王綿斌，譚彩霞，劉 宣，安 磊，譚忠富，3

（1.國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，北京 100038；2.華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京 102206；3.延安大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，延安 716000）

隨著九號(hào)文《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)》的發(fā)布，其指出增量配網(wǎng)是重點(diǎn)任務(wù)之一，并提出引入社會(huì)資本，以混合所有制方式開(kāi)展增量配網(wǎng)園區(qū)的投資建設(shè)運(yùn)營(yíng)[1]。隨后發(fā)布的《有序放開(kāi)配電網(wǎng)業(yè)務(wù)管理辦法》中明確了增量配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)權(quán)及增量配網(wǎng)投資運(yùn)營(yíng)主體的收益權(quán)問(wèn)題[2]?；趦纱笳呶募?，隨后推進(jìn)了4批增量配網(wǎng)改革試點(diǎn)項(xiàng)目，試點(diǎn)項(xiàng)目在推進(jìn)過(guò)程中存在投資模式、投資運(yùn)營(yíng)策略、投資運(yùn)營(yíng)主體收益分配等方面的問(wèn)題[3]。由此增量配網(wǎng)研究成為社會(huì)各界關(guān)注的問(wèn)題，在增量配網(wǎng)研究方面也展開(kāi)了大量研究。

關(guān)于增量投資運(yùn)營(yíng)策略方面，文獻(xiàn)[4-5]考慮負(fù)荷及分布式電源的波動(dòng)性，并通過(guò)凈現(xiàn)值和動(dòng)態(tài)回收期等財(cái)務(wù)指標(biāo)，采用年時(shí)序仿真方法分析評(píng)估增量配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)模式；文獻(xiàn)[6]基于新電改背景分析了商業(yè)型與公益型兩種類(lèi)型業(yè)務(wù)的投資策略；文獻(xiàn)[7-8]在前述研究的基礎(chǔ)上引入條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值量化增量配網(wǎng)在投資運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，為增量配網(wǎng)構(gòu)建合適的投資運(yùn)營(yíng)策略提供支持。上述研究主要通過(guò)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)以及考慮投資運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行增量配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)策略的選擇及評(píng)價(jià)，但未考慮不同區(qū)域、不同用電負(fù)荷情況下增量配網(wǎng)投資運(yùn)營(yíng)策略的選擇。

關(guān)于增量配網(wǎng)多投資運(yùn)營(yíng)主體利益分配方面，文獻(xiàn)[9]基于各投資運(yùn)營(yíng)主體的貢獻(xiàn)因素，運(yùn)用Shapley值法設(shè)計(jì)了關(guān)于多投資運(yùn)營(yíng)主體的分配方案；文獻(xiàn)[10]從各主體之間的利益矛盾入手，構(gòu)建各主體之間的利益分析框架，為增量配網(wǎng)的順利實(shí)施提供建議；文獻(xiàn)[11-13]考慮投資運(yùn)營(yíng)主體的投資額及風(fēng)險(xiǎn)程度，構(gòu)建合作博弈談判模型，尋求投資運(yùn)營(yíng)主體分配方案。上述研究?jī)H考慮影響收益分配的風(fēng)險(xiǎn)及投資額，但對(duì)影響收益分配的因素未全面考慮，同時(shí)對(duì)于分配最優(yōu)方案的搜尋并未涉及。

在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，本文利用logistic模型劃分不同區(qū)域負(fù)荷需求發(fā)展階段，基于不同的發(fā)展階段，從成本收益視角構(gòu)建增量配網(wǎng)園區(qū)差異化運(yùn)營(yíng)策略模型，以此解決現(xiàn)有研究未考慮不同區(qū)域、不同用電負(fù)荷情況下增量配網(wǎng)投資運(yùn)營(yíng)策略的選擇的問(wèn)題。在運(yùn)營(yíng)策略的基礎(chǔ)上，充分考慮影響增量配網(wǎng)多投資運(yùn)營(yíng)主體收益分配的因素，引入合作博弈的粒子群算法尋求增量配網(wǎng)多投資運(yùn)營(yíng)主體有效公正的收益分配方案。

1 增量配網(wǎng)差異化運(yùn)營(yíng)策略模型

1.1 基于logistic的園區(qū)負(fù)荷需求發(fā)展階段劃分

增量配網(wǎng)園區(qū)負(fù)荷需求發(fā)展階段的不同，導(dǎo)致容量需求和負(fù)荷增長(zhǎng)率等方面均存在差異，會(huì)對(duì)增量配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)策略選擇產(chǎn)生影響。由此考慮不同區(qū)域園區(qū)負(fù)荷需求階段劃分構(gòu)建增量配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)策略模型，有利于提高增量配網(wǎng)園區(qū)的運(yùn)營(yíng)收益。Lo?gistic模型具有收斂性極好的特性，并與園區(qū)負(fù)荷需求發(fā)展階段吻合，適用于園區(qū)負(fù)荷需求發(fā)展階段的劃分。Logistic通過(guò)園區(qū)年平均用電量指標(biāo)擬合對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)的參數(shù)，進(jìn)而判斷園區(qū)負(fù)荷需求所處發(fā)展階段。但是該方法用過(guò)去的園區(qū)年平均用電量預(yù)測(cè)負(fù)荷需求未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，會(huì)造成階段劃分誤差。因此通過(guò)logistic劃分的負(fù)荷需求發(fā)展階段，需要根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿M(jìn)行驗(yàn)證，保證輸出更準(zhǔn)確的階段劃分結(jié)果。其中經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿τ蒅DP增速和人均GDP水平反映。園區(qū)負(fù)荷需求發(fā)展階段劃分流程如圖1所示。

圖1 園區(qū)負(fù)荷需求發(fā)展階段劃分流程Fig.1 Division process of park load demand development stage

基于logistic的園區(qū)負(fù)荷需求發(fā)展階段劃分，首先輸入園區(qū)年平均用電量，并用logstic模型擬合園區(qū)年平均用電量，由此得到模型參數(shù)及各階段節(jié)點(diǎn)。其中快速增長(zhǎng)階段節(jié)點(diǎn)t1是指負(fù)荷需求初期增長(zhǎng)階段與快速增長(zhǎng)階段的臨界點(diǎn)；后快速增長(zhǎng)階段節(jié)點(diǎn)t2是指快速增長(zhǎng)階段與后快速增長(zhǎng)階段的臨界點(diǎn)；飽和增長(zhǎng)階段節(jié)點(diǎn)t3是指后快速增長(zhǎng)階段與飽和增長(zhǎng)階段的臨界點(diǎn)。各節(jié)點(diǎn)具體計(jì)算公式[14]為

式中：f(x)為logistic擬合模型，通過(guò)輸入年平均用電量后得到各年擬合值，將各年擬合值用平滑的曲線(xiàn)連接起來(lái)得到擬合曲線(xiàn)；ln是以e為底的對(duì)數(shù)函數(shù)；B、?、β均為園區(qū)年平均用電量所得擬合參數(shù)。

然后，基于模型及擬合參數(shù)初步判斷增量配網(wǎng)園區(qū)需求發(fā)展所處階段，并得到初始階段劃分結(jié)果。具體判斷規(guī)則為

式中：S為園區(qū)負(fù)荷需求發(fā)展階段；S1為負(fù)荷需求初期增長(zhǎng)階段，處于初期增長(zhǎng)階段的園區(qū)增長(zhǎng)潛力大，增長(zhǎng)速度小但增長(zhǎng)加速度為正；S2為負(fù)荷需求快速增長(zhǎng)階段，處于快速增長(zhǎng)階段的園區(qū)增長(zhǎng)潛力大增長(zhǎng)速度相對(duì)于初期增長(zhǎng)階段快同時(shí)加速度為正；S3為負(fù)荷需求后快速增長(zhǎng)階段，處于后快速增長(zhǎng)階段的園區(qū)增長(zhǎng)潛力小，增長(zhǎng)速度大但增長(zhǎng)加速度為負(fù)；S4為負(fù)荷需求飽和增長(zhǎng)階段，處于飽和增長(zhǎng)階段的園區(qū)，增長(zhǎng)潛力與增長(zhǎng)速度都小同時(shí)加速度為負(fù)。

最后，基于負(fù)荷需求初始階段劃分結(jié)果，并根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿χ笜?biāo)值判斷負(fù)荷需求初始階段劃分結(jié)果是否與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿ζヅ?。若匹配則輸出最終驗(yàn)證的階段劃分結(jié)果；否則對(duì)輸入的歷史數(shù)據(jù)年平均用電量的可信度進(jìn)行復(fù)查，同時(shí)對(duì)logistic模型的回歸輸入值進(jìn)行修正，調(diào)整修正到實(shí)現(xiàn)負(fù)荷需求初始階段劃分結(jié)果與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿ο嗷テヅ鋭t停止。

1.2 基于成本收益的增量配網(wǎng)差異化運(yùn)營(yíng)模型

增量配網(wǎng)差異化運(yùn)營(yíng)策略即為增量配網(wǎng)對(duì)園區(qū)用戶(hù)所提供服務(wù)類(lèi)型結(jié)構(gòu)組成的選擇。增量配網(wǎng)園區(qū)為用戶(hù)提供的服務(wù)類(lèi)型包括綜合能源服務(wù)、節(jié)能服務(wù)、個(gè)性化套餐服務(wù)和配網(wǎng)運(yùn)維服務(wù)。增量配網(wǎng)園區(qū)負(fù)荷需求階段不同，增量配網(wǎng)園區(qū)負(fù)荷增長(zhǎng)率存在差異，從而服務(wù)類(lèi)型成本收益影響也不同，因此本文考慮增量配網(wǎng)園區(qū)負(fù)荷需求階段劃分及所提服務(wù)的成本收益，同時(shí)為了引導(dǎo)園區(qū)負(fù)荷需求穩(wěn)定健康發(fā)展，引入負(fù)荷需求發(fā)展系數(shù)，構(gòu)建成本收益視角下的增量配網(wǎng)差異化運(yùn)營(yíng)策略模型。

1.2.1 綜合能源服務(wù)成本收益模型

綜合能源服務(wù)指增量配網(wǎng)園區(qū)滿(mǎn)足用戶(hù)提供冷熱電氣等綜合能源需求。園區(qū)提供綜合能源服務(wù)的成本包括供氣成本、供電成本、供熱成本、供冷成本和儲(chǔ)能成本，其綜合能源服務(wù)成本收益模型表示為

其中儲(chǔ)能成本為增量配網(wǎng)園區(qū)配置儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行儲(chǔ)能釋能產(chǎn)生的成本，具體表示為

收益則包括供氣收益、供電收益、供熱收益和供冷收益，具體模型表示為

1.2.2 節(jié)能服務(wù)成本收益模型

節(jié)能服務(wù)成本是指增量配網(wǎng)園區(qū)通過(guò)搜集用戶(hù)用能信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為用戶(hù)設(shè)計(jì)節(jié)能方案，降低園區(qū)用戶(hù)用能成本。增量配網(wǎng)園區(qū)提供節(jié)能服務(wù)成本包括大數(shù)據(jù)平臺(tái)搭建成本、大數(shù)據(jù)平臺(tái)運(yùn)行維護(hù)成本、數(shù)據(jù)分析成本和節(jié)能方案設(shè)計(jì)成本，具體表示為

節(jié)能服務(wù)成本收益模型表示為

提供節(jié)能服務(wù)收益包括信息化服務(wù)收益和節(jié)能方案設(shè)計(jì)收益，具體表示為

式（7）～式（9）中：Rnet_sav為增量配網(wǎng)園區(qū)提供節(jié)能服務(wù)的凈收益；Rsav和Csav分別為提供節(jié)能服務(wù)的總收益和總成本；Rinfor_sav和Rdes_sav分別為提供信息化服務(wù)與節(jié)能方案設(shè)計(jì)的收益；Cbuil_sav、Cmain_sav、Canal_sav和Cdes_sav分別為大數(shù)據(jù)平臺(tái)搭建成本、大數(shù)據(jù)平臺(tái)運(yùn)行維護(hù)成本、數(shù)據(jù)分析成本和節(jié)能方案設(shè)計(jì)成本。

1.2.3 個(gè)性化套餐成本服務(wù)收益模型

個(gè)性化套餐服務(wù)是指增量配網(wǎng)園區(qū)針對(duì)用戶(hù)的個(gè)性化需求制定用能套餐，包括工商業(yè)大用戶(hù)套餐、分時(shí)電價(jià)套餐和綠色能源套餐。增量配網(wǎng)園區(qū)提供個(gè)性化套餐服務(wù)的成本包括各類(lèi)型套餐設(shè)計(jì)成本與執(zhí)行成本，具體表示為

增量配網(wǎng)園區(qū)提供個(gè)性化套餐服務(wù)的收益為用戶(hù)使用該套餐支付的費(fèi)用，具體表示為

個(gè)性化套餐成本收益模型表示為

1.2.4 配網(wǎng)運(yùn)維服務(wù)成本收益模型

增量配網(wǎng)運(yùn)維服務(wù)是指當(dāng)用戶(hù)端發(fā)生用電故障及其設(shè)備損壞時(shí)，增量配網(wǎng)園區(qū)為用戶(hù)提供的搶修、檢修、巡檢服務(wù)。配網(wǎng)運(yùn)維服務(wù)的成本為檢修成本、搶修成本和巡檢成本，具體表示為

運(yùn)維服務(wù)收益為增量配網(wǎng)每次維修及其搶修時(shí)收取的服務(wù)費(fèi)，具體表示為

個(gè)性化套餐服務(wù)成本收益表示為

1.2.5 增量配網(wǎng)差異化運(yùn)營(yíng)策略

基于增量配網(wǎng)園區(qū)提供服務(wù)的成本收益模型，以運(yùn)營(yíng)收益最大化為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建增量配網(wǎng)差異化運(yùn)營(yíng)策略目標(biāo)函數(shù)為

式中，Rincre為增量配網(wǎng)園區(qū)總的凈收益。

2 多主體增量配網(wǎng)收益分配模型

由增量配網(wǎng)園區(qū)為用戶(hù)提供的服務(wù)類(lèi)型可知，增量配網(wǎng)園區(qū)除了電網(wǎng)企業(yè)外還有其他企業(yè)參與到增量配網(wǎng)園區(qū)的投資建設(shè)中，比如燃?xì)夤竟?，?jié)能公司提供節(jié)能服務(wù)，電力設(shè)備公司提供能源轉(zhuǎn)換設(shè)備。這些公司之間構(gòu)成合作博弈，實(shí)現(xiàn)增量配網(wǎng)園區(qū)的運(yùn)營(yíng)收益最大化。但為了合作博弈局面的長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展，公平激勵(lì)的收益方案必不可少，因此本文基于增量配網(wǎng)園區(qū)多投資運(yùn)營(yíng)主體之間的合作博弈，通過(guò)分析影響收益分配的因素，設(shè)計(jì)收益分配方案。

2.1 收益分配影響因素分析

假設(shè)參與增量配網(wǎng)投資運(yùn)營(yíng)的主體為n個(gè)，n個(gè)投資運(yùn)營(yíng)主體達(dá)成協(xié)議，以合作博弈形式共同參與增量配網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)。影響收益分配的因素主要包括各投資運(yùn)營(yíng)主體的投資額、風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)大小、投資運(yùn)營(yíng)主體的貢獻(xiàn)程度、投資運(yùn)營(yíng)主體對(duì)合同的履行程度。

2.1.1 投資額

投資額是指增量配網(wǎng)園區(qū)的投資運(yùn)營(yíng)主體，在增量配網(wǎng)投資運(yùn)營(yíng)時(shí)的投資多少。投資方式包括資金投資、技術(shù)投資、土地投資、設(shè)備投資等方式。技術(shù)、土地、設(shè)備等投資方式通過(guò)公正有效的評(píng)估程序折算為響應(yīng)的資金額度大小。一般來(lái)說(shuō)，其他影響因素一定，投資額越大的投資運(yùn)營(yíng)主體，分配收益越多。假設(shè)增量配網(wǎng)園區(qū)總投資額為I，電網(wǎng)企業(yè)投資額為I1以控股形式參與增量配網(wǎng)園區(qū)的投資運(yùn)營(yíng)，則有

2.1.2 風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)程度

增量配網(wǎng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)包括社會(huì)、政策、運(yùn)營(yíng)、建設(shè)等方面的風(fēng)險(xiǎn)，增量配網(wǎng)的投資運(yùn)營(yíng)主體來(lái)自于氣、熱、電等領(lǐng)域，由此在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型不一致，每類(lèi)型風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)的大小也不一致。因此在增量配網(wǎng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中應(yīng)該考慮投資運(yùn)營(yíng)主體承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)大小。另外收益是風(fēng)險(xiǎn)的回報(bào)，其他影響因素一定，風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)因素越大的主體，分配收益越多，則有

式中：u為風(fēng)險(xiǎn)的種類(lèi)；ψj為第j種風(fēng)險(xiǎn)所占比例；rij為參與者i對(duì)第j種風(fēng)險(xiǎn)的分?jǐn)傁禂?shù)；ri為參與者i對(duì)所有風(fēng)險(xiǎn)的分?jǐn)傁禂?shù)。

2.1.3 貢獻(xiàn)程度

增量配網(wǎng)在投資運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可能會(huì)存在突發(fā)事故以及其他預(yù)想不到的事情，導(dǎo)致增量配網(wǎng)園區(qū)收益受損，此時(shí)需要投資運(yùn)營(yíng)主體致力于解決突發(fā)事故，保障增量配網(wǎng)園區(qū)收益最大化。因此各主體在解決突發(fā)事故時(shí)貢獻(xiàn)度應(yīng)該考慮到收益分配中。各主體的貢獻(xiàn)程度通過(guò)專(zhuān)家評(píng)分并進(jìn)行歸一化獲得，即

式中：m為專(zhuān)家數(shù)量；λj為專(zhuān)家j的評(píng)分權(quán)重；yij為專(zhuān)家j給投資運(yùn)營(yíng)主體i貢獻(xiàn)度評(píng)分；Ci為投資運(yùn)營(yíng)主體的貢獻(xiàn)程度。

2.1.4 合同履行程度

各投資運(yùn)營(yíng)主體在投資運(yùn)營(yíng)增量配網(wǎng)前會(huì)簽訂協(xié)議與合同，合同中規(guī)定每一個(gè)投資運(yùn)營(yíng)主體的權(quán)利與義務(wù)。若投資運(yùn)營(yíng)主體不依照合同中規(guī)定的義務(wù)與權(quán)利執(zhí)行，將會(huì)導(dǎo)致增量配網(wǎng)收益受損。而合同履行程度是衡量各投資運(yùn)營(yíng)主體執(zhí)行合同條款的程度。因此在增量配網(wǎng)投資收益過(guò)程中應(yīng)該考慮合同履行程度，則有

式中：Hi為投資運(yùn)營(yíng)主體i在所有投資運(yùn)營(yíng)主體中的合同履行度；hi為主體i對(duì)自身合同履行程度，當(dāng)hi=1，說(shuō)明主體完全履行合同規(guī)定內(nèi)容；hi<1，說(shuō)明主體i有部分內(nèi)容未完全履行。

增量配網(wǎng)投資運(yùn)營(yíng)主體受上述4種因素影響，可得各主體在各因素中的綜合影響程度，即

式中：?i為主題i的綜合影響程度；τ1、τ2、τ3、τ4分別為投資額、風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)程度、貢獻(xiàn)程度、合同履行程度等影響因素在綜合影響程度中的權(quán)重。

2.2 收益分配方案設(shè)計(jì)

步驟1 初始化種群。

設(shè)置粒子即為投資運(yùn)營(yíng)主體i的分配方案ei；算法的最大迭代次數(shù)為Nmax；粒子速度的上、下限分別為vmax、vmin；學(xué)習(xí)因子為d1、d2，分別表示粒子自身、社會(huì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的影響，具體計(jì)算公式為

式中：d1s、d2s為學(xué)習(xí)因子的初始值；d1f、d2f為學(xué)習(xí)因子的終值。

步驟2 計(jì)算粒子適應(yīng)度。

通過(guò)個(gè)體信息與全局信息實(shí)現(xiàn)粒子適應(yīng)度值的迭代優(yōu)化。增量配網(wǎng)園區(qū)投資運(yùn)營(yíng)主體適應(yīng)度函數(shù)由兩部分構(gòu)成，第1部分為投資運(yùn)營(yíng)主體所提分配方案與所有投資運(yùn)營(yíng)主體期望分配值差異，第2部分為投資運(yùn)營(yíng)主體最滿(mǎn)意分配方案與最不滿(mǎn)意分配方案的差值。具體表示為

步驟3 更新粒子狀態(tài)。

粒子更新?tīng)顟B(tài)的計(jì)算公式為

步驟4 檢驗(yàn)約束條件。

其中粒子需滿(mǎn)足的約束條件一方面為所有投資者獲得的分配收益之和等于各投資運(yùn)營(yíng)主體合作所得，即

另一方面為任一投資運(yùn)營(yíng)主體合作所得分配收益不小于其不參與合作博弈的所得收益與分配方案滿(mǎn)意下限，即

基于上述粒子群算法，求解增量配網(wǎng)園區(qū)收益分配方案具體如圖2所示。

圖2 增量配網(wǎng)園區(qū)收益分配流程Fig.2 Flow chart of incremental distribution network park revenue allocation

3 算例分析

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

以4個(gè)典型地市L1、L2、L3、L4的增量配網(wǎng)園區(qū)的投資建設(shè)運(yùn)營(yíng)為例進(jìn)行算例分析，其中地市L2的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度最快，地市L1次之，地市L3、L4經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)較慢。另外4個(gè)地市的投資運(yùn)營(yíng)主體均為電網(wǎng)公司、燃?xì)夤尽㈦娏υO(shè)備公司、節(jié)能公司、運(yùn)維公司。并設(shè)置最大迭代次數(shù)Nmax為1 500，粒子速度上限vmax為2，粒子速度下限vmin為0，慣性權(quán)重終值wf為0.3、慣性權(quán)重初值ws為0.8。其余模型參數(shù)如表1所示。

表1 模型相關(guān)參數(shù)Tab.1 Related parameters of model

3.2 結(jié)果分析

3.2.1 負(fù)荷需求階段劃分結(jié)果分析

利用logistic擬合2010—2019年地市 L1、L2、L3、L4的園區(qū)年平均用電量，擬合結(jié)果如圖3所示。

圖3 各地市園區(qū)年平均用電量擬合Fig.3 Fitting of annual average electricity consumption by city-level parks

由圖3可知，地市L1園區(qū)年平均用電量2009-2011年為4個(gè)地市中用電量最高的年份，從2012年起，園區(qū)年平均用電量低于地市L2，并且增長(zhǎng)加速度為負(fù)，說(shuō)明地市L1處于飽和增長(zhǎng)階段；地市L2年平均用電量在2009—2015年之間增長(zhǎng)速度大同時(shí)增長(zhǎng)加速度為正，但2016年起地市L2加速度為負(fù)，由擬合結(jié)果可知，地市L2處于后快速增長(zhǎng)階段；地市L3與L4增長(zhǎng)速度相對(duì)于地市L1、L2較小，但是增長(zhǎng)加速度一直為正，增長(zhǎng)潛力較大，由擬合結(jié)果可知，地市L3與L4處于快速增長(zhǎng)階段。將上述階段劃分結(jié)果再與各市經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段進(jìn)行驗(yàn)證，可得logistic擬合得到的階段劃分結(jié)果與各地市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況相符，由此可說(shuō)明logistic擬合結(jié)果可信度高。

3.2.2 運(yùn)營(yíng)策略結(jié)果分析

通過(guò)綜合能源服務(wù)，節(jié)能服務(wù)、個(gè)性化套餐服務(wù)、配網(wǎng)運(yùn)維服務(wù)成本收益模型，可得不同地市各服務(wù)成本收益如圖4所示。

由圖4可知，地市L1與地市L2節(jié)能服務(wù)凈收益>綜合能源服務(wù)收益>個(gè)性化套餐服務(wù)收益>配網(wǎng)運(yùn)維服務(wù)收益；而地市L3與地市L4則是綜合能源服務(wù)收益>個(gè)性化套餐服務(wù)收益>節(jié)能服務(wù)收益>配網(wǎng)運(yùn)維服務(wù)收益，說(shuō)明處于不同負(fù)荷需求階段的增量配網(wǎng)園區(qū)其收益結(jié)構(gòu)存在差異。不同地市的增量配網(wǎng)園區(qū)的運(yùn)行策略結(jié)果如表2所示。

圖4 不同地市各服務(wù)成本收益Fig.4 Service cost benefits of different city-level regions

表2 增量配網(wǎng)園區(qū)運(yùn)行策略結(jié)果Tab.2 Results under operation strategy for incremental distribution network park

由表2可知，從總收益角度看，增量配網(wǎng)園區(qū)總收益最高的是地市L2，為1 122.21萬(wàn)元，最低的是地市L4，這是因?yàn)榈厥蠰2負(fù)荷需求增長(zhǎng)速度比其他地市快，園區(qū)年平均用電量高，由此增量配網(wǎng)園區(qū)為園區(qū)用戶(hù)提供更多服務(wù)，產(chǎn)生的收益也更多；而地市L4增長(zhǎng)速度較慢，園區(qū)年平均用電量低，產(chǎn)生的收益也較少。從各類(lèi)服務(wù)占比角度看，地市L1的各類(lèi)服務(wù)中，節(jié)能服務(wù)比例28.92%>配網(wǎng)運(yùn)維比例25.30%>綜合能源服務(wù)比例24.10%>個(gè)性化套餐比例21.69%；地市L2的各類(lèi)服務(wù)中，節(jié)能服務(wù)比例29.07%>配網(wǎng)運(yùn)維比例25.58%>綜合能源服務(wù)比例23.26%>個(gè)性化套餐比例22.09%；地市L3的各類(lèi)服務(wù)中，個(gè)性化套餐比例30.33%>綜合能源比例25.06%>配網(wǎng)運(yùn)維比例22.81%>節(jié)能服務(wù)比例21.80%；地市L4的各類(lèi)服務(wù)中，個(gè)性化套餐比例31.28%>綜合能源比例24.63%>節(jié)能服務(wù)比例22.91%>配網(wǎng)運(yùn)維比例21.18%。造成各類(lèi)服務(wù)比重不一致的原因是各類(lèi)地市負(fù)荷需求所處階段不一致，對(duì)于處于負(fù)荷后期及飽和增長(zhǎng)階段的地市L1與L2而言，兩者的增量配網(wǎng)園區(qū)增長(zhǎng)穩(wěn)定，負(fù)荷需求多，園區(qū)用戶(hù)對(duì)綜合能源及個(gè)性化套餐服務(wù)需求比較穩(wěn)定，但對(duì)通過(guò)節(jié)能服務(wù)公司搜集整理其用能數(shù)據(jù)提供節(jié)能方案，獲得節(jié)能收益的需求較多，因此地市L1與L2節(jié)能服務(wù)占比高。對(duì)于處于前期快速增長(zhǎng)的地市L3與L4而言，一方面增長(zhǎng)速度相對(duì)小，但是增長(zhǎng)潛力大，為了充分激發(fā)各增量配網(wǎng)園區(qū)的潛力，通過(guò)設(shè)計(jì)分時(shí)電價(jià)套餐、綠色能源套餐等個(gè)性化套餐滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求；另一方面增加用戶(hù)冷熱電氣等綜合能源供能，提升用戶(hù)的用能效率，因此地市L1與L2個(gè)性化套餐與綜合能源比例占比較高。

3.2.3 收益分配結(jié)果分析

通過(guò)專(zhuān)家評(píng)價(jià)可得電網(wǎng)公司、燃?xì)夤?、電力設(shè)備公司、節(jié)能公司、運(yùn)維公司對(duì)于社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)、政策風(fēng)險(xiǎn)、建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)偙壤绫?所示。

表3 增量配網(wǎng)園區(qū)投資運(yùn)營(yíng)主體風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)俆ab.3 Risk allocation of incremental distribution network park investment entities

基于風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)偨Y(jié)果再通過(guò)調(diào)研可得不同區(qū)域地市增量配網(wǎng)園區(qū)的各投資運(yùn)營(yíng)主體的投資比例。對(duì)于各投資運(yùn)營(yíng)主體的貢獻(xiàn)程度與合同履行程度的獲取，為了減少誤差，采取主客觀相結(jié)合的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)獲取，其中熵權(quán)法通過(guò)信息熵從定量分析各投資運(yùn)營(yíng)主體的貢獻(xiàn)程度與合同履行程度；而序關(guān)系分析法從定性角度分析各投資運(yùn)營(yíng)主體的貢獻(xiàn)程度與合同履行程度；最終組合熵權(quán)法與序關(guān)系分析法確定各投資運(yùn)營(yíng)主體的貢獻(xiàn)程度與合同履行程度。具體如表4所示。

表4 增量配網(wǎng)園區(qū)各投資運(yùn)營(yíng)主體收益分配影響值Tab.4 Revenue distribution impact values of incremental distribution network park investment entities

根據(jù)各投資收益分配值，利用粒子群算法求解不同區(qū)域增量配網(wǎng)在不同主體之間的方案。圖5為粒子群算法求解分配方案的迭代次數(shù)。

由式（31）可知，粒子適應(yīng)度函數(shù)由兩部分構(gòu)成：第1部分為投資運(yùn)營(yíng)主體所提分配方案與所有投資運(yùn)營(yíng)主體期望分配值差異，第2部分為投資運(yùn)營(yíng)主體最滿(mǎn)意分配方案與最不滿(mǎn)意分配方案的差值。由此可知粒子適應(yīng)度值越小，分配方案的實(shí)際值與期望值差異越小，越接近各投資運(yùn)營(yíng)主體的滿(mǎn)意分配方案。由圖5可知，粒子適應(yīng)度值不斷下降，說(shuō)明在粒子群算法的迭代過(guò)程中，各投資運(yùn)營(yíng)主體不斷接近各自的滿(mǎn)意分配方案。還可看出當(dāng)?shù)?0次左右時(shí)，最優(yōu)適應(yīng)度趨于平緩，并最終收斂于0；僅迭代30次說(shuō)明運(yùn)用粒子群算法迭代速度快，求解速度快；最優(yōu)適應(yīng)度趨于平緩，并最終收斂于0，說(shuō)明此時(shí)已經(jīng)迭代得到各主體一致同意的穩(wěn)定的分配方案。由此通過(guò)粒子群算法得到不同區(qū)域增量配網(wǎng)的分配方案如表5所示。

圖5 粒子群優(yōu)化算法迭代次數(shù)Fig.5 Iteration times of particle swarm optimization algorithm

由表5可得L1、L2、L3、L4的分配方案分別為{0475.0.124，0.145，0.123，0.133}，{0.408，0.146，0.148，0.147，0.151}，{0.446，0.132，0.128，0.146，0.148}，{0.513，0.125，0.116，0.129，0.117}。不同區(qū)域的增量配網(wǎng)園區(qū)分配方案中的共同點(diǎn)是電網(wǎng)公司的收益分配值最高，這是由于4個(gè)地市級(jí)增量配網(wǎng)園區(qū)投資建設(shè)運(yùn)營(yíng)中，電網(wǎng)公司的投資比例最大，同時(shí)承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)及其貢獻(xiàn)程度最高，所以電網(wǎng)最終分配的收益值最大。

表5 增量配網(wǎng)園區(qū)各投資運(yùn)營(yíng)主體收益分配方案Tab.5 Revenue allocation scheme for incremental distribution network park investment entities

4 結(jié)論

本文為了提高增量配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)收益，保證增量配網(wǎng)園區(qū)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展，一方面構(gòu)建了考慮負(fù)荷需求發(fā)展差異的運(yùn)營(yíng)策略模型，另一方面基于運(yùn)營(yíng)策略模型設(shè)計(jì)了采用粒子群算法求解的增量配網(wǎng)收益分配方案，并以4個(gè)典型地市級(jí)增量配網(wǎng)園區(qū)進(jìn)行算例分析，得結(jié)論如下。

（1）對(duì)處于飽和與后快速增長(zhǎng)階段的增量配網(wǎng)園區(qū)，負(fù)荷需求增長(zhǎng)穩(wěn)定，銀耳園區(qū)用戶(hù)對(duì)綜合能源及個(gè)性化套餐服務(wù)需求比較穩(wěn)定，但節(jié)能服務(wù)公司搜集整理其用能數(shù)據(jù)提供節(jié)能方案，產(chǎn)生較高的節(jié)能服務(wù)需求。

（2）對(duì)于快速增長(zhǎng)階段的增量配網(wǎng)園區(qū)，負(fù)荷需求增長(zhǎng)速度小，但是增長(zhǎng)潛力大，通過(guò)設(shè)計(jì)分時(shí)電價(jià)套餐、綠色能源套餐等個(gè)性化套餐能滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求；增加用戶(hù)冷熱電氣等綜合能源供能能提升用戶(hù)的用能效率，產(chǎn)生較高的個(gè)性化套餐及綜合能源服務(wù)需求。