基于歷史投資成效的配電網(wǎng)投資分配方法及項(xiàng)目?jī)?yōu)選

　　摘要：近年來(lái)，配電網(wǎng)投資逐年增加，省級(jí)電網(wǎng)公司項(xiàng)目庫(kù)中配電網(wǎng)項(xiàng)目個(gè)數(shù)也隨之大幅增長(zhǎng)。由于缺少量化評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，為了解決省公司在投資分配時(shí)，容易造成投資分配與實(shí)際投資需求出現(xiàn)偏差的問(wèn)題，參考省級(jí)電網(wǎng)公司在投資分配時(shí)的流程，提出了結(jié)合歷史投資成效的配電網(wǎng)投資迭代分配模型。首先建立配電網(wǎng)投資成效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其次依據(jù)歷年投資數(shù)據(jù)，計(jì)算投資效率指數(shù)，并結(jié)合單項(xiàng)目的優(yōu)選排序方法設(shè)定迭代分配模型的初始分配方案以及投資分配方案下的獲批項(xiàng)目集，最后由投資效率指數(shù)計(jì)算投資成效預(yù)測(cè)值和獲批項(xiàng)目集綜合投資成效，并根據(jù)兩個(gè)成效的差值迭代調(diào)整分配方案;實(shí)例分析驗(yàn)證了研究成果的有效性。

　　關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);投資分配;投資成效;項(xiàng)目?jī)?yōu)選

　　高工論文發(fā)表：配電箱用折彎?rùn)C(jī)程序設(shè)計(jì)

　　摘要：根據(jù)目前市場(chǎng)上的各種折彎?rùn)C(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出一種能一次成型的配電箱用折彎?rùn)C(jī)的設(shè)計(jì)方法，用以提高生產(chǎn)效率。該系統(tǒng)利用一個(gè)以可編程序控制器(PLC)為核心部件的繼電控制系統(tǒng)，有效地解決了折彎過(guò)程中的安全問(wèn)題和因工序繁多導(dǎo)致的工人不足問(wèn)題，提高了整個(gè)折彎?rùn)C(jī)工作系統(tǒng)的可靠性。

　　近年來(lái)，配電網(wǎng)投資規(guī)模逐年遞增，其中中壓配電網(wǎng)(10kV及以下)占整個(gè)配電網(wǎng)投資的比重也在逐年增大。配電網(wǎng)規(guī)模龐大，設(shè)備眾多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受歷史發(fā)展的影響，針對(duì)配電網(wǎng)建設(shè)與改造項(xiàng)目的評(píng)價(jià)工作推廣應(yīng)用的時(shí)間比較短，評(píng)價(jià)體系尚不完善。省級(jí)電網(wǎng)公司在對(duì)配電網(wǎng)投資分配流程一般是先由各地市根據(jù)實(shí)際需求以項(xiàng)目形式向省級(jí)公司申報(bào)，項(xiàng)目庫(kù)中配電網(wǎng)項(xiàng)目個(gè)數(shù)龐大(特別是10kV及以下項(xiàng)目)，整體所需資金遠(yuǎn)超年度投資總額，省級(jí)公司對(duì)規(guī)劃項(xiàng)目審批時(shí)，缺少量化評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，管理上過(guò)于依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，篩選過(guò)程簡(jiǎn)單粗暴，容易造成投資分配與實(shí)際需求出現(xiàn)偏差。

　　如何最大限度提高投資效率、發(fā)揮投資效果，成為了供電企業(yè)各級(jí)決策和管理人員非常關(guān)注的問(wèn)題。隨著配電網(wǎng)項(xiàng)目投資優(yōu)化理論的發(fā)展，在投資評(píng)估決策中，引入了經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和安全等多個(gè)方面的因素，盡可能全面地體現(xiàn)出配電網(wǎng)項(xiàng)目的特性。文獻(xiàn)[1-2]從不同的角度提出了項(xiàng)目?jī)?yōu)選排序的方法，但都沒(méi)有考慮投資限額約束。文獻(xiàn)[3]提出了基于項(xiàng)目庫(kù)的項(xiàng)目綜合決策優(yōu)化方法，能在投資額度受限的情況下得出項(xiàng)目?jī)?yōu)選結(jié)果;文獻(xiàn)[4]提出了投資限額約束下的電網(wǎng)投資組合優(yōu)化模型;但文獻(xiàn)[3-4]中并未對(duì)如何確定投資限額展開(kāi)研究。文獻(xiàn)[5]建立了電網(wǎng)項(xiàng)目投資組合的多目標(biāo)決策模型，確定出各領(lǐng)域的投資和項(xiàng)目，但并未對(duì)各下屬電網(wǎng)公司的投資進(jìn)行分配。

　　文獻(xiàn)[6]構(gòu)建了配電網(wǎng)投資分配模型，提出單項(xiàng)目的綜合排序方法，并給出地市配網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目?jī)?yōu)選方法;文獻(xiàn)[7]進(jìn)一步完善了單項(xiàng)目排序過(guò)程中權(quán)值的設(shè)置，但是[6-7]中結(jié)果的優(yōu)劣都取決于專家給出的指標(biāo)權(quán)重。文獻(xiàn)[8]利用歷年投資數(shù)據(jù)，從后評(píng)價(jià)角度對(duì)投資效率進(jìn)行了研究，但并沒(méi)利用投資效率指標(biāo)來(lái)優(yōu)化投資分配，文獻(xiàn)[9-10]在不同的限定條件下研究了單目標(biāo)的項(xiàng)目規(guī)劃和優(yōu)選化策略�？紤]到上述不足，并參考省級(jí)電網(wǎng)公司在投資分配時(shí)的流程，提出結(jié)合歷史投資成效的配電網(wǎng)投資分配模型。首先建立配電網(wǎng)投資成效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其次依據(jù)歷年投資數(shù)據(jù)，建立投資成效預(yù)測(cè)模型，并提出單項(xiàng)目的優(yōu)選排序方法，然后構(gòu)建包含迭代環(huán)節(jié)的配電網(wǎng)投資分配模型，最后展開(kāi)實(shí)例分析。需要指出的是，所討論的模型及算法適用于中壓配電網(wǎng)，下文提及的配電網(wǎng)均特指中壓配電網(wǎng)。

　　1配電網(wǎng)投資成效的測(cè)算

　　配電網(wǎng)投資成效的測(cè)算是在規(guī)劃項(xiàng)目屬性分類(lèi)與投資成效評(píng)價(jià)指標(biāo)建立的基礎(chǔ)上，依據(jù)各地市歷史投資成效分析，解耦不同類(lèi)型項(xiàng)目屬性與投資成效評(píng)價(jià)指標(biāo)間的多對(duì)多耦合關(guān)系，從而根據(jù)不同地區(qū)發(fā)展差異性，測(cè)算在一定發(fā)展時(shí)期內(nèi)某一類(lèi)屬性項(xiàng)目對(duì)于某一投資成效評(píng)價(jià)指標(biāo)的投資效率指數(shù)。最終結(jié)合效率指數(shù)并依據(jù)設(shè)定的投資分配額度從宏觀上預(yù)測(cè)本年度各地市在該投資額度下應(yīng)取得的成效。

　　1.1配電網(wǎng)投資成效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

　　根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)原則，參照層次分析法的基本理論，指標(biāo)體系總體框架設(shè)計(jì)由2個(gè)層級(jí)構(gòu)成，配電網(wǎng)投資成效指標(biāo)的篩選要考慮同時(shí)適合對(duì)配電網(wǎng)整體投資成效、某類(lèi)項(xiàng)目的投資成效和單個(gè)項(xiàng)目投資成效進(jìn)行評(píng)價(jià)。

　　1.2評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬度分析

　　為了使指標(biāo)形成統(tǒng)一量綱以便于評(píng)價(jià)，將指標(biāo)分為正指標(biāo)、逆指標(biāo)和適度指標(biāo)，分別采用梯形模糊隸屬度函數(shù)進(jìn)行擬合，利用歸一化系數(shù)對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。

　　1.3投資成效測(cè)算

　　配電網(wǎng)投資成效的測(cè)算是從宏觀上對(duì)不同屬性類(lèi)型項(xiàng)目集的投資成效進(jìn)行分析，進(jìn)而得到整體投資成效。

　　1.3.1項(xiàng)目屬性分類(lèi)

　　考慮項(xiàng)目在電網(wǎng)中發(fā)揮的作用分類(lèi)，將中壓配網(wǎng)規(guī)劃方案分為新(擴(kuò))建工程、改造工程兩大類(lèi)。其中，新(擴(kuò))建工程包括六小項(xiàng)：無(wú)電地區(qū)供電;滿足新增負(fù)荷供電要求;解決設(shè)備重載、過(guò)載;解決“低電壓”臺(tái)區(qū);變電站配套送出;分布式電源接入工程;改造工程包括四小項(xiàng)：解決卡脖子;消除設(shè)備安全隱患;加強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu);改造高損配變工程。共計(jì)兩大項(xiàng)、十小項(xiàng)工程。

　　1.3.2投資權(quán)重計(jì)算

　　配電網(wǎng)項(xiàng)目屬性與項(xiàng)目投資成效評(píng)價(jià)指標(biāo)間存在著強(qiáng)耦合關(guān)系，某類(lèi)規(guī)劃屬性項(xiàng)目會(huì)對(duì)多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)產(chǎn)生影響，比如變電站配套送出項(xiàng)目就會(huì)對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和裝備水平等指標(biāo)產(chǎn)生影響;同樣某類(lèi)指標(biāo)也可能受到不同屬性項(xiàng)目的影響，比如10kV線路“N-1”通過(guò)率就會(huì)受到變電站配套送出，解決設(shè)備重載、過(guò)載以及加強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等屬性項(xiàng)目的影響。

　　列出歷年各屬性類(lèi)型項(xiàng)目投資額度V、評(píng)價(jià)指標(biāo)受不同類(lèi)型項(xiàng)目投資影響權(quán)重w以及投資成效指標(biāo)改善值E的關(guān)系，求取各類(lèi)屬性項(xiàng)目對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響權(quán)重。V11w1jr1jxj1+…+Vi1wijrijxji=Ej1V12w1jr1jxj1+…+Vi2wijrijxji=Ej2(4)V1nw1jr1jxj1+…+Vinwijrijxji=Ejn其中，Vin表示第n個(gè)年度時(shí)第i類(lèi)屬性項(xiàng)目的投資額度，Ejn表示第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)在第n個(gè)年度的改善情況，wij為第i類(lèi)屬性項(xiàng)目對(duì)第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的投資權(quán)重，xj1表示第j類(lèi)評(píng)價(jià)指標(biāo)受第i類(lèi)屬性項(xiàng)目的影響權(quán)重，r1j表示第i類(lèi)項(xiàng)目對(duì)第j類(lèi)項(xiàng)目的投資敏感度�；�于項(xiàng)目屬性與規(guī)劃成效評(píng)價(jià)指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)識(shí)別表，針對(duì)某個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)改善的歷史數(shù)據(jù)，建立多維多階投資敏感度測(cè)算矩陣，依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，求出評(píng)價(jià)指標(biāo)受與不同類(lèi)型項(xiàng)目投資額之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系wij與xj1，并進(jìn)行歸一化。進(jìn)一步即可求得各類(lèi)屬性項(xiàng)目對(duì)特定評(píng)價(jià)指標(biāo)改善的投資敏感度r1j。

　　1.3.3投資成效預(yù)測(cè)

　　在不同屬性項(xiàng)目集投資額確定的情況下，不需要針對(duì)單個(gè)項(xiàng)目分析，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，就可以對(duì)投資成效做出預(yù)測(cè)，流程如下：1)依據(jù)配電網(wǎng)規(guī)劃成效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，取得測(cè)算地區(qū)配電網(wǎng)現(xiàn)狀年之前逐年的指標(biāo)歷史數(shù)據(jù);2)根據(jù)項(xiàng)目屬性分類(lèi)歸類(lèi)配電網(wǎng)建設(shè)改造項(xiàng)目，并取得現(xiàn)狀年之前逐年的各類(lèi)屬性項(xiàng)目投資總額;3)建立項(xiàng)目屬性分類(lèi)與規(guī)劃成效評(píng)價(jià)指標(biāo)間關(guān)聯(lián)識(shí)別關(guān)系;4)參考方程組(4)，建立不同類(lèi)型項(xiàng)目對(duì)歷年指標(biāo)改善的指標(biāo)的方程，并利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法求解投資權(quán)重wij，影響權(quán)重xj1和投資敏感度r1j。5)依據(jù)本年度各屬性項(xiàng)目集的計(jì)劃投資額，計(jì)算各指標(biāo)投資成效的預(yù)測(cè)值。

　　2項(xiàng)目?jī)?yōu)選排序模型

　　省級(jí)公司參考各地市申報(bào)項(xiàng)目進(jìn)行資金分配，需要對(duì)單個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，從配電網(wǎng)投資成效指標(biāo)體系中選擇適合對(duì)單個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)的指標(biāo)，然后對(duì)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)，最后依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)選排序。

　　2.1單個(gè)項(xiàng)目的配電網(wǎng)投資成效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

　　單個(gè)項(xiàng)目分析投資成效時(shí)，投資成效主要體現(xiàn)在對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)改善的一些指標(biāo)上，某些指標(biāo)并不合適，比如很難定量評(píng)價(jià)某個(gè)項(xiàng)目對(duì)綜合電壓合格率的影響，選取適合描述電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo)，并綜合專家意見(jiàn)，利用德?tīng)柗品ǎ�給出指標(biāo)權(quán)重。

　　2.2優(yōu)選排序方法[6]

　　基于單個(gè)項(xiàng)目投資成效評(píng)價(jià)體系，計(jì)算單個(gè)項(xiàng)目取得成效對(duì)應(yīng)的所有指標(biāo)隸屬度，結(jié)合指標(biāo)權(quán)重，獲得評(píng)價(jià)該項(xiàng)目成效綜合評(píng)價(jià)指數(shù)E，結(jié)合項(xiàng)目投資額I，得到單項(xiàng)目?jī)?yōu)選決策值F，將F取值排序，最后將投資限額作為約束，優(yōu)先選擇F值大的項(xiàng)目進(jìn)行投資，得到項(xiàng)目?jī)?yōu)選結(jié)果。F=EI=移mi=1(移nj=1yipjqi)I(5)其中，m和n分別對(duì)應(yīng)一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)的個(gè)數(shù)，pj表示第j個(gè)二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，qi表示第i個(gè)一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，yi表示項(xiàng)目取得成效對(duì)應(yīng)的第j個(gè)二級(jí)指標(biāo)隸屬度。

　　優(yōu)選排序在省公司層面，可以在全省投資額度約束下，對(duì)省公司項(xiàng)目庫(kù)進(jìn)行排序，在額度范圍內(nèi)選取排序靠前的項(xiàng)目作為優(yōu)選項(xiàng)目;在地市公司層面，各地市獲取投資分配額度以后，也可以在地市分配額度限制下，對(duì)地市項(xiàng)目進(jìn)行排序。地市項(xiàng)目集的成效綜合評(píng)價(jià)指數(shù)可以由優(yōu)選項(xiàng)目集里所有項(xiàng)目的成效得到。

　　3配電網(wǎng)投資分配迭代模型

　　進(jìn)行配電網(wǎng)投資分配時(shí)，考慮配電網(wǎng)的投資成效、配網(wǎng)規(guī)模、供電水平以及盈利能力，并結(jié)合地市投資成效歷史數(shù)據(jù)和投資成效預(yù)測(cè)值，建立帶反饋環(huán)節(jié)的配電網(wǎng)投資分配迭代模型，計(jì)算地市公司投資分配比例。其中投資額度調(diào)整依賴于地市投資成效預(yù)測(cè)值和項(xiàng)目集成效測(cè)算值是否匹配。

　　3.1投資分配迭代模型起點(diǎn)設(shè)置

　　投資分配迭代模型的起點(diǎn)設(shè)置就是要給出一個(gè)相對(duì)合理的各地市投資初步分配比例。省級(jí)電網(wǎng)公司對(duì)地市級(jí)電網(wǎng)公司投資分配比例的確定，主要考慮地市配電網(wǎng)發(fā)展投資需求和地市電網(wǎng)公司盈利能力。地市配電網(wǎng)的投資需求首先體現(xiàn)在各地市在申報(bào)項(xiàng)目時(shí)對(duì)申報(bào)項(xiàng)目成效的評(píng)價(jià)，有顯著成效的項(xiàng)目往往對(duì)應(yīng)著迫切的需求，另外配網(wǎng)規(guī)模(中壓線路長(zhǎng)度、配變?nèi)萘?、供電水平(電網(wǎng)增售電量、電網(wǎng)增供電荷)也體現(xiàn)了投資需求，會(huì)對(duì)投資分配產(chǎn)生影響。各地市申報(bào)項(xiàng)目的投資成效需要在省公司項(xiàng)目庫(kù)進(jìn)行優(yōu)選排序后，轉(zhuǎn)換為各地市初選項(xiàng)目集的成效綜合評(píng)價(jià)指數(shù)作為影響因素。配電網(wǎng)增售電量占比、配電網(wǎng)增供負(fù)荷占比取下年度的預(yù)測(cè)值，中壓線路長(zhǎng)度占比和配變?nèi)萘空急热”灸甓鹊默F(xiàn)狀值，占比大小由地市級(jí)供電公司對(duì)應(yīng)因素取值占所有地市級(jí)供電公司取值之和的百分比，盈利能力則用凈資產(chǎn)回報(bào)率來(lái)表征。應(yīng)用德?tīng)柗品ù_定各影響因素的權(quán)重。

　　3.2迭代環(huán)節(jié)

　　各地市投資成效是由獲批項(xiàng)目集實(shí)施得到的，期望取得的成效與投資分配往往并不完全匹配，結(jié)合各地市歷年投資分配以及成效數(shù)據(jù)，在迭代過(guò)程中預(yù)測(cè)各地市按本次分配比例在下年度應(yīng)當(dāng)取得的成效，并與對(duì)應(yīng)分配資金約束下的申報(bào)項(xiàng)目里獲批項(xiàng)目集的成效評(píng)價(jià)指數(shù)比對(duì)，根據(jù)設(shè)定的閾值，當(dāng)某地市獲批項(xiàng)目集的成效評(píng)價(jià)指數(shù)低于預(yù)測(cè)成效時(shí)，降低該地市的分配比例，反之則提高。迭代過(guò)程可以引導(dǎo)資金向單位投資成效高的項(xiàng)目集傾斜，另一方面，歷年投資較多并維持投資成效較高的地市，在電網(wǎng)建設(shè)趨于飽和時(shí)，必然導(dǎo)致獲批項(xiàng)目集不能匹配歷史投資成效，從而引導(dǎo)資金分配，避免“馬太效應(yīng)”。

　　4實(shí)例分析

　　選取H省應(yīng)用配電網(wǎng)投資分配迭代模型開(kāi)展2019年的配電網(wǎng)投資分配。H省有17個(gè)地級(jí)市，2019年配電網(wǎng)城網(wǎng)計(jì)劃投資金額35億，各地市上報(bào)需求82.9億。5結(jié)論提出了一種結(jié)合歷史投資成效的配電網(wǎng)投資分配模型，主要包括2方面工作，(1)結(jié)合歷史投資數(shù)據(jù)，給出了在已知各屬性類(lèi)別項(xiàng)目投資額度時(shí)對(duì)投資成效評(píng)價(jià)的測(cè)算方法;(2)建立了投資分配的迭代模型，最終得到各地市投資分配結(jié)果以及優(yōu)選項(xiàng)目集。該研究工作以省電網(wǎng)公司在投資分配時(shí)的工作流程為出發(fā)點(diǎn)，一方面以較小的粒度對(duì)單個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)行投資成效評(píng)價(jià)，做到精細(xì)化管理;另一方面，以不同屬性類(lèi)別項(xiàng)目這種大粒度分析，發(fā)現(xiàn)各地市投資成效趨勢(shì)的變化，實(shí)現(xiàn)地市間投資的再分配。

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