楊 敏，趙 楠，蘆 政，趙 敏，陳 丹，全璐瑤

(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 100070)(2.國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司張家口供電公司，河北 張家口 075000)

電網(wǎng)基建項(xiàng)目屬于典型的國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目，是服務(wù)國(guó)計(jì)民生的基建服務(wù)項(xiàng)目。而我國(guó)的國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目采用民生需求驅(qū)動(dòng)的投資戰(zhàn)略方針，而非經(jīng)濟(jì)效益驅(qū)動(dòng)的投資戰(zhàn)略方針，因此傳統(tǒng)的基于經(jīng)濟(jì)效益的投資評(píng)估體系在電網(wǎng)基建項(xiàng)目中難以得到有效應(yīng)用[1]。但單純?cè)u(píng)價(jià)社會(huì)效益無(wú)法保障投資執(zhí)行階段的企業(yè)化運(yùn)作，因此在輸電線路評(píng)價(jià)模型中引入復(fù)合評(píng)價(jià)模型，整合需求熱力圖法、需求矢量圖法、帶補(bǔ)貼的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)法等對(duì)電網(wǎng)基建項(xiàng)目精準(zhǔn)投資評(píng)估體系進(jìn)行優(yōu)化研究，以求得到更貼近項(xiàng)目實(shí)際表現(xiàn)的評(píng)估體系[2]。

1 個(gè)案基本情況

某市為5縣2區(qū)2開(kāi)發(fā)區(qū)的行政布局，該市電網(wǎng)公司下轄500 kV變電站4座、220 kV變電站12座、110 kV變電站31座、35 kV變電站162座，10 kV回路已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了全拉手-環(huán)形回路布局，屬于智能電網(wǎng)建設(shè)較先進(jìn)的城市電網(wǎng)公司。2018年，該市農(nóng)用電負(fù)荷占比約22.4%，工業(yè)電負(fù)荷占比約57.3%，當(dāng)前該市電網(wǎng)公司正加大推進(jìn)基于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和新農(nóng)村建設(shè)規(guī)劃的電網(wǎng)農(nóng)網(wǎng)建設(shè)。

2019年2月，該市擬在下轄某縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)中規(guī)劃一座35 kV新建變電站，電源來(lái)自本縣2座110 kV變電站和臨縣1座220 kV變電站的35 kV回路。含電源回路在內(nèi)，該項(xiàng)目計(jì)劃投資2.6億元，服務(wù)面積內(nèi)涵蓋鄉(xiāng)鎮(zhèn)3個(gè)，覆蓋人口12.4萬(wàn)人，基于民生視角下人均投資2 096.77元。該項(xiàng)目選址方案共有3個(gè)，分別位于該3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)核心街道周邊。

采用上述復(fù)合評(píng)價(jià)模型，分別采用需求熱力圖法、需求矢量圖法、帶補(bǔ)貼的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)法等3種方法對(duì)該項(xiàng)目作出投資評(píng)估，并比較評(píng)估結(jié)果[3]。

需求熱力圖法指將評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)的截面用電負(fù)荷進(jìn)行數(shù)據(jù)投影，用電負(fù)荷最大的區(qū)域評(píng)價(jià)為1，用電負(fù)荷最小的區(qū)域評(píng)價(jià)為0，在時(shí)域區(qū)間內(nèi)累加多個(gè)評(píng)價(jià)截面，最終得到不同區(qū)域的用電熱度。需求熱力圖法可以直觀反映出一個(gè)區(qū)域的實(shí)際用電負(fù)荷在考察區(qū)域內(nèi)的實(shí)際占比。在投資評(píng)估過(guò)程中，并非熱力圖評(píng)價(jià)得分較低的區(qū)域才具有投資適應(yīng)性，該結(jié)果需要與需求矢量圖法聯(lián)合使用才可以得到合理的適用結(jié)果,即在一個(gè)區(qū)域內(nèi)熱力圖評(píng)價(jià)得分較低但矢量圖指向性較強(qiáng)的區(qū)域，可以得到較高的投資評(píng)估結(jié)果[4]。

需求矢量法通過(guò)在評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)分析各條線路在評(píng)價(jià)截面內(nèi)的負(fù)荷流量，按照時(shí)域區(qū)間上輸電負(fù)荷矢量進(jìn)行帶矢量累加數(shù)據(jù)，從而評(píng)價(jià)評(píng)估區(qū)域內(nèi)的用電矢量狀態(tài)，進(jìn)而判斷該區(qū)域內(nèi)是否存在用電不均衡現(xiàn)象[5]。

上述2種評(píng)價(jià)方法為基于民生需求和社會(huì)效益的評(píng)價(jià)方法。而帶補(bǔ)貼的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法，是在傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，將基于民生的政府補(bǔ)貼單獨(dú)計(jì)入收入項(xiàng)，從而得出補(bǔ)貼前后的經(jīng)濟(jì)效益差異。

2 需求熱力圖法評(píng)估過(guò)程及結(jié)果

首先，在一定時(shí)間周期內(nèi)獲得該區(qū)域的截面負(fù)荷數(shù)據(jù)，即在指定時(shí)間點(diǎn)上，觀察相關(guān)區(qū)域的實(shí)際負(fù)荷P,Q值[6]。

在此基礎(chǔ)上，對(duì)P,Q值分別取minmax結(jié)果，如式(1)所示：

(1)

式中：FPj(i)和FQj(i)分別為P值和Q值經(jīng)過(guò)minmax線性重投影提取后的結(jié)果；Pi,Qi分別為時(shí)間截面上第i個(gè)考察區(qū)域內(nèi)的有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷；Pmin,Qmin分別為該考察時(shí)間截面上所有考察區(qū)域內(nèi)的有功負(fù)荷最小值和無(wú)功負(fù)荷最小值；Pmax,Qmax分別為該考察時(shí)間截面上所有考察區(qū)域內(nèi)的有功負(fù)荷最大值和無(wú)功負(fù)荷最大值。

在該評(píng)估過(guò)程中，將轄區(qū)內(nèi)所有10 kV變電所中10 kV線路的計(jì)量結(jié)果列為計(jì)量考察目標(biāo)。假定每小時(shí)考察一次上述熱力圖截面數(shù)據(jù)分布情況，即每天考察24次截面數(shù)據(jù)，每周考察168次截面數(shù)據(jù)，每年考察8 760次截面數(shù)據(jù)。對(duì)一般用電區(qū)域的用電負(fù)荷波動(dòng)周期來(lái)說(shuō)，用電負(fù)荷波動(dòng)周期分為伴隨居民生活作息規(guī)律的日周期和周周期以及伴隨季節(jié)驅(qū)動(dòng)的用電負(fù)荷周期變化的年周期。季節(jié)驅(qū)動(dòng)指數(shù)據(jù)沿時(shí)序周期性變化過(guò)程中，因變量變化周期與季節(jié)周期吻合度較高的數(shù)據(jù)，認(rèn)為該數(shù)據(jù)受到季節(jié)相關(guān)因子驅(qū)動(dòng)。與上述季節(jié)驅(qū)動(dòng)概念相關(guān)的時(shí)序周期驅(qū)動(dòng)概念，包括日驅(qū)動(dòng)、周驅(qū)動(dòng)、月驅(qū)動(dòng)、年驅(qū)動(dòng)等。對(duì)當(dāng)日數(shù)據(jù)進(jìn)行累加后，可以平衡日周期對(duì)電力負(fù)荷變動(dòng)的影響，同理，也可以對(duì)周周期和年周期進(jìn)行累加，以平衡相應(yīng)的周期影響[7]。

其累加方式采用算數(shù)平均數(shù)法，以防止因?yàn)槔奂哟罅繑?shù)據(jù)導(dǎo)致峰值過(guò)高的情況，詳見(jiàn)公式(2)：

(2)

式中：F∑P(i,j)為第i個(gè)觀察區(qū)域內(nèi)所有與觀察區(qū)域i相關(guān)的j時(shí)間點(diǎn)上的P值算數(shù)平均值；F∑Q(i,j)為第i個(gè)觀察區(qū)域內(nèi)所有與觀察區(qū)域i相關(guān)的j時(shí)間點(diǎn)上的Q值算數(shù)平均值；N1為第i個(gè)觀察區(qū)域的考察周期數(shù)，分別令N1=24、168、8 760，用于平衡不同用電周期對(duì)負(fù)荷評(píng)價(jià)結(jié)果的影響；N為所有N1的累加值；B為區(qū)域內(nèi)需要考察的節(jié)點(diǎn)數(shù)。

因?yàn)樯鲜鲇?jì)算方式，不同考察節(jié)點(diǎn)在不同上級(jí)區(qū)域內(nèi)的熱力值結(jié)果有較大差異，如鄉(xiāng)鎮(zhèn)A在所屬全縣、所屬市鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域、所屬市全境等區(qū)域的熱力值表達(dá)結(jié)果不同，所以對(duì)不同上級(jí)區(qū)域進(jìn)行熱力值綜合統(tǒng)計(jì)，可得到相應(yīng)結(jié)果。本文以該市電網(wǎng)整體架構(gòu)為上級(jí)地區(qū)，考察3個(gè)被評(píng)估鄉(xiāng)鎮(zhèn)，得到的評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 熱力圖法評(píng)價(jià)結(jié)果表(F因子)

由表1可知，該市城鄉(xiāng)用電負(fù)荷差距較大，且該縣用電負(fù)荷熱力占比在全市中仍未達(dá)到1.000以上，即其無(wú)法達(dá)到全市平均水平，而評(píng)估中3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的用電負(fù)荷量，不僅在該縣中處于落后地位，同時(shí)還落后于全市的市屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域的用電負(fù)荷量。其中，落后程度最大的是鄉(xiāng)鎮(zhèn)B。由此可知，單純使用熱力圖法進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)B的農(nóng)電建設(shè)需求更為強(qiáng)烈。

3 需求矢量圖法評(píng)估過(guò)程及結(jié)果

需求矢量圖主要用于考察用電負(fù)荷的整體走向。高壓負(fù)荷以110 kV變電站輸出電能為矢量，即35 kV變電站中來(lái)自110 kV變電站的輸入矢量；低壓負(fù)荷為35 kV變電站的輸出矢量，指向所有相關(guān)的10 kV用電點(diǎn)。矢量方向?yàn)殡娏IS(geographic information system for electric power system)中相關(guān)變電站的節(jié)點(diǎn)中心點(diǎn)坐標(biāo)連線方向[8]。

110 kV輸出的線路多為專線布局，即110 kV線路分別向多個(gè)35 kV變電站供電，而35 kV變電站的電源回路卻是來(lái)自多個(gè)110 kV變電站的35 kV輸出線路。因此對(duì)35 kV回路的矢量化相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要將對(duì)應(yīng)的35 kV回路對(duì)應(yīng)到等效回路中即可。而10 kV線路一般采用拉手回路或者環(huán)形回路，即多個(gè)35 kV變電站同時(shí)向多個(gè)10 kV變電接入設(shè)備進(jìn)行供電，此時(shí)需要根據(jù)多個(gè)回路的實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行加權(quán)分解。其絕對(duì)值部分如式(3)所示：

(3)

將考察區(qū)域內(nèi)的35 kV回路矢量和10 kV回路矢量采用矢量相加法進(jìn)行累加，可以得到區(qū)域內(nèi)的35 kV回路總矢量和10 kV回路總矢量。根據(jù)新建線路的電源回路矢量的35 kV矢量和以及其規(guī)劃10 kV用電回路總矢量，將其與建設(shè)前的對(duì)應(yīng)矢量進(jìn)行矢量加法運(yùn)算，計(jì)算區(qū)域內(nèi)10 kV回路總矢量和35 kV回路總矢量的偏移量，進(jìn)而采用公式(4)對(duì)其進(jìn)行需求矢量評(píng)價(jià)。

(4)

式中：Δθ,ΔF分別為矢量疊加后的方向偏差和絕對(duì)值偏差；A，B分別為角度偏差和絕對(duì)值偏差的評(píng)價(jià)權(quán)重參數(shù)；ε1為評(píng)價(jià)指標(biāo)的最終截距調(diào)整系數(shù)。

3套方案的需求矢量圖法最終評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 矢量圖法評(píng)價(jià)結(jié)果表(N因子)

表2中，選址在鄉(xiāng)鎮(zhèn)B的方案B的35 kV矢量影響略小于其他2套方案，10 kV矢量影響顯著小于其他2套方案。根據(jù)前文分析可知，該指標(biāo)為逆向分布非線性指標(biāo)，指標(biāo)越小，表示方案與用電負(fù)荷供電方向的差異越小。由此可知，方案B最符合當(dāng)前的用電負(fù)荷供電方向需求。

4 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法的評(píng)估過(guò)程及結(jié)果

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法是最傳統(tǒng)的投資評(píng)估方法，但在電力、鐵路、通信等投資領(lǐng)域的應(yīng)用較少。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法依賴于以項(xiàng)目造價(jià)和經(jīng)濟(jì)效益估計(jì)為載體的項(xiàng)目專項(xiàng)審計(jì)。因?yàn)殡娏A(chǔ)設(shè)施的投資過(guò)程，將股權(quán)投資和項(xiàng)目投資轉(zhuǎn)化為固定資產(chǎn)，在任何基建項(xiàng)目投資中均無(wú)本質(zhì)差別，所以該評(píng)估的本質(zhì)是基于現(xiàn)金流量的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估[9]。

受到篇幅限制，本文不進(jìn)行具體審計(jì)方法相關(guān)公式的分析演算，單純將相關(guān)政策補(bǔ)貼并入經(jīng)營(yíng)活動(dòng)現(xiàn)金流量(方案A)產(chǎn)生的利潤(rùn)或?qū)⑵涮蕹?方案B)產(chǎn)生的利潤(rùn)，計(jì)算該現(xiàn)金流量與電網(wǎng)公司在該縣產(chǎn)生的總利潤(rùn)的比值S，計(jì)算公式如下：

(5)

(6)

式中：Pi為變電站供電的第i個(gè)用戶的電能表讀數(shù)；α為輸電線路的平均每kW·h電能的輸電收益；N4為變電站供應(yīng)的所有用戶數(shù)量。α有2種計(jì)量方式，其中方案A為實(shí)際輸電收益與補(bǔ)貼輸電利潤(rùn)之和，方案B為僅計(jì)算實(shí)際輸電利潤(rùn)。

使用該方法對(duì)2套方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)結(jié)果表(S因子)

表3中，雖然方案B中3套方案建成初期均可能拉低該電網(wǎng)公司在該縣的利潤(rùn)，但其利潤(rùn)影響比例在逐年縮小；而方案A中，因?yàn)樵?0年補(bǔ)貼期內(nèi)，公司依靠項(xiàng)目補(bǔ)貼可以獲得一定利潤(rùn)，且補(bǔ)貼后的內(nèi)部?jī)A向性資金應(yīng)用可以使該S因子大于1.000，但其最終評(píng)價(jià)結(jié)果與方案B基本類似。10年內(nèi)該項(xiàng)目可能導(dǎo)致的局部利潤(rùn)下滑小于2%，在能獲得上述社會(huì)效益的情況下，該投資結(jié)果可以被經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法認(rèn)同；同時(shí)考察到2套方案的S因子僅有微弱差距，且鄉(xiāng)鎮(zhèn)B的方案略有優(yōu)勢(shì)，所以該評(píng)價(jià)方法也同樣認(rèn)為鄉(xiāng)鎮(zhèn)B的方案更有優(yōu)勢(shì)。

5 復(fù)合模型的評(píng)估過(guò)程及最終評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)熱力圖法得到的F因子、矢量圖法得到的NS因子和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法得到的S因子，分別求取算數(shù)平均數(shù)，其中逆相關(guān)因子NS采用倒數(shù)法計(jì)入該模型，以累乘法得到最終評(píng)價(jià)因子W[10]，其計(jì)算公式如下：

(7)

式中：ζ為公式斜率修正因子；F為文中熱力圖法獲得的因子；N5為文中考察范圍內(nèi)需求矢量圖法得到的因子；ε2為公式截距修正因子。ζ與ε2等修正因子的作用是將比較方案的最大值修正為1.000，最小值修正為0.000，并將其他方案按照等比投影法則在該區(qū)間內(nèi)進(jìn)行投影。

最終3套方案的評(píng)價(jià)結(jié)果為[0.152,1.000,0.000]，選址在鄉(xiāng)鎮(zhèn)B的方案B最有投資優(yōu)勢(shì)。

6 結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)的投資評(píng)估方式以經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估為主，國(guó)家級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資評(píng)估方式則以社會(huì)效益評(píng)估為主，本文提出的評(píng)估模型充分兼顧經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估和社會(huì)效益評(píng)估，使用包含社會(huì)效益評(píng)估以及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法的加權(quán)累乘因子復(fù)合模型評(píng)估法，其方案篩選結(jié)果與單純社會(huì)效益評(píng)估篩選結(jié)果一致。由此可知,本文提出的評(píng)估方案更適合同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施投資評(píng)估需求。