針對(duì)不同發(fā)展階段的電力網(wǎng)絡(luò)投資需求分析

周盈，鄒波，文福拴，2，胡列翔，徐謙，蘭洲

（1.浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院，杭州310027；2.文萊科技大學(xué)電機(jī)與電子工程系，文萊斯里巴加灣BS8675；3.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司，杭州310007；4.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，杭州310008）

針對(duì)不同發(fā)展階段的電力網(wǎng)絡(luò)投資需求分析

周盈1，鄒波1，文福拴1，2，胡列翔3，徐謙4，蘭洲4

（1.浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院，杭州310027；2.文萊科技大學(xué)電機(jī)與電子工程系，文萊斯里巴加灣BS8675；3.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司，杭州310007；4.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，杭州310008）

在不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，電力網(wǎng)絡(luò)的投資需求會(huì)呈現(xiàn)出明顯不同的特征，如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)該需求對(duì)于電網(wǎng)公司確定最優(yōu)投資策略、優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與運(yùn)營(yíng)策略具有重要意義。在此背景下，根據(jù)電網(wǎng)投資需求與電網(wǎng)發(fā)展階段之間的關(guān)系，首先提出采用計(jì)及環(huán)境因子的自適應(yīng)鐘形曲線(xiàn)來(lái)描述電網(wǎng)投資需求。之后，以1955—2010年間日本電網(wǎng)的各項(xiàng)投資數(shù)據(jù)為例來(lái)驗(yàn)證該模型的有效性。最后，采用所提出的模型研究了我國(guó)東部某省級(jí)電網(wǎng)在不同環(huán)境下的投資需求情況，并分析了投資曲線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)性和超前滯后性對(duì)電網(wǎng)投資分配的影響。

電力網(wǎng)絡(luò)；投資需求；發(fā)展階段；自適應(yīng)鐘形曲線(xiàn)

電力網(wǎng)絡(luò)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性設(shè)施，屬于資金密集型產(chǎn)業(yè)，具有投資大、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)等特點(diǎn)[1]。電網(wǎng)投資不僅要求的金額大，而且其影響的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，資金回收慢，風(fēng)險(xiǎn)多，對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展影響巨大。因此，電網(wǎng)企業(yè)作為電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)的主體，不僅應(yīng)確保資金來(lái)源以保證電網(wǎng)投資的順利進(jìn)行，同時(shí)也應(yīng)對(duì)電網(wǎng)投資需求進(jìn)行有效預(yù)測(cè)以合理安排資金的投入和分配，進(jìn)而降低投資風(fēng)險(xiǎn)，改善企業(yè)經(jīng)營(yíng)狀況和財(cái)務(wù)狀況。

由于電網(wǎng)投資需求預(yù)測(cè)涉及面廣、影響因素多、不確定性強(qiáng)，長(zhǎng)期以來(lái)都是電網(wǎng)規(guī)劃部門(mén)亟待解決的難題。到目前為止，電網(wǎng)投資方面的研究多集中于投資效益評(píng)估[2-5]，投資需求預(yù)測(cè)方面的研究報(bào)道較少。文獻(xiàn)[6]介紹了美國(guó)電網(wǎng)投資的現(xiàn)狀，分析了美國(guó)電網(wǎng)投資增長(zhǎng)的推動(dòng)因素，但沒(méi)有對(duì)未來(lái)投資需求進(jìn)行預(yù)測(cè)；文獻(xiàn)[7]提出了一種基于協(xié)整理論和誤差修正模型的電網(wǎng)投資需求預(yù)測(cè)模型；文獻(xiàn)[8]采用灰色關(guān)聯(lián)度預(yù)測(cè)電網(wǎng)投資需求。文獻(xiàn)[7-8]中的模型僅適用于電網(wǎng)短期投資預(yù)測(cè)，對(duì)于電網(wǎng)投資決策者而言，電網(wǎng)長(zhǎng)期投資需求也是一個(gè)重要問(wèn)題，其可以為長(zhǎng)期投資決策提供重要參考。因此，研究在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)電網(wǎng)投資需求曲線(xiàn)及其在不同發(fā)展時(shí)期的特征就具有實(shí)際意義。

在電力網(wǎng)絡(luò)的眾多特征量中，電力和電量這兩個(gè)指標(biāo)是反映電網(wǎng)發(fā)展的要素，也是電網(wǎng)投資需求變化的根本動(dòng)因。文獻(xiàn)[9]采用Logistic模型擬合人均年用電量曲線(xiàn)，將電網(wǎng)發(fā)展階段劃分為初始發(fā)展、快速發(fā)展、后發(fā)展和飽和發(fā)展4個(gè)階段。以文獻(xiàn)[9]的工作為基礎(chǔ)，本文針對(duì)電網(wǎng)發(fā)展階段和投資需求之間的關(guān)系，采用Logistic曲線(xiàn)的導(dǎo)數(shù)形式即鐘形曲線(xiàn)描述電網(wǎng)投資需求曲線(xiàn)。為增加模型的普適性，考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政策等因素對(duì)電網(wǎng)投資需求的影響，進(jìn)一步提出了自適應(yīng)鐘形曲線(xiàn)模型。然后，以我國(guó)東部某省級(jí)電網(wǎng)的投資數(shù)據(jù)為例，采用本文所提出的模型對(duì)電網(wǎng)投資需求曲線(xiàn)的超前滯后性和對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行了分析。

1 擬合曲線(xiàn)的選擇

1.1 鐘形曲線(xiàn)

電力和電量是影響電網(wǎng)投資的核心指標(biāo)。正是由于用電負(fù)荷或用電量的增加，才會(huì)要求對(duì)電網(wǎng)增加投入，以擴(kuò)大電網(wǎng)容量。因此，電網(wǎng)投資需求與電力和電量的增長(zhǎng)密切相關(guān)。文獻(xiàn)[9]采用種群生態(tài)學(xué)中的Logistic[10-11]曲線(xiàn)描述日本人均年用電量的“S”型發(fā)展過(guò)程。Logistic曲線(xiàn)表達(dá)式為

式中：t為時(shí)間，a；U為人均年用電量，kW·h/人；a是與初始值有關(guān)的參數(shù)；b為增長(zhǎng)參數(shù)，a-1；c為函數(shù)飽和值，kW·h/人。對(duì)式（1）求二階導(dǎo)數(shù)和三階導(dǎo)數(shù)，并令這些導(dǎo)數(shù)為零，可以得到S型曲線(xiàn)的3個(gè)特征點(diǎn)，其中二階導(dǎo)數(shù)一個(gè)零點(diǎn)，三階導(dǎo)數(shù)兩個(gè)零點(diǎn)。如圖1所示，根據(jù)這些特征點(diǎn)可將電網(wǎng)發(fā)展分為初始發(fā)展（0～T1）、快速發(fā)展（T1～T2）、后發(fā)展（T2～T3）和飽和發(fā)展（T3～∞）4個(gè)階段。

在電力網(wǎng)絡(luò)的初始發(fā)展階段，電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小且建設(shè)緩慢，相應(yīng)地電網(wǎng)投資需求就少。電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入快速發(fā)展期后，電網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)張，電網(wǎng)投資需求快速增大，P2是電力網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張速度最快的點(diǎn)，此時(shí)電網(wǎng)的投資需求最大。到了電力網(wǎng)絡(luò)的后發(fā)展階段后，雖然電力網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)擴(kuò)大，但擴(kuò)張速度逐漸回落，最終保持穩(wěn)定，而電網(wǎng)的投資過(guò)了峰值之后也會(huì)逐年下降，最后穩(wěn)定在一個(gè)較小的值。由此可見(jiàn)，電網(wǎng)投資需求的變化與電力網(wǎng)絡(luò)所處的發(fā)展階段的密切相關(guān)，電網(wǎng)的年投資需求基本上呈現(xiàn)出“兩頭低、中間高”的態(tài)勢(shì)。因此，采用Logistic函數(shù)的導(dǎo)數(shù)曲線(xiàn)來(lái)描述電網(wǎng)年投資需求的發(fā)展變化比較合適。

圖1 基于Logistic函數(shù)的電網(wǎng)發(fā)展階段示意Fig.1Sketch curve of the logistic function based power grid development stages

這里，將Logistic函數(shù)的導(dǎo)數(shù)曲線(xiàn)稱(chēng)為“鐘形曲線(xiàn)”（如圖2所示），具體表達(dá)式為

當(dāng)t=T=a/b時(shí)，函數(shù)u取得最大值，即umax= bc/4。

圖2 鐘形曲線(xiàn)示意Fig.2Diagram of the bell curve

1.2 自適應(yīng)鐘形曲線(xiàn)

由圖2可知，鐘形曲線(xiàn)是關(guān)于t=T對(duì)稱(chēng)的，這樣采用這種模型模擬電網(wǎng)年投資需求變化情況時(shí)就隱含假設(shè)了電網(wǎng)年投資需求在最大值兩側(cè)是完全相同的。對(duì)于實(shí)際電力網(wǎng)絡(luò)，由于電網(wǎng)發(fā)展所處的大環(huán)境（如經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r、宏觀政策等）以及電網(wǎng)自身情況的不同，一般情況下圍繞投資最大年對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)的年投資需求一般不同，其表現(xiàn)為年投資需求曲線(xiàn)在峰值兩側(cè)不對(duì)稱(chēng)。

文獻(xiàn)[12-13]中提出了一種改進(jìn)的Logistic曲線(xiàn)，以描述環(huán)境因素對(duì)生物種群發(fā)展的影響，采用該曲線(xiàn)描述電網(wǎng)累計(jì)投資需求，其計(jì)算式為

式中：V為電網(wǎng)累計(jì)投資需求（“累計(jì)”理論上是指從電網(wǎng)開(kāi)始建設(shè)計(jì)起，這里V只是用于引出dV/ dt，V的值并不重要）；s為環(huán)境因子，其取值范圍為0〈s〈+∞。其他符號(hào)的含義同式（1）。

對(duì)式（3）求導(dǎo)，可以得到年投資需求v的鐘形曲線(xiàn)為

由式（3）和式（4）可得

圖3 增長(zhǎng)率制約機(jī)制曲線(xiàn)Fig.3Curves of the growth rate limitation mechanism

不同的增長(zhǎng)率制約機(jī)制所對(duì)應(yīng)的鐘形曲線(xiàn)形態(tài)不同。圖4顯示了不同s值所對(duì)應(yīng)的鐘形曲線(xiàn)形狀。s〈1，s=1，s〉1分別對(duì)應(yīng)于“左薄右厚”、“左右對(duì)稱(chēng)”和“左厚右薄”的情況。圖4中，t1、t2和t3分別表示s〈1、s=1和s〉1時(shí)鐘形曲線(xiàn)的峰值年份。因此，這里將式（4）所描述的函數(shù)曲線(xiàn)稱(chēng)為自適應(yīng)鐘形曲線(xiàn)。

圖4 不同s值時(shí)的鐘形曲線(xiàn)Fig.4Bell curves corresponding to different values of s

2 日本電網(wǎng)投資需求研究

日本是發(fā)達(dá)國(guó)家，其電網(wǎng)發(fā)展已經(jīng)成熟。日本電網(wǎng)的發(fā)展特點(diǎn)、運(yùn)營(yíng)方式與我國(guó)東部沿海區(qū)域電網(wǎng)有較多相似之處，故其在電力網(wǎng)絡(luò)投資、規(guī)劃、建設(shè)方面的發(fā)展歷程和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)電網(wǎng)尤其是東部沿海區(qū)域電網(wǎng)具有一定的參考價(jià)值。因此，這里采用日本電網(wǎng)的各項(xiàng)投資數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證上述模型的合理性。電網(wǎng)年投資需求包括輸電線(xiàn)路、變電站和配電設(shè)備（配電線(xiàn)路和變壓器）等的投資。下面分別分析上述各項(xiàng)投資需求的變化趨勢(shì)，由于要收集完整的數(shù)據(jù)相當(dāng)困難，同時(shí)為了消除物價(jià)因素的影響，這里以電網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量代表投資需求。

圖5～圖7分別為日本全國(guó)1965—2010年110 kV及以上輸電線(xiàn)路、1955—2010年110 kV及以上變電設(shè)備和1955—2010年配電線(xiàn)路的投資需求曲線(xiàn)（數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[14]），表1則顯示了采用自適應(yīng)鐘形曲線(xiàn)模型進(jìn)行擬合時(shí)各參數(shù)的取值。

圖5 每年新增輸電線(xiàn)路長(zhǎng)度及其擬合曲線(xiàn)Fig.5Annual increased transmission line length and the fitting curves

圖6 每年新增變電設(shè)備及其擬合曲線(xiàn)Fig.6Annual increased transformation equipments and the fitting curves

圖7 每年新增配電線(xiàn)路長(zhǎng)度及其擬合曲線(xiàn)Fig.7Annual increased distribution line length and the fitting curves

表1 各類(lèi)設(shè)備需求的擬合參數(shù)值Tab.1Parameter values in the fitting curves of several equipment demands

由表1可看出，各類(lèi)電網(wǎng)設(shè)備的需求均在20世紀(jì)70—80年代達(dá)到峰值，這與文獻(xiàn)[9]中得出的“日本電網(wǎng)在20世紀(jì)70年代末進(jìn)入后發(fā)展階段（該時(shí)間點(diǎn)是S曲線(xiàn)增速最大的點(diǎn)）”相符合。從圖5～圖7中各曲線(xiàn)的形態(tài)及參數(shù)s的取值可知，電網(wǎng)各項(xiàng)投資需求呈“左薄右厚”的形狀。這是由于1955—1973年期間和1973—1985年期間分別為日本的經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)時(shí)期和穩(wěn)步增長(zhǎng)時(shí)期，良好的經(jīng)濟(jì)環(huán)境促進(jìn)了電網(wǎng)的快速發(fā)展，也使得電網(wǎng)年投資需求飛速攀升。從1985年開(kāi)始，日本的經(jīng)濟(jì)狀況急轉(zhuǎn)直下，特別是1985—1993年期間屬于泡沫經(jīng)濟(jì)時(shí)期，因此電網(wǎng)各項(xiàng)投資需求在這一時(shí)期均出現(xiàn)了大幅下降。之后，日本經(jīng)濟(jì)走出谷底，故各項(xiàng)投資需求在1995年左右有了小幅提升；但為了處理不良債權(quán)，日本經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的步伐緩慢、乏力?？傊?，1985年之后，日本的經(jīng)濟(jì)環(huán)境制約了電網(wǎng)的發(fā)展。

由上述分析可知，采用自適應(yīng)鐘形曲線(xiàn)能夠較好模擬電網(wǎng)年投資需求隨時(shí)間的變化，同時(shí)可以反映經(jīng)濟(jì)環(huán)境對(duì)電網(wǎng)發(fā)展的影響。

3 我國(guó)東部沿海某省級(jí)電網(wǎng)投資情況預(yù)測(cè)與分析

本節(jié)以我國(guó)東部某省級(jí)電網(wǎng)為例，采用所提出的模型研究其年投資需求發(fā)展趨勢(shì)。

3.1 對(duì)稱(chēng)性研究

圖8顯示了該電網(wǎng)在1990—2010年期間的歷史投資數(shù)據(jù)。顯然，該電網(wǎng)投資目前仍處于不斷上升階段。在自適應(yīng)鐘形曲線(xiàn)模型中，s表征曲線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)性，只有峰值之前的數(shù)據(jù)無(wú)法給出有關(guān)對(duì)稱(chēng)性的信息。因此，下面通過(guò)改變s的取值來(lái)模擬不同發(fā)展環(huán)境下電網(wǎng)的年投資需求變化情況。

圖8 我國(guó)東部某省級(jí)電網(wǎng)1990—2010年投資情況Fig.8Actual investment of a provincial power grid in east China from 1990 to 2010

給定參數(shù)s分別為1/3、1和3，用自適應(yīng)鐘形曲線(xiàn)擬合該省的電網(wǎng)年投資曲線(xiàn)，結(jié)果如圖9所示。由圖9可見(jiàn)，隨著s的增大，曲線(xiàn)形狀逐漸從“左薄右厚”轉(zhuǎn)變?yōu)椤白蠛裼冶　?，即年投資需求的變化越來(lái)越快；而曲線(xiàn)的最大值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的年份卻越來(lái)越小，即電網(wǎng)年投資需求峰值隨s的增加而降低。

圖9s取不同值時(shí)的電網(wǎng)投資需求曲線(xiàn)Fig.9Investment demand curves in the power grid under various specified values of s

當(dāng)s小于1時(shí)，峰值左側(cè)的投資衰減速率大于右側(cè)，這可理解為在峰值之前社會(huì)用電量需求急速增加，加之國(guó)家政策支持等因素使得社會(huì)大環(huán)境有利于電網(wǎng)擴(kuò)張，因而電網(wǎng)投資急劇上升，電網(wǎng)規(guī)模發(fā)展迅速；在過(guò)了峰值之后，電網(wǎng)發(fā)展中的基礎(chǔ)設(shè)施不穩(wěn)、安全問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，電網(wǎng)自身的發(fā)展條件略顯惡劣，電網(wǎng)公司不僅要滿(mǎn)足繼續(xù)增長(zhǎng)的用電需求，還不得不拿出大量投資加強(qiáng)電網(wǎng)安全性與可靠性、提高供電質(zhì)量，因此后期的年投資需求變化平緩、投資額大。

同理，當(dāng)s大于1時(shí)，峰值左側(cè)的投資衰減速率小于右側(cè)，這可理解為峰值之前用電量增速慢，電網(wǎng)建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，在滿(mǎn)足供電的同時(shí)，大部分投資用于改善電網(wǎng)的安全性和可靠性；在過(guò)了峰值之后，由于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展迅速或者國(guó)家政策支持，而且電網(wǎng)安全性和可靠性較好，使得電網(wǎng)發(fā)展的大環(huán)境持續(xù)改善，進(jìn)而年投資需求得以下降。

綜上所述，s的取值反映了電網(wǎng)自身情況和所處的環(huán)境對(duì)電網(wǎng)投資的影響。若環(huán)境條件不斷惡化，則電網(wǎng)累計(jì)投資需求的增長(zhǎng)率變化越來(lái)越慢，顯著體現(xiàn)為后期電網(wǎng)的年投資需求的衰減就越來(lái)越慢，因而累積總投資需求就較大（相應(yīng)于s〈1的情況）；反之，若環(huán)境條件持續(xù)改善，則電網(wǎng)累計(jì)投資需求的增長(zhǎng)率變化越來(lái)越快，顯著體現(xiàn)為后期電網(wǎng)的年投資需求的衰減就越來(lái)越快，進(jìn)而累積總投資需求就較少（相應(yīng)于s〉1的情況）。

在實(shí)際工作中，電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)者可以對(duì)電網(wǎng)所處的環(huán)境及電網(wǎng)自身情況進(jìn)行評(píng)估，首先確定參數(shù)s的大致范圍（小于1、大于1或等于1）。對(duì)于s的具體取值，可以通過(guò)研究日本、法國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的投資需求曲線(xiàn)的s值作為參考，對(duì)比自身情況確定合適的s值，并通過(guò)微調(diào)s值來(lái)制定不同的投資需求方案。

3.2 超前滯后性研究

為便于討論，暫不考慮投資曲線(xiàn)是否對(duì)稱(chēng)。首先給定參數(shù)s=1，即用對(duì)稱(chēng)的鐘形曲線(xiàn)擬合該省級(jí)電網(wǎng)的年投資需求曲線(xiàn)，著重研究電網(wǎng)年投資需求曲線(xiàn)與發(fā)展階段曲線(xiàn)在時(shí)間軸上的關(guān)系。

在一定的擬合置信度下，對(duì)于參數(shù)a和b的不同組合，年投資需求曲線(xiàn)的峰值時(shí)刻也不相同。為研究鐘形曲線(xiàn)與表征電網(wǎng)發(fā)展階段的S曲線(xiàn)在時(shí)間軸上的關(guān)系對(duì)電網(wǎng)投資的影響，首先必須統(tǒng)一鐘形曲線(xiàn)和S曲線(xiàn)在縱坐標(biāo)上的量綱，這樣就需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。

對(duì)于S曲線(xiàn)，有

從理論上講，S曲線(xiàn)上增速最大的點(diǎn)就是年投資需求曲線(xiàn)的最大值點(diǎn)。然而，實(shí)踐中由于受到電網(wǎng)所在地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政策等因素影響，兩者通常并不一致。圖10顯示了a和b各取不同值時(shí)，電網(wǎng)投資超前電網(wǎng)發(fā)展階段、與電網(wǎng)發(fā)展階段相適應(yīng)和滯后電網(wǎng)發(fā)展階段這3種情況，其中各曲線(xiàn)的擬合參數(shù)如表2所示。

表2 各曲線(xiàn)的擬合參數(shù)值Tab.2Fitting parameters of various curves

為更清楚地顯示投資曲線(xiàn)與S曲線(xiàn)在時(shí)間軸上的關(guān)系對(duì)電網(wǎng)發(fā)展的影響，這里將3條投資曲線(xiàn)在時(shí)間軸上進(jìn)行了平移，使三者的對(duì)稱(chēng)軸重合，如圖11所示。從圖11可以看出，電網(wǎng)投資越滯后于電網(wǎng)發(fā)展階段，則投資曲線(xiàn)的跨度越寬，這說(shuō)明在以投資最大點(diǎn)為對(duì)稱(chēng)點(diǎn)時(shí)，兩側(cè)的逐年投資變化量變小，即變化更緩慢。

圖10 電網(wǎng)投資曲線(xiàn)與發(fā)展階段曲線(xiàn)的關(guān)系Fig.10Relationship between the investment demand curve and development stage curve in the power grid

圖113 條投資曲線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸重合時(shí)的比較Fig.11Comparisons of three investment curves with their symmetry axes coincided

總之，電網(wǎng)投資如能超前電網(wǎng)發(fā)展階段就一般比較理想，因?yàn)檫m當(dāng)超前建設(shè)可有效促進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展，而電網(wǎng)發(fā)展又反過(guò)來(lái)會(huì)促進(jìn)電網(wǎng)理性投資，從而形成良性循環(huán)。不過(guò)，受電網(wǎng)所在地區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政策等因素的約束，可能出現(xiàn)投資不足情況，此時(shí)投資滯后于發(fā)展，電網(wǎng)發(fā)展就比較緩慢、電網(wǎng)的安全性和可靠性不高，可能會(huì)導(dǎo)致限電。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析電網(wǎng)發(fā)展階段和電網(wǎng)投資之間的關(guān)系，并考慮了電網(wǎng)所處的大環(huán)境以及電網(wǎng)自身情況對(duì)電網(wǎng)年投資需求的影響，提出了采用自適應(yīng)鐘形曲線(xiàn)模型來(lái)描述電網(wǎng)年投資需求，并采用日本電網(wǎng)和我國(guó)東部沿海地區(qū)某省級(jí)電網(wǎng)的實(shí)際歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證，得到如下結(jié)論。

（1）電網(wǎng)年投資需求與電網(wǎng)的發(fā)展階段有關(guān)，電網(wǎng)發(fā)展大致呈“中間高、兩頭低”的形態(tài)。

（2）電網(wǎng)所處的發(fā)展環(huán)境（經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政策以及全社會(huì)用電量需求等因素）以及電網(wǎng)自身情況會(huì)影響電網(wǎng)年投資需求的變化速率。對(duì)應(yīng)于不同的情況，會(huì)出現(xiàn)“左薄右厚”或“左厚右薄”的投資形態(tài)。

（3）電網(wǎng)年投資需求曲線(xiàn)與電網(wǎng)發(fā)展階段曲線(xiàn)在時(shí)間軸上的關(guān)系可反映出不同的電網(wǎng)投資變化速率。電網(wǎng)年投資需求曲線(xiàn)適當(dāng)超前電網(wǎng)發(fā)展階段可加速電網(wǎng)年投資需求的變化，一般比較理想。

電網(wǎng)的發(fā)展階段以及電網(wǎng)所處的大環(huán)境都會(huì)對(duì)電網(wǎng)年投資需求產(chǎn)生影響。在進(jìn)行電網(wǎng)投資規(guī)劃時(shí)，應(yīng)針對(duì)電網(wǎng)實(shí)際情況，分析電網(wǎng)年投資需求走勢(shì)，盡可能避免投資不足或投資浪費(fèi)情況。

[1]李瓊（Li Qiong）.國(guó)外電網(wǎng)投資多元化及其啟示（Foreign power grid investment diversification and its revelation）[J].電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)（Electric Power Technologic Economics），2003，15（1）：69-72.

[2]王綿斌，譚忠富，張麗英，等（Wang Mianbin，Tan Zhongfu，Zhang Liying，et al）.市場(chǎng)環(huán)境下電網(wǎng)投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的集對(duì)分析方法（Power grid investment risk evaluation model based on set-pair analysis theory in power market）[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)（Proceedings of the CSEE），2010，30（9）：91-99.

[3]Ramanathan B，Varadan S.Analysis of transmission investments using real options[C]//IEEE/PES Power Systems Conference and Exposition.Atlanta，USA，2006.

[4]麻秀范，張粒子，盧思瑤，等（Ma Xiufan，Zhang Lizi，Lu Siyao，et al）.電網(wǎng)投資經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法綜述（Review of transmission network investment′s economic appraisal approach）[J].東北電力大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版（Journal of Northeast Dalian University Natural Science Edition），2009，29（6）：49-53.

[5]劉勝利，曹陽(yáng)，馮躍亮，等（Liu Shengli，Cao Yang，F(xiàn)eng Yueliang，et al）.配電網(wǎng)投資效益評(píng)價(jià)與決策模型研究及應(yīng)用（Research and application of distribution grid investment effectiveness evaluation and decision-making model）[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制（Power System Protection and Control），2015，43（2）：119-125.

[6]郭基偉，宋衛(wèi)東（Guo Jiwei，Song Weidong）.美國(guó)電網(wǎng)投資情況分析及其啟示（Analysis of power grid investment in USA and revelations to China）[J].電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)（Electric Power Technologic Economics），2009，21（5）：68-72.

[7]趙會(huì)茹，楊璐，李春杰，等（Zhao Huiru，Yang Lu，Li Chunjie，et al）.基于協(xié)整理論和誤差修正模型的電網(wǎng)投資需求預(yù)測(cè)研究（Research on prediction to investment demand of power grid based on co-integration theory and error correction model）[J].電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2011，35（9）：193-198.

[8]魏子杰（Wei Zijie）.基于灰色理論的電網(wǎng)投資測(cè)算方法研究及軟件實(shí)現(xiàn)（Gray Theory Based Research and Software Implementation of Power Grid Investment Measure Method）[D].成都：電子科技大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院（Chengdu：School of Automation Engineering，University of Electronic Science and Technology of China），2013.

[9]胡列翔，徐謙，張全明，等（Hu Liexiang，Xu Qian，Zhang Quanming，et al）.電網(wǎng)發(fā)展的階段論（On stage of power grid development）[J].浙江電力（Zhejiang Electric Power），2012，30（12）：9-11，73.

[10]蘇智先.生態(tài)學(xué)概論[M].北京：高等教育出版社，1993.

[11]鮑正杰，李生虎，趙鋒，等（Bao Zhengjie，Li Shenghu，Zhao Feng，et al）.飽和負(fù)荷預(yù)測(cè)中的改進(jìn)Logistic算法（Improved logistic model for saturated load forecast）[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)（Proceedings of the CSU-EPSA），2014，26（11）：7-11.

[12]李新運(yùn)，趙善倫，尤作亮，等（Li Xinyun，Zhao Shanlun，You Zuoliang，et al）.一種自適應(yīng)的種群增長(zhǎng)模型及參數(shù)估計(jì)（A self-adaptive model of population growth and its parameter estimation）[J].生態(tài)學(xué)報(bào)（Acta Ecologica Sinica），1997，17（3）：311-316.

[13]洪偉，吳承禎，閆淑君（Hong Wei，Wu Chengzhen，Yan Shujun）.對(duì)種群增長(zhǎng)模型的改進(jìn)（Modification of population growth model）[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)（Chinese Journal of Applied and Environmental Biology），2004，10（1）：23-26.

[14]日本電氣事業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)委員會(huì).電氣事業(yè)便覽[Z].東京：日本電氣協(xié)會(huì)株式會(huì)社，2011.

Investigation on Power Network Investment Demands at Different Development Stages

ZHOU Ying1，ZOU Bo1，WEN Fushuan1，2，HU Liexiang3，XU Qian4，LAN Zhou4
（1.School of Electrical Engineering，Zhejiang University，Hangzhou 310027，China；2.Department of Electrical and Electronic Engineering，Institut Teknologi Brunei，Bandar Seri Begawan BS8675，Brunei；3.State Grid Zhejiang Electric Power Corporation，Hangzhou 310007，China；4.State Grid Zhejiang Electric Power Corporation Economic Research Institute，Hangzhou 310008，China）

The power network investment demand could present significantly different characteristics at different development stages，and how to accurately forecast this demand is a very important issue for a power grid company so as to develop the optimal investment strategy，optimal planning scheme for the power network concerned，as well as the optimal operation strategy.Given this background，according to the relationship between the power network investment demand and development stages，an adaptive bell curve model with an environmental factor is first presented to describe the investment demand curve.Then，the effectiveness of this model is demonstrated by using the actual historical investment data of Japanese power industry in the period from 1955 to 2010.Finally，the investment demand of a provincial power grid in East China is investigated by employing the proposed model，and the impacts of symmetry and time lag in the investment demand curve on investment allocation are also examined.

power network；investment demand；development stage；adaptive bell curve

TM71

A

1003-8930（2015）08-0008-06

10.3969/j.issn.1003-8930.2015.08.02

周盈（1991—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)殡娏κ袌?chǎng)、電力系統(tǒng)規(guī)劃。Email：zhouying7988@gmail.com

2014-12-16；

2015-02-11

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃（973計(jì)劃）資助項(xiàng)目（2013CB228202）；國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司科技項(xiàng)目（5211DS14000X）

鄒波（1989—），男，博士研究生，研究方向?yàn)殡妰r(jià)體系、電力市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)決策、計(jì)及新能源的電力系統(tǒng)規(guī)劃。Email：cougarzou@gmail.com

文福拴（1965—），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)故障診斷與系統(tǒng)恢復(fù)、電力經(jīng)濟(jì)與電力市場(chǎng)、智能電網(wǎng)與電動(dòng)汽車(chē)等。Email：fushuan.wen@gmail.com