基于歷史投資成效的配電網(wǎng)投資分配方法及項目優(yōu)選

　　摘要：近年來，配電網(wǎng)投資逐年增加，省級電網(wǎng)公司項目庫中配電網(wǎng)項目個數(shù)也隨之大幅增長。由于缺少量化評判標(biāo)準(zhǔn)，為了解決省公司在投資分配時，容易造成投資分配與實際投資需求出現(xiàn)偏差的問題，參考省級電網(wǎng)公司在投資分配時的流程，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)投資成效評價指標(biāo)體系，其次依據(jù)歷年投資數(shù)據(jù)，計算投資效率指數(shù)，并結(jié)合單項目的優(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目集，最后由投資效率指數(shù)計算投資成效預(yù)測值和獲批項目集綜合投資成效，并根據(jù)兩個成效的差值迭代調(diào)整分配方案;實例分析驗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;項目優(yōu)選

　　高工論文發(fā)表：配電箱用折彎機程序設(shè)計

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

　　近年來，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，針對配電網(wǎng)建設(shè)與改造項目的評價工作推廣應(yīng)用的時間比較短，評價體系尚不完善。省級電網(wǎng)公司在對配電網(wǎng)投資分配流程一般是先由各地市根據(jù)實際需求以項目形式向省級公司申報，項目庫中配電網(wǎng)項目個數(shù)龐大(特別是10kV及以下項目)，整體所需資金遠(yuǎn)超年度投資總額，省級公司對規(guī)劃項目審批時，缺少量化評判標(biāo)準(zhǔn)，管理上過于依賴個人經(jīng)驗，篩選過程簡單粗暴，容易造成投資分配與實際需求出現(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)各級決策和管理人員非常關(guān)注的問題。隨著配電網(wǎng)項目投資優(yōu)化理論的發(fā)展，在投資評估決策中，引入了經(jīng)濟、技術(shù)和安全等多個方面的因素，盡可能全面地體現(xiàn)出配電網(wǎng)項目的特性。文獻(xiàn)[1-2]從不同的角度提出了項目優(yōu)選排序的方法，但都沒有考慮投資限額約束。文獻(xiàn)[3]提出了基于項目庫的項目綜合決策優(yōu)化方法，能在投資額度受限的情況下得出項目優(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]中并未對如何確定投資限額展開研究。文獻(xiàn)[5]建立了電網(wǎng)項目投資組合的多目標(biāo)決策模型，確定出各領(lǐng)域的投資和項目，但并未對各下屬電網(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，提出單項目的綜合排序方法，并給出地市配網(wǎng)建設(shè)項目優(yōu)選方法;文獻(xiàn)[7]進(jìn)一步完善了單項目排序過程中權(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)，從后評價角度對投資效率進(jìn)行了研究，但并沒利用投資效率指標(biāo)來優(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)的項目規(guī)劃和優(yōu)選化策略�？紤]到上述不足，并參考省級電網(wǎng)公司在投資分配時的流程，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)投資成效評價指標(biāo)體系，其次依據(jù)歷年投資數(shù)據(jù)，建立投資成效預(yù)測模型，并提出單項目的優(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，最后展開實例分析。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)投資成效的測算

　　配電網(wǎng)投資成效的測算是在規(guī)劃項目屬性分類與投資成效評價指標(biāo)建立的基礎(chǔ)上，依據(jù)各地市歷史投資成效分析，解耦不同類型項目屬性與投資成效評價指標(biāo)間的多對多耦合關(guān)系，從而根據(jù)不同地區(qū)發(fā)展差異性，測算在一定發(fā)展時期內(nèi)某一類屬性項目對于某一投資成效評價指標(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)投資成效評價指標(biāo)體系

　　根據(jù)評價指標(biāo)分級原則，參照層次分析法的基本理論，指標(biāo)體系總體框架設(shè)計由2個層級構(gòu)成，配電網(wǎng)投資成效指標(biāo)的篩選要考慮同時適合對配電網(wǎng)整體投資成效、某類項目的投資成效和單個項目投資成效進(jìn)行評價。

　　1.2評價指標(biāo)的隸屬度分析

　　為了使指標(biāo)形成統(tǒng)一量綱以便于評價，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)對各指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理。

　　1.3投資成效測算

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

　　1.3.1項目屬性分類

　　考慮項目在電網(wǎng)中發(fā)揮的作用分類，將中壓配網(wǎng)規(guī)劃方案分為新(擴)建工程、改造工程兩大類。其中，新(擴)建工程包括六小項：無電地區(qū)供電;滿足新增負(fù)荷供電要求;解決設(shè)備重載、過載;解決“低電壓”臺區(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：解決卡脖子;消除設(shè)備安全隱患;加強網(wǎng)架結(jié)構(gòu);改造高損配變工程。共計兩大項、十小項工程。

　　1.3.2投資權(quán)重計算

　　配電網(wǎng)項目屬性與項目投資成效評價指標(biāo)間存在著強耦合關(guān)系，某類規(guī)劃屬性項目會對多個評價指標(biāo)產(chǎn)生影響，比如變電站配套送出項目就會對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和裝備水平等指標(biāo)產(chǎn)生影響;同樣某類指標(biāo)也可能受到不同屬性項目的影響，比如10kV線路“N-1”通過率就會受到變電站配套送出，解決設(shè)備重載、過載以及加強網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等屬性項目的影響。

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

　　1.3.3投資成效預(yù)測

　　在不同屬性項目集投資額確定的情況下，不需要針對單個項目分析，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，就可以對投資成效做出預(yù)測，流程如下：1)依據(jù)配電網(wǎng)規(guī)劃成效評價指標(biāo)體系，取得測算地區(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)項目屬性分類歸類配電網(wǎng)建設(shè)改造項目，并取得現(xiàn)狀年之前逐年的各類屬性項目投資總額;3)建立項目屬性分類與規(guī)劃成效評價指標(biāo)間關(guān)聯(lián)識別關(guān)系;4)參考方程組(4)，建立不同類型項目對歷年指標(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)本年度各屬性項目集的計劃投資額，計算各指標(biāo)投資成效的預(yù)測值。

　　2項目優(yōu)選排序模型

　　省級公司參考各地市申報項目進(jìn)行資金分配，需要對單個項目進(jìn)行評價，從配電網(wǎng)投資成效指標(biāo)體系中選擇適合對單個項目進(jìn)行評價的指標(biāo)，然后對指標(biāo)進(jìn)行計算和評價，最后依據(jù)評價結(jié)果對項目進(jìn)行優(yōu)選排序。

　　2.1單個項目的配電網(wǎng)投資成效評價指標(biāo)體系

　　單個項目分析投資成效時，投資成效主要體現(xiàn)在對配電網(wǎng)運行狀態(tài)改善的一些指標(biāo)上，某些指標(biāo)并不合適，比如很難定量評價某個項目對綜合電壓合格率的影響，選取適合描述電網(wǎng)運行狀態(tài)的指標(biāo)，并綜合專家意見，利用德爾菲法，給出指標(biāo)權(quán)重。

　　2.2優(yōu)選排序方法[6]

　　基于單個項目投資成效評價體系，計算單個項目取得成效對應(yīng)的所有指標(biāo)隸屬度，結(jié)合指標(biāo)權(quán)重，獲得評價該項目成效綜合評價指數(shù)E，結(jié)合項目投資額I，得到單項目優(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值大的項目進(jìn)行投資，得到項目優(yōu)選結(jié)果。F=EI=移mi=1(移nj=1yipjqi)I(5)其中，m和n分別對應(yīng)一級指標(biāo)和二級指標(biāo)的個數(shù)，pj表示第j個二級指標(biāo)的權(quán)重，qi表示第i個一級指標(biāo)的權(quán)重，yi表示項目取得成效對應(yīng)的第j個二級指標(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，對省公司項目庫進(jìn)行排序，在額度范圍內(nèi)選取排序靠前的項目作為優(yōu)選項目;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，對地市項目進(jìn)行排序。地市項目集的成效綜合評價指數(shù)可以由優(yōu)選項目集里所有項目的成效得到。

　　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，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)測值，建立帶反饋環(huán)節(jié)的配電網(wǎng)投資分配迭代模型，計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)測值和項目集成效測算值是否匹配。

　　3.1投資分配迭代模型起點設(shè)置

　　投資分配迭代模型的起點設(shè)置就是要給出一個相對合理的各地市投資初步分配比例。省級電網(wǎng)公司對地市級電網(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)在各地市在申報項目時對申報項目成效的評價，有顯著成效的項目往往對應(yīng)著迫切的需求，另外配網(wǎng)規(guī)模(中壓線路長度、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，會對投資分配產(chǎn)生影響。各地市申報項目的投資成效需要在省公司項目庫進(jìn)行優(yōu)選排序后，轉(zhuǎn)換為各地市初選項目集的成效綜合評價指數(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)測值，中壓線路長度占比和配變?nèi)萘空急热”灸甓鹊默F(xiàn)狀值，占比大小由地市級供電公司對應(yīng)因素取值占所有地市級供電公司取值之和的百分比，盈利能力則用凈資產(chǎn)回報率來表征。應(yīng)用德爾菲法確定各影響因素的權(quán)重。

　　3.2迭代環(huán)節(jié)

　　各地市投資成效是由獲批項目集實施得到的，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)，在迭代過程中預(yù)測各地市按本次分配比例在下年度應(yīng)當(dāng)取得的成效，并與對應(yīng)分配資金約束下的申報項目里獲批項目集的成效評價指數(shù)比對，根據(jù)設(shè)定的閾值，當(dāng)某地市獲批項目集的成效評價指數(shù)低于預(yù)測成效時，降低該地市的分配比例，反之則提高。迭代過程可以引導(dǎo)資金向單位投資成效高的項目集傾斜，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，必然導(dǎo)致獲批項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實例分析

　　選取H省應(yīng)用配電網(wǎng)投資分配迭代模型開展2019年的配電網(wǎng)投資分配。H省有17個地級市，2019年配電網(wǎng)城網(wǎng)計劃投資金額35億，各地市上報需求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別項目投資額度時對投資成效評價的測算方法;(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)選項目集。該研究工作以省電網(wǎng)公司在投資分配時的工作流程為出發(fā)點，一方面以較小的粒度對單個項目的進(jìn)行投資成效評價，做到精細(xì)化管理;另一方面，以不同屬性類別項目這種大粒度分析，發(fā)現(xiàn)各地市投資成效趨勢的變化，實現(xiàn)地市間投資的再分配。

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