基于投資能力反饋的電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目投資時(shí)序優(yōu)化研究

■ 國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州供電公司 張志鵬

國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州市富陽(yáng)區(qū)供電公司 樓嘉程 馬曉偉

國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州供電公司 董 瑞 丁 冬

為了能夠更好地適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，電力企業(yè)的投資要求也要不斷地提高?；谕顿Y行為的反饋機(jī)制，以及電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目的時(shí)序優(yōu)化來(lái)滿足電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目投資的各種要求，以指數(shù)法為基礎(chǔ)，對(duì)計(jì)劃中的電網(wǎng)進(jìn)行了精準(zhǔn)投資。

科學(xué)開(kāi)展電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目投資，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行整體分析，能夠減少電網(wǎng)企業(yè)在營(yíng)收過(guò)程中的損失，提升電網(wǎng)企業(yè)的綜合收益。

影響電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目投資的要素分析

在輸電和配電價(jià)格改革的背景下，電網(wǎng)收入的產(chǎn)生方式從初始購(gòu)買(mǎi)價(jià)差轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)批準(zhǔn)的輸電配電價(jià)格。這一變化要求電網(wǎng)公司的投資行為以整體利益為導(dǎo)向，同時(shí)能源企業(yè)還應(yīng)兼顧傳統(tǒng)投資機(jī)會(huì)。另外，由于傳輸業(yè)務(wù)的真實(shí)收益和電力公司的準(zhǔn)許收益有很大的差別，為了合理補(bǔ)償許可收入，電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目的投資還必須考慮到實(shí)際價(jià)格對(duì)輸電配電的影響。以下因素直接或間接地影響著電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目的投資。

投資需求預(yù)測(cè)。電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目投資應(yīng)考慮到未來(lái)一段時(shí)間的需求預(yù)測(cè)，測(cè)算時(shí)應(yīng)包括年實(shí)際電壓水平的最大負(fù)荷預(yù)測(cè)與計(jì)劃水平的負(fù)荷儲(chǔ)備之比，由此得到電網(wǎng)企業(yè)計(jì)劃負(fù)荷的增加值，這有助于預(yù)測(cè)當(dāng)年變電站對(duì)新容量的潛在需求。

投資能力測(cè)算。電網(wǎng)企業(yè)的投資能力是和其營(yíng)收情況緊密相關(guān)的，是由企業(yè)貸款和資金所組成的。電網(wǎng)企業(yè)的貸款更是直接受資產(chǎn)負(fù)債率的影響，這也要求電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目投資時(shí)要時(shí)刻對(duì)電網(wǎng)企業(yè)的財(cái)務(wù)狀況進(jìn)行關(guān)注，了解電網(wǎng)企業(yè)擁有的貸款額度。

投資決策。電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目投資中，規(guī)劃部門(mén)儲(chǔ)備著大量的待選投資項(xiàng)目，要對(duì)這些待選投資項(xiàng)目進(jìn)行多方面分析對(duì)比，從中挑選出綜合效益最佳的投資項(xiàng)目進(jìn)行投資。

準(zhǔn)許成本。電網(wǎng)企業(yè)的輸電和配電費(fèi)率根據(jù)折舊總成本和維護(hù)運(yùn)營(yíng)成本確定。折舊成本與額外資本資產(chǎn)直接相關(guān)，價(jià)格折舊率由新固定資產(chǎn)和設(shè)備的折舊時(shí)間確定。運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本主要包括材料、勞動(dòng)力和其他成本。

準(zhǔn)許收益?？山邮艿幕貓?bào)率取決于實(shí)際資產(chǎn)和累積利潤(rùn)。實(shí)際收益資產(chǎn)是公司投資的與輸電和配電相關(guān)的資產(chǎn)。允許利潤(rùn)率是根據(jù)股權(quán)回報(bào)率、債務(wù)回報(bào)率和會(huì)計(jì)平衡率計(jì)算的。

稅務(wù)。對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)而言，所要向國(guó)家繳納的稅費(fèi)有企業(yè)所得稅、增值稅、城市維護(hù)建設(shè)、教育附加稅以及增值稅等。

電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目投資收益測(cè)算

電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目投資累計(jì)利潤(rùn)的計(jì)算是對(duì)電網(wǎng)企業(yè)在給定時(shí)間段內(nèi)累計(jì)利潤(rùn)的估計(jì)，是電網(wǎng)企業(yè)確定投資行為和決策的重要基礎(chǔ)。首先，電網(wǎng)企業(yè)的投資目標(biāo)和社會(huì)責(zé)任來(lái)看投資的經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)通過(guò)改善輸電和配電活動(dòng)來(lái)體現(xiàn)，為電網(wǎng)企業(yè)帶來(lái)更可靠的利益。

經(jīng)濟(jì)利益。新一輪電網(wǎng)改革對(duì)電網(wǎng)企業(yè)利潤(rùn)模式進(jìn)行了修訂，規(guī)定電網(wǎng)企業(yè)的輸電分配投資收入必須按輸電分配價(jià)格償還。政府設(shè)立的監(jiān)管機(jī)構(gòu)將能夠控制電網(wǎng)企業(yè)的許可收益是否來(lái)自許可收入和成本。

電網(wǎng)企業(yè)規(guī)劃的投資項(xiàng)目對(duì)規(guī)定周期內(nèi)的輸電和配電資產(chǎn)以及輸電和配電價(jià)格和收入有不同的影響，甚至直接影響企業(yè)的后續(xù)投資行為。因此，電網(wǎng)企業(yè)的投資項(xiàng)目也可以通過(guò)形成固定資產(chǎn)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。并且，由于電網(wǎng)企業(yè)在各個(gè)階段可享受的政策是不斷變化的，使得收益、成本和稅收的計(jì)算也是不斷變化的，進(jìn)而影響到電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

可靠性效益。在電網(wǎng)企業(yè)營(yíng)業(yè)評(píng)價(jià)中，缺電損失是對(duì)電網(wǎng)企業(yè)可靠性評(píng)價(jià)產(chǎn)生影響的一個(gè)主要因素，它是指由于電網(wǎng)企業(yè)的基礎(chǔ)電力設(shè)施由于可靠性不夠而發(fā)生的一定的故障，引起電力供應(yīng)中斷，從而給用戶帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)某一區(qū)域的電力公司來(lái)說(shuō)，其基礎(chǔ)電力設(shè)施的可靠性越高，故障發(fā)生的可能性就越低，因缺電損失產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失也就越低。而近年來(lái)負(fù)荷水平在不斷提高，各地區(qū)的電網(wǎng)企業(yè)所承擔(dān)的缺點(diǎn)損失也在不斷的提高，因此電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目投資要考慮到這個(gè)因素，以達(dá)到提高電網(wǎng)企業(yè)穩(wěn)定運(yùn)行，減少因故障產(chǎn)生缺損失，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)效益的提升。

環(huán)境效益。能源緊缺、環(huán)境污染等問(wèn)題已成為全社會(huì)共同關(guān)心的重大問(wèn)題，而電力系統(tǒng)作為能量傳輸?shù)闹黧w，其對(duì)社會(huì)環(huán)境的改善起著舉足輕重的作用。電網(wǎng)公司的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，既能為傳統(tǒng)能源的輸送與轉(zhuǎn)換提供經(jīng)濟(jì)與社會(huì)支撐，又能為新能源接入與低碳輸送提供服務(wù)。所以，在電網(wǎng)的投資建設(shè)過(guò)程中，既要充分考慮電網(wǎng)的綠色環(huán)保因素，又要充分利用電網(wǎng)的規(guī)劃項(xiàng)目所帶來(lái)的環(huán)境效益。

電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目投資時(shí)序優(yōu)化

該方法以年度為周期，將已規(guī)劃的電網(wǎng)項(xiàng)目劃分為M個(gè)周期，并以m為周期進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化。在第k階段開(kāi)始時(shí)，將電力系統(tǒng)規(guī)劃項(xiàng)目庫(kù)中的項(xiàng)目作為狀態(tài)變量，記為Xk= [xk,1,xk,2,…xk,i,…,xk,n]T，xk,i為布爾變量，其值為1表示第k期起始的工程i已投產(chǎn)，值為0 表示該工程i尚未投產(chǎn)。以第k階段的項(xiàng)目投資情況為決策變量，記為Uk= [uk,1,uk,2,…uk,i,…uk,n]T，uk,i為布爾變量，其數(shù)值為1 表示項(xiàng)目i在第k階段投產(chǎn)，數(shù)值為0 表示項(xiàng)i不在第k階段未投產(chǎn)。把狀態(tài)變量與決策變量組合起來(lái)，得到了狀態(tài)變換方程：

xk+1,i=xk,i+uk-wi+1.i

式中：wi表示工程i的建設(shè)工期。

本項(xiàng)目基于某電力公司的社會(huì)責(zé)任，通過(guò)評(píng)估公司在每個(gè)階段的整體信用水平，計(jì)算公司在每個(gè)階段的投資行為和環(huán)保效益。將指標(biāo)函數(shù)Vk(X,U)的最優(yōu)值定義為最優(yōu)值函數(shù)，記為Fk(X,U)，則：

式中：Vk(X,U)是指標(biāo)函數(shù)，表示從第1 階段k到終止階段k+m– 1 時(shí)的狀態(tài)；vk(Xk,Uk)是第k個(gè)階段的指標(biāo)函數(shù)，表示該階段的投資狀態(tài)下的投資效率；Rk，Hk分別為第k階段投資狀態(tài)下的可靠性效益和環(huán)境效益；rk,i為第k階段項(xiàng)目i的可靠性效益；hk,i為第k階段項(xiàng)目i的環(huán)境效益；ρ為折現(xiàn)率。由于原來(lái)的指標(biāo)有很強(qiáng)的時(shí)效性，所以在模型中加入了ρ以保持計(jì)算結(jié)果的可靠性。

通過(guò)運(yùn)用狀態(tài)滾動(dòng)、決策、指標(biāo)函數(shù)等決策方法，利用它們之間的遞歸關(guān)系進(jìn)行分析，可以從中選出最佳方案并運(yùn)用到新項(xiàng)目中。擴(kuò)展相應(yīng)的狀態(tài)變量、決策變量和約束條件，使系統(tǒng)在某一范圍內(nèi)進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，給出了一種新的動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，并將其應(yīng)用于實(shí)際工程中。在M=N+m– 1 的情況下，被卷起來(lái)的窗口會(huì)后退一階段。每次優(yōu)化滾動(dòng)后，決定性變量為1 的項(xiàng)目在滾動(dòng)窗口的第一階段完成退出工作站的過(guò)程，而決定性變量為1 的其他決定性階段則切換到“預(yù)出庫(kù)”狀態(tài)。其實(shí)際意義是基于當(dāng)前信息環(huán)境中所能實(shí)現(xiàn)的最大投資回報(bào)。每個(gè)項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)和成本在不同的規(guī)劃階段有所不同，具體取決于不斷變化的外部環(huán)境和項(xiàng)目本身的結(jié)構(gòu)。每個(gè)項(xiàng)目的利潤(rùn)和成本可以根據(jù)影響區(qū)域發(fā)電率、碳交易價(jià)格等參數(shù)的趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并在進(jìn)行過(guò)程中不斷調(diào)整。

結(jié)語(yǔ)

本文所提出的模型可以很好地適應(yīng)新形勢(shì)下各省市電網(wǎng)企業(yè)節(jié)約投資的需要，并可為各省市電網(wǎng)企業(yè)在不同發(fā)展階段的投資決策提供參考。