.891188线路1840.65145总计27167.212140撤销投资变电站-55.33-84.68K、P型站-232.15-95.28线路-48.73-77.12总计-336.21-257.08由以上数据可知，到2020年该高档社区电网固定资产增加到44222.60万元，年折旧成本为3507.92万元，折算后的设备运行维护费用为275.53万元。根据规划[7]，2020年该社区电网供电能力达到230.50MVA，负荷最大利用小时数为3780小时，供电可靠性为99.9999%，线损率控制为0.71%，平均销售电价为0.705元/kWh，平均购电电价为0.517元/kWh，预测最大负荷为215.16MW，因此电网所供区内实际电量为：215.16×3780×103=8.133×108kW·h。综合上述数据，可得该地区规划年电网经济性指标如表4-14。表4-16该地区规划年电网经济性指标Table4-16thenetworkeconomicindexofthisareaintheplanningyear分类序号指标标识单位数值供电效益1最大供电能力MVA230.502单位资产供电能力kVA/万元5.2123单位资产所供电量kWh/万元1.8394单位资产所供负荷kW/万元4.865-41--- 预期收益5年最大供电收益能力万元36231.566单位资产年最大供电收益能力万元/万元0.819年费用7年费用万元3783.458年收益费用比率――3.844预期净收益9年最大净收益能力万元32448.1110单位资产年净收益能力万元/万元0.73311单位供电能力年净收益能力万元/MVA141.772年净收益12年净收益万元10760.13213单位资产年净收益万元/万元0.24314单位供电能力年净收益万元/MVA46.681规划的增量经济性指标如表4-17所示：表4-17规划年经济性增量分析评价指标Table4-17planningofeconomicincrementanalysisevaluationindex分类序号指标标识单位数值供电效益增量1供电能力增量MVA139.572电网资产增量万元27167.213总投资-静态万元27167.214单位新增资产供电能力增量KVA/万元0.7385单位新增资产供电量增量kWh/万元0.34846单位新增资产供负荷增量kW/万元0.947预期7年最大供电收益能力增量万元21595.47-41--- 收益能力增量8单位资产年最大供电收益能力增量万元/万元0.09899年收益费用比率增量――0.75810年最大净收益能力增量万元19566.0211单位新增资产年净收益能力增量万元/万元0.09912单位供电能力年净收益能力增量万元/MVA0.052净收益增量13年净收益增量万元7120.89114单位新增资产年净收益增量万元/万元0.06415单位供电能力年净收益增量万元/MVA6.659财务指标16静态投资万元17动态投资万元18净现值万元19净现值率――20内部收益率%21静态投资回收期年22动态投资回收期年通过表4-16和表4-17增量比较结果可以看出，2020年、、及均大于零，并且规划电网的供电能力增量指标、预期收益能力增量指标及净收益增量指标等指标都呈现出增加的趋势。因此，该规划方案经济上是可行的。(上面财务指标单独一年的在这不做计算)-41--- 表4-18方案三的年度技术经济评价指标Table4-18Annualindexesontechnicalandeconomicanalysisofschemethree年份指标2005200620072008供电能力（MVA）90.93105.32110.27128.56电网总资产（万元）2032421260.523686.8125625.5最大供电收益能力（万元）14636.115752.216825.317569.2最大供电能力利用小时数（小时）3472.773520.863621.563856.24年收益（万元）5412.846086.956858.617529.26年折旧（万元）1625.251725.321786.521906.28运行维护费用（万元）129.1134.73145.29152.86单位资产所供负荷（kW/万元）3.9183.9864.02184.0826年份指标2009201020112012供电能力（MVA）137.25148.58170.38172.21电网总资产（万元）28283.930568.632326.8232865.27最大供电收益能力（万元）18998.3520596.526521.3626625.68最大供电能力利用小时数（小时）3721.223452.963953.253921.93年收益（万元）8623.729532.5710253.2511006.85年折旧（万元）2103.352382.692467.582603.82运行维护费用（万元）166.23186.62196.56210.38单位资产所供负荷4.12354.15394.26834.2856年份指标2013201420152016供电能力（MVA）192.60192.60192.60200.65电网总资产（万元）37026.5037823.1538862.141005.68最大供电收益能力（万元）29523.6229523.6229523.6231210.55最大供电能力利用小时数（小时）3523.213475.623756.833152.36年收益（万元）11628.2512532.9812891.5313251.72年折旧（万元）2952.123021.363103.853289.12运行维护费用（万元）231.52240.58243.96256.39-41--- 单位资产所供负荷（kW/万元）4.35824.38624.42864.4967年份指标2017201820192020供电能力（MVA）230.50230.50230.50230.50电网总资产（万元）42563.5242986.2843889.2644222.67最大供电收益能力（万元）36231.6336231.6336231.6336231.63最大供电能力利用小时数（小时）3536.283326.123562.783686.89年收益（万元）13526.2513898.7614089.3614543.63年折旧（万元）3385.613418.783476.983507.92运行维护费用（万元）265.00265.00270.62275.53单位资产所供负荷4.56854.62384.78894.865通过以上表格，计算出规划方案的财务指标如表4-19所示。表4-19规划方案财务指标计算结果表Table4-19reckoninglistofplanningschemefinancialindex名称序号指标符号单位数值财务指标1静态投资万元27167.212动态投资万元14734.1273净现值万元12529.3834净现值率――0.855内部收益率%15.956静态投资回收期年6.787动态投资回收期年10.25从上表结果来看，>0，>10%，<15<20，<15<20，各项财务指标均好于电力行业规定的基准指标，说明该规划方案在财务上是可行的，并且能取得一定的经济效益。-41--- 第五章总结电力对于社会物质文明、精神文明的建设以及对人们生活质量的影响程度都是其他能源所不可比拟的。电力设施是国家的基础设施，是国家经济发展不可以缺少的基础条件。电力系统规划是关于发、送、变，单项本体工程设计的总体规划，是具体建设项目实施的方案和指导，是建设工作进度的参考，因此优化电力系统设计规划方案，对于国民经济的发展和人民生活水平的提高，无疑是一项具有战略性意义的先行工作。合理的进行电网规划不仅可以获得巨大的社会效益，也可以获得巨大的经济效益。电网规划的目标是寻求最佳的电网投资决策，以保证整个电力系统的长期最优发展。其目的是根据电网发展以及符合增长情况合理地确定今后若干年的电网结构，使其既安全可靠又经济合理。电网规划的基本原则是在保证电力安全可靠地输送到负荷中心的前提下使电网建设和运行的费用最小。随着中国建设现代化的快速发展，城市化进程进一步加快，一些城市已经进入发展中期或者成熟期，城市的发展离不开配电系统，这就使得配电系统也要加快建设步伐，两者是相依的，很多城市已经逐步构建目标网架结构的过程中或者有少部分发达城市目标网架的构建已经完善，这是个发展的机遇。如何制定科学可行的电网规划，充分挖掘现有潜力，合理安排建设计划，有效避免投资浪费，从而实现电网的投入产出合理和经济可靠运行，一直以来就是研究的热点。而配电网经济评估作为配电系统规划一个重要组成部分，这些年来一直被认为是可行的并加以深入扩大。本文在前人基础上，综合运用所学基础课、理论课、专业课程知识分析和理解本专业范围内的一般工程技术问题的能力，通过专业设计进一步巩固，扩大和深化所学的理论知识和基本技能，从而实现理论与实践相结合的最终目的。列举了配电系统经济性评价指标体系，并采用计及“N-1”准则的配电系统经济性评价方法对某高档小区进行分析，给出其经济性评价。本文工作在以上诸多方面还处于探索和尝试阶段，有待进一步工程实践的检验，同时也需要在工程实践中提炼更多具有一般意义的理论和方法，以保证配电系统综合技术评价的科学性和实用性。-41--- 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