增量配電網(wǎng)差異化配電價(jià)格模型研究與應(yīng)用

黃衛(wèi)強(qiáng)

摘要：我國(guó)人口眾多，是人口資源大國(guó)，對(duì)電能的需求也非常大，為保證配電網(wǎng)企業(yè)的成本回收和合理收益，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同負(fù)荷特性的用戶差異化電價(jià)，提出了一種增量配電網(wǎng)配電價(jià)格制定模型。將配電價(jià)格分為基本配電價(jià)格和附加配電價(jià)格兩部分，基本配電價(jià)格按照“準(zhǔn)許成本加合理收益”原則，根據(jù)項(xiàng)目全壽命周期成本和基準(zhǔn)收益進(jìn)行核定;附加配電價(jià)格根據(jù)不同用戶的負(fù)荷特性進(jìn)行差異化制定。利用全壽命周期成本理論和綜合權(quán)重計(jì)算方法對(duì)模型進(jìn)行求解。以某增量配電網(wǎng)項(xiàng)目作為算例進(jìn)行配電價(jià)格核定，并對(duì)不同網(wǎng)架方案下的配電價(jià)格核定結(jié)果進(jìn)行比較分析。算例結(jié)果驗(yàn)證了該模型的有效性。

關(guān)鍵詞：差異化分析;配電網(wǎng);節(jié)能規(guī)劃;輔助分析系統(tǒng)

引言

現(xiàn)階段我國(guó)各地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)蓬勃發(fā)展，電力行業(yè)作為支撐地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，其配電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)劃一直是社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。但是在實(shí)際上，由于缺乏必要的規(guī)劃指導(dǎo)，很多地區(qū)在配電網(wǎng)規(guī)劃中存在著一定程度的盲目性，不僅影響了電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，還有可能造成不同程度的資源浪費(fèi)。因此在這種情況下，相關(guān)人員必須要根據(jù)地區(qū)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)做好配電網(wǎng)差異化規(guī)劃，讓配電網(wǎng)建設(shè)能夠符合地區(qū)發(fā)展趨勢(shì)，最終更好的服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

1增量配電網(wǎng)差異化配電價(jià)格模型

根據(jù)《關(guān)于制定地方電網(wǎng)和增量配電網(wǎng)配電價(jià)格的指導(dǎo)意見(jiàn)》，增量配電網(wǎng)配電價(jià)格的制定和省級(jí)電網(wǎng)輸配電價(jià)核定方法總體相似，以“準(zhǔn)許成本加合理收益”為原則，形成與新增投資、電量變化、供電可靠性和服務(wù)質(zhì)量等因素掛鉤的浮動(dòng)調(diào)價(jià)機(jī)制。本文提出的增量配電網(wǎng)差異化配電價(jià)格模型，將配電價(jià)格分為基本配電價(jià)格和附加配電價(jià)格兩部分，模型如下：

式中：Ms為配電網(wǎng)企業(yè)向該增量配電網(wǎng)項(xiàng)目中負(fù)荷節(jié)點(diǎn)s處用戶收取的配電價(jià)格，其值不得超過(guò)省級(jí)價(jià)格主管部門制定的該類用戶所在電壓等級(jí)的輸配電價(jià)格;Mb為基本配電價(jià)格，本文擬按照“準(zhǔn)許成本加合理收益”原則，根據(jù)項(xiàng)目全壽命周期成本和基準(zhǔn)收益進(jìn)行核定;Msf為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)s處用戶的附加配電價(jià)格，根據(jù)不同電力用戶的負(fù)荷特性進(jìn)行差異化制定。本文選取負(fù)荷節(jié)點(diǎn)s的負(fù)荷率ηs、供電可靠率ASAIs和平均用電量Qs作為負(fù)荷特性因素。對(duì)于高負(fù)荷率、低供電可靠率和大用電量用戶，制定較低的附加配電價(jià)格;而對(duì)于低負(fù)荷率、高供電可靠率和小用電量用戶，制定較高的附加配電價(jià)格，從而實(shí)現(xiàn)不同負(fù)荷特性的用戶差異化電價(jià)。由于3個(gè)特性因素量綱不同，需對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。設(shè)上述3個(gè)特性因素作標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到相應(yīng)的歸一化變量ηs′，ASAIs′和Qs′;本文假設(shè)Msf與歸一化變量ηs′，ASAIs′和Qs′線性相關(guān)，Kf1，Kf2和Kf3分別為上述歸一化變量的綜合權(quán)重;Kf為附加配電價(jià)格系數(shù)，反映了附加配電價(jià)格在總配電價(jià)格中的占比。

2配電網(wǎng)損耗分析研究現(xiàn)狀

我國(guó)早期進(jìn)行電網(wǎng)建設(shè)的時(shí)候，主要把重心放在輸電網(wǎng)和變電站上面，從而導(dǎo)致我國(guó)的線損率高、電壓不穩(wěn)定等供電問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響我國(guó)電力的發(fā)展。1998年，我國(guó)才大規(guī)模地對(duì)城鄉(xiāng)電網(wǎng)進(jìn)行改造，提高了我國(guó)供電質(zhì)量和供電的穩(wěn)定性。隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，我國(guó)在供電方面也在進(jìn)行一系列的升級(jí)和改造，歷經(jīng)各種改變，直到現(xiàn)在我國(guó)也在大力建設(shè)智能電網(wǎng)工作，雖然該智能電網(wǎng)工作的起始時(shí)間較晚，但是相信在2020年前能全面完成這項(xiàng)工作。智能電網(wǎng)的配置，可以為配電網(wǎng)提供優(yōu)質(zhì)的運(yùn)行，并且保證供電高效穩(wěn)定。

3差異化規(guī)劃的路徑

①能夠在現(xiàn)有指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，開(kāi)展具有針對(duì)性的運(yùn)行數(shù)據(jù)收集工作，并根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的完整性情況，做好差別性的潛力分析;②將差異化的相關(guān)思路運(yùn)行到工作中，通過(guò)對(duì)其中的關(guān)鍵要素進(jìn)行識(shí)別，最終實(shí)施差異化的規(guī)劃方法。根據(jù)這種情況，本文所介紹的差異化規(guī)劃路徑為：根據(jù)配電網(wǎng)運(yùn)行特征，要收集與電網(wǎng)運(yùn)行有關(guān)的相關(guān)資料;同時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)收集資料的完整程度，規(guī)劃出詳細(xì)的子區(qū)配網(wǎng)情況，確定其節(jié)能優(yōu)化的潛力。

4配電網(wǎng)節(jié)能輔助分析系統(tǒng)

如果電力公司根據(jù)節(jié)能制度等進(jìn)行節(jié)能工作的分析，會(huì)出現(xiàn)節(jié)能指標(biāo)復(fù)雜、計(jì)算量大等問(wèn)題，這些龐大的數(shù)據(jù)處理和計(jì)算流程如果沒(méi)有相應(yīng)的分析系統(tǒng)，會(huì)給進(jìn)行節(jié)能規(guī)劃的工作者在工作上帶來(lái)很大的困難。因此，電力企業(yè)在進(jìn)行配電網(wǎng)節(jié)能規(guī)劃差異性分析都會(huì)編制一個(gè)節(jié)能輔助分析系統(tǒng)來(lái)協(xié)助節(jié)能規(guī)劃的數(shù)據(jù)處理等工作。配電網(wǎng)節(jié)能輔助分析系統(tǒng)擬采用C/S和B/S結(jié)合的方式來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)的總體構(gòu)架。對(duì)于軟件平臺(tái)的開(kāi)發(fā)主要依據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)建立標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化和免維護(hù)的系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件構(gòu)架方面主要包括C/S和B/S兩種方式的客戶端，另外還有內(nèi)網(wǎng)中服務(wù)器。對(duì)于配電網(wǎng)節(jié)能分析和規(guī)劃工作這方面的處理，輔助分析系統(tǒng)主要進(jìn)行了分層次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這個(gè)系統(tǒng)有指標(biāo)數(shù)據(jù)層、模型分析層、應(yīng)用計(jì)算層和模塊界面層等模塊結(jié)構(gòu)組成。這些模塊可以有效幫助處理配電網(wǎng)節(jié)能分析和規(guī)劃的工作。另外，該系統(tǒng)還包括多階段模塊功能及算法設(shè)計(jì)、節(jié)能規(guī)劃評(píng)估子模塊等。配電網(wǎng)節(jié)能輔助分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以有效地將配電網(wǎng)節(jié)能工作，根據(jù)規(guī)劃的進(jìn)度進(jìn)行階段性的規(guī)劃。而且通過(guò)各模塊的計(jì)算，可以得出節(jié)能改造方案的節(jié)能效果，對(duì)配電網(wǎng)的節(jié)能規(guī)劃起到預(yù)警的作用。另外，在實(shí)際規(guī)劃情況中，通過(guò)該系統(tǒng)的分析，也可以對(duì)工程中各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行定性和定量分析，以保證規(guī)劃方案順利進(jìn)行。

5算例分析

5.1算例參數(shù)

設(shè)某配電網(wǎng)企業(yè)計(jì)劃投資一個(gè)增量配電網(wǎng)項(xiàng)目，該項(xiàng)目為工業(yè)園區(qū)，區(qū)域內(nèi)擬投建6個(gè)工業(yè)集群區(qū)，項(xiàng)目規(guī)劃壽命周期T為25年。經(jīng)綜合分析，該項(xiàng)目擬采用單環(huán)網(wǎng)方案，使用電纜供電，由110kV變電站A和變電站B引出，電纜線路電壓等級(jí)為10kV。該地區(qū)用戶均以10kV電壓等級(jí)接入配電網(wǎng)。表1為6個(gè)工業(yè)集群區(qū)的平均負(fù)荷容量和平均負(fù)荷率，表2為線路參數(shù)，表3為經(jīng)濟(jì)和技術(shù)參數(shù)，表4為配電網(wǎng)元件可靠性參數(shù)，上述參數(shù)的設(shè)定參考了相關(guān)文獻(xiàn)和實(shí)際工程數(shù)據(jù)。設(shè)該增量配電網(wǎng)項(xiàng)目中，各工業(yè)集群區(qū)使用的分布式電源容量占用電量比例約為15%。

3.2計(jì)算結(jié)果及分析

（1）基本配電價(jià)格核定。首先對(duì)增量配電網(wǎng)項(xiàng)目全壽命周期成本進(jìn)行估算，估算結(jié)果為：建設(shè)成本IC=3231.2萬(wàn)元;年度運(yùn)維成本OCt=369.9萬(wàn)元;年度故障成本FCt≈0萬(wàn)元;報(bào)廢成本DC=-161.6萬(wàn)元。由計(jì)算結(jié)果可知，增量配電網(wǎng)項(xiàng)目初始建設(shè)成本較高，年度運(yùn)維成本和報(bào)廢成本相比建設(shè)成本較小，但全壽命周期內(nèi)累積的總運(yùn)維成本較高。由于本項(xiàng)目采用單環(huán)網(wǎng)方案，在主電源、變電站或電纜線路故障時(shí)可實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)供，且轉(zhuǎn)供操作時(shí)間很短，可忽略不計(jì)，因此用戶停電損失可視為零，即年度故障成本為零?？捎?jì)算得到基準(zhǔn)收益率為25%時(shí)，該增量配電網(wǎng)項(xiàng)目核定的基本配電價(jià)格Mb=0.4152元/kWh<0.4250元/kWh，即基本配電價(jià)格低于該區(qū)域核定的10kV電壓等級(jí)輸配電價(jià)格，說(shuō)明該項(xiàng)目在此規(guī)劃方案下能獲得基準(zhǔn)收益。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，依照該文制定損耗標(biāo)桿的優(yōu)化思路，制定配電網(wǎng)合理?yè)p耗考核指標(biāo)與能效差異化損耗標(biāo)桿值，可用于指導(dǎo)不同區(qū)域配電網(wǎng)的升級(jí)改造與節(jié)能降損工作;除此之外，所制定的差異化損耗標(biāo)桿值可為合同能源管理新模式的運(yùn)作提供技術(shù)支撐，為節(jié)能服務(wù)公司制定降損目標(biāo)提供重要依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]張秀釗，錢紋，王志敏，程峰，關(guān)奇豐.中壓配電網(wǎng)設(shè)備利用率差異化評(píng)價(jià)研究[J].云南電力技術(shù)，2018，46（01）：72-76.

[2]姜飛，涂春鳴，劉子維，魏釗，董泰青.配電網(wǎng)差異化節(jié)能規(guī)劃方法及其應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2015，39（10）：2712-2718.

[3]涂春鳴，董泰青，姜飛，劉子維.基于分層分區(qū)的配電網(wǎng)差異化節(jié)能規(guī)劃方法研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，43（14）：148-154.

[4]董泰青.基于差異化分析的配電網(wǎng)節(jié)能規(guī)劃及輔助分析系統(tǒng)研究[D].湖南大學(xué)，2015.