一种输变电工程社会效益的测算方法及测算系统与流程

本发明是关于一种输变电工程社会效益的测算方法及测算系统，属于输变电工程社会效益评价领域。

背景技术：

作为对社会经济发展和人民生活影响较大的公益性基础型投资项目，输变电工程建设项目还具有显著的社会影响与社会效益。输变电工程建设对于项目地区的社会经济、社会环境和自然环境等各方面均会产生一定的影响，尤其是在社会经济影响方面，如促进国民经济增长、带动上下游相关产业发展、改善投资环境及基础设施建设以及提高人民生活水平等方面均会产生巨大的影响，这些社会影响与效益一般难以通过市场价格来度量，难以反映出输变电工程建设项目对社会产生的全部影响价值，因此，仅从财务角度来评价输变电工程建设项目是不够全面的。

目前，中国对于投资输变电工程建设项目的社会评价研究还没有形成完整的体系，在实际输变电工程建设项目评价中也很少得到系统应用，而且社会评价在不同行业中的应用程度也很不平衡。

技术实现要素：

针对目前对于输变电工程建设项目的社会评价没有形成完整的体系，社会评价在不同行业中的应用程度少且不平衡的问题，本发明的目的是提供一种构建了完整的输变电工程社会效益的评价指标体系，并给出了对应指标的量化测算的输变电工程社会效益的测算方法及测算系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种输变电工程社会效益的测算方法，其特征在于，包括以下内容：1)根据输变电工程所能带来的综合社会效益以及各种社会效益的行业评判指标，构建输变电工程社会效益的评价指标体系，所述社会效益包括能源结构优化效益、资源节约效益、电能质量优化效益、电能利用效率提升效益、工程投运增量效益、安全稳定效益和社会福利；2)根据所述评价指标体系测算输变电工程产生的各种社会效益指标，并对得到的各种社会效益指标求和得到输变电工程产生的综合社会效益。

进一步地，所述步骤2)测算输变电工程产生的各种社会效益指标，具体过程为：根据输变电工程在不同地区对不同种类能源的合理配置，测算输变电工程产生的能源结构优化效益指标；根据输变电工程建设对土地、煤矿和自然资源的影响，测算输变电工程产生的资源节约效益指标；根据输变电工程建成后的电能质量优化状态，测算输变电工程产生的电能质量优化效益指标；根据输变电工程中变电站容载比和线损率的设置，测算输变电工程产生的电能利用效率提高效益指标；根据输变电工程投运后对供电量的影响，测算输变电工程产生的工程投运增量效益指标；根据输变电工程投资对电力系统安全稳定运行的影响，测算输变电工程产生的安全稳定效益指标；根据输变电工程建设对拉动就业、抑制标杆电价上涨和拆迁补偿等措施的影响，测算输变电工程产生的社会福利指标。

进一步地，测算输变电工程产生的能源结构优化效益指标，具体测算过程为：输变电工程产生的能源结构优化效益指标为可再生资源发电的资源优化效益指标与能源替代效益指标之和；可再生资源发电的资源优化效益指标

其中，pj为第j年的受端平均售电价；ej为线损率；为输电线路的建设所对应的发电量，且为年均输电功率，为年均利用小时数；

能源替代效益指标

其中，i为行业，为第i种行业的第j年单位能耗利润，为第i种行业的第j年总能耗，为第i种行业的第j年电能转化率提升比例，当电价不具有竞争优势时，该能源替代效益为零。

进一步地，测算输变电工程产生的资源节约效益指标，具体测算过程为：输变电工程产生的资源节约效益指标为节地效益指标、可再生资源发电的节煤效益指标与节约自然资源效益指标之和；节地效益指标e^s：

其中，为基准变电站所在地的平均地价；为输电线路沿线的平均地价；δsts为土地资源优化面积，且δts为智能变电工程中智能变电站与基准变电工程中基准变电站的调整系数，为与智能变电工程中智能变电站相对比的基准变电工程中基准变电站的平均占地面积，nts为基准变电工程中基准变电站的数量；δsl为智能变电工程占地面积，且δl为智能变电工程与基准变电工程的调整系数，为基准变电工程平均走廊宽度，ll为基准变电工程的线路长度；

可再生资源发电的节煤效益指标

其中，为标煤单价；α为电量与标煤的转换系数；为输电线路的建设所对应的发电量，且为年均输电功率，为年均利用小时数；

节约自然资源效益指标

其中，为第u种资源的单位价格，为第u种资源的资源量，为节约第u种资源付出的单位措施费。

进一步地，输变电工程产生的电能质量优化效益指标

其中，为单次瞬时供电中断产生的经济损失，且为所测评的对象区域第j年的总产值；为电能质量优化状态，且v为电能质量改善方法的类型，δτmj为第m种电能质量改善方法的应用率相对于参考年的变化量，kn为第n种电能质量问题向1次1min供电中断的折算率，ξmn为第n种电能质量问题在第m种电能质量改善方法下的改善效果，为所测评的对象区域在没有应用电能质量改善方法时第n种电能质量问题的年平均发生次数。

进一步地，测算输变电工程产生的电能利用效率提高效益指标，具体测算过程为：输变电工程产生的电能利用效率提高效益指标为合理容载比带来的效益指标与线损降低带来的节电效益指标之和；合理容载比带来的效益指标

其中，为前期投资损失，且为运维成本，且sc^r为该电压等级的变电额定容量，scj为该电压等级的变电实际容量，ij为欠载变压器的资产价值；

线损降低带来的节电效益指标

其中，pj为第j年的受端平均售电价，qs为采取降损措施而节约的电量，且：

其中，为输电线路的建设所对应的发电量，且为年均输电功率，为年均利用小时数；xj在提高电压等级、负荷率和负荷功率因数综合影响下线损率e在第j年相对于参考年降低的百分数；xvoltage为电压等级对线损率变化的影响因子；为得到因负荷率f提高而引起的线损率降低的影响因子；为不建设该输变电工程情况下的线损率，ej为建设该输变电工程情况下的线损率，为不建设该输变电工程情况下的负荷率，fj为建设该输变电工程情况下的负荷率；a为日总用电量，r0为导线电阻，v0为系统电压，为功率因数，δa0为日固定线损电量；为该输电线路的功率因数对线损率变化的影响因子，即该输电线路的功率因数由提高到后线损率所降低的百分数。

进一步地，输变电工程产生的工程投运增量效益指标

其中，为售电价，为购电价，δqj为年度新增供电量。

进一步地，输变电工程产生的安全稳定效益指标

其中，δr为供电可靠性变化，且δr＝rt-rt-1，rt为本年度供电可靠率，rt-1为上一年度供电可靠率；pvalue为单位电量经济价值，且pvalue＝gdpj/qj，gdpj为输变电工程所在地区当年的生产总值，qj为输变电工程所在地区当年的用电量。

进一步地，测算输变电工程产生的社会福利指标，具体测算过程为：输变电工程产生的社会福利指标为拉动就业效益指标、抑制标杆电价上涨产生的效益指标与拆迁补偿产生的社会效益指标之和；拉动就业效益指标

其中，icj为第j年人均可支配收入；为由于输变电工程增加的就业数量，且ηj为单位投资新增就业人数，ij为输变电工程总投资；

抑制标杆电价上涨产生的效益指标

其中，pj为第j年的受端平均售电价，为落地电价，qj为输变电工程所在地区当年的用电量；为输电线路的建设所对应的发电量，且为年均输电功率，为年均利用小时数；

拆迁补偿产生的社会效益指标e^l：

其中，为输变电工程所在地平均地价，sts为输变电工程征地总面积，为输变电工程沿线平均地价，sl为输变电工程征地总面积。

一种输变电工程社会效益的测算系统，其特征在于，该测算系统包括：用于根据输变电工程所能带来的综合社会效益以及各种社会效益的行业评判指标，构建输变电工程社会效益评价指标体系的评价指标体系构建模块；用于根据所述评价指标体系测算输变电工程产生的各种社会效益指标，并对得到的各种社会效益指标求和得到输变电工程产生的综合社会效益的社会效益测算模块。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明系统地建立了输变电工程社会效益评价指标体系，能够从能源结构、资源节约、电能质量、电能利用效率、工程投运、安全稳定及社会福利方面全方位地评价输变电工程的社会效益。2、本发明根据输变电工程社会效益评价指标体系，能够对输变电工程产生的社会效益进行更加科学准确的评价，可以对输变电工程项目从立项决策、设计、施工、竣工验收直到生产经营全过程进行系统地分析和总结，提出指导性建议，为以后的项目决策和实施提供参考指导，可以广泛应用于输变电工程社会效益评价领域中。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对本发明进行详细的描绘。

在可持续发展战略的实施过程中，开展输变电工程建设项目的社会效益评价，建立完善的评价指标体系，制定合理的度量模型与评价方法，明确评价标准具有极其重要的意义。本发明提供一种输变电工程社会效益的测算方法及测算系统，能够有效地构建评价输变电工程建设项目社会效益的指标体系，并给出了对应指标的量化测算方法及测算系统，包括以下内容：

1、根据输变电工程所能带来的综合社会效益以及各种社会效益的行业评判指标，构建输变电工程社会效益评价指标体系。

社会效益包括：能源结构优化效益、资源节约效益、电能质量优化效益、电能利用效率提升效益、工程投运增量效益、安全稳定效益和社会福利。

2、根据输变电工程在不同地区对不同种类能源的合理配置，测算输变电工程产生的能源结构优化效益指标，具体过程如下：

1)测算可再生资源发电的资源优化效益指标，用于表示输变电工程的输电线路建设对远距离电力消纳的优化程度。

西部地区水能、风能以及太阳能等可再生资源丰富，但经济相对落后且用电负荷较小，为充分利用可再生资源发电，应在满足本地区电力需求的基础上，将剩余的水电和风电输送到东中部负荷中心地区消纳。

输电线路的建设能够为这种远距离电力消纳提供通道，有助于实现水电和风电等在大范围内的优化配置，输电线路的建设所对应的发电量为：

其中，为年均输电功率，为年均利用小时数，产生的可再生资源发电的资源优化效益指标为：

其中，pj为第j年的受端平均售电价，ej为线损率。

2)测算能源替代效益指标，用于表示输变电工程的电价相对一次能源价格的竞争优势程度。

在一次能源日益短缺的背景下，用电能代替一次能源能够有效降低对一次能源的依赖，促进能源结构的优化和调整，但前提条件是电价具有与一次能源的价格竞争优势，即在产出相同的情况下，消耗电能的成本低于消耗一次能源所付出的成本，能源替代效益指标为：

其中，i为行业，为第i种行业的第j年单位能耗利润，为第i种行业的第j年总能耗，为第i种行业的第j年电能转化率提升比例，当电价不具有竞争优势时，该能源替代效益指标为零。

3、根据输变电工程建设对土地、煤矿和自然资源的影响，测算输变电工程产生的资源节约效益指标，具体过程如下：

1)测算节地效益指标，用于表示建设的输变电工程中采用智能变电工程相对传统变电工程的花费节约程度。

以500kv输变电工程为基数，一回1000kv输变电工程的输送能力相当于五回500kv输变电工程的输送能力，而一回1000kv输变电工程的走廊宽度仅为五回500kv输电线输变电工程路走廊宽度的40％，输送同样的功率采用1000kv输变电工程与采用500kv输变电工程相比，可以节省60％的土地资源。智能变电工程相对于传统变电工程能够减少10％的占地，其土地资源优化面积δsts为：

其中，δts为智能变电工程中智能变电站与基准变电工程中基准变电站的调整系数，为与智能变电工程中智能变电站相对比的基准变电工程中基准变电站的平均占地面积，nts为基准变电工程中基准变电站的数量。

智能变电工程占地面积δsl为：

其中，δl为智能变电工程与基准变电工程的调整系数，为基准变电工程平均走廊宽度，ll为基准变电工程的线路长度。

因此，采用智能变电工程的节地效益指标e^s为：

其中，为基准变电站所在地的平均地价，为输电线路沿线的平均地价。

2)测算可再生资源发电的节煤效益指标，用于表示建设的输变电工程对一次能源消耗的降低程度。

采用可再生资源发电可以有效降低对一次能源的消耗，进而产生可再生资源发电的节煤效益，因此，可再生资源发电的节煤效益指标为：

其中，为标煤单价，α为电量与标煤的转换系数(根据现有的标准给出)。

3)测算节约自然资源效益指标，用于表示建设的输变电工程对自然资源的保护程度。

输变电工程在路径选择及方案设计时，会适度考虑对沿线自然资源的保护，在保障输变电工程投资技经的同时，能够有效保护沿线的自然资源如森林、粮田、鱼塘等。在输电线路穿越林区时，应尽量采用高塔跨越方法减少树木砍伐，通道内保留自然生长最终高度与导线之间能够保持安全距离的树木，在森林密度大及植物茂盛地区，经过经济技术比较，当输电线路径所经过的树木自然生长最终高度超过常规铁塔与高塔跨越方法选用的临界点时，优先采用高塔跨越方法，减少路径树木的砍伐数量，有助于社会效益和环境效益的提高，因此，节约自然资源效益指标为：

其中，为第u种资源的单位价格，为第u种资源的资源量，为节约第u种资源付出的单位措施费。

4、根据输变电工程建成后的电能质量优化状态，测算输变电工程产生的电能质量优化效益指标，具体过程如下：

电能质量优化效益为通过改善电能质量，减少因电力波动和供电中断造成的经济损失，进而产生的效益。在各种电能质量问题中，电压跌落及瞬时供电中断一直是电能质量评估的重点，以1次1min瞬时供电中断的损失作为基准，将电压跌落导致的损失向基准折，用折算率进行定义。假设1次跌幅为50％的电压跌落导致的损失是1次1min供电中断的70％，则该电压跌落的折算率为0.7，换言之，1次跌幅为50％的电压跌落相当于0.7次1min供电中断，系统负荷组成不同，则折算率不同，折算率的大小需要根据具体情况进行设定。

电能质量优化状态为所测评的对象区域在输变电工程建成后，由于电能质量改善方法的使用而比输变电工程建成前多减少的瞬时供电中断次数，即：

其中，v为电能质量改善方法的类型，δτmj为第m种电能质量改善方法的应用率相对于参考年的变化量，n为下表1中的4种电能质量问题，kn为第n种电能质量问题向1次1min供电中断的折算率，ξmn为第n种电能质量问题在第m种电能质量改善方法下的改善效果，介于0和1之间，可以通过下表1得到，为所测评的对象区域在没有应用下表1中的sts、dvr、ups三种电能质量改善方法时第n种电能质量问题的年平均发生次数。

表1：不同电能质量改善方法的电能质量改善效果

电能质量优化能够有效降低供电中断造成的经济损失，因此，根据机会成本概念得到电能质量优化效益指标为：

其中，为单次瞬时供电中断产生的经济损失，为所测评的对象区域第j年的总产值。

5、根据输变电工程中变电站容载比和线损率的设置，测算输变电工程产生的电能利用效率提高效益指标，具体过程如下：

1)测算合理容载比带来的效益指标，用于衡量建设的输变电工程容量裕度是否合适。

一般情况下，输变电工程建设相比电力需求更需要保持适度超前水平，但过度的超前会造成资产的闲置、输变电工程建设成本的加大以及企业经济效益的降低，因此在考虑容量裕度的同时还需要考虑经济承受能力。根据城市电力网规划设计导则的规定，中国220kv变电站的容载比适度区间为1.6～1.9，35～110kv变电站的容载比适度区间为1.8～2.1。设置合理容载比带来的效益能够引导企业合理控制投资规模，容载比用于表示电压等级变电容量对于实际负载的供电能力，输变电工程的容载比大于上限将导致输变电工程的设备闲置，产生超前投资损失，欠载变压器是指负载率较低的变压器，其容载比小于容载比范围下限，欠载变压器占比是反映超前投资情况的代表指标之一，能够表示变电容量的合理性，用于避免局部投资规模过度超前，合理容载比带来的效益指标为：

其中，为前期投资损失，且为运维成本，且sc^r为该电压等级的变电额定容量，scj为该电压等级的变电实际容量，ij为欠载变压器的资产价值。

2)测算线损降低带来的节电效益指标，用于表示输变电工程的电能节约程度。

电能在输变电工程输送、变压和配电的各环节中会产生一定的电能损耗，有效降低线损是对电能的一种节约。为反映降低线损节约电能产生的效益，定义线损率为给定时间段内电力系统损耗电量与供电量的百分比，降低线损率能够提高电能利用效率，减少或延缓发输电设备的容量投资，减少用户电费开支，并能够带来节电效益，有效降低线损率的方式主要有：

2.1)提高电压等级

提高输变电工程的电压等级可以降低线损率，采用特高压工程可以取得该效果。例如，将330kv交流工程改造成750kv交流工程以及将500kv交流工程改造成1000kv交流工程两种情况下的线损率降低百分数，分别为24％～36％和25％～33％，根据所测评的对象区域测评年份相对于参考年特高压工程的建设情况，可以得到相应的线损率降低百分数，用电压等级对线损率变化的影响因子xvoltage表示。

2.2)提高系统负荷率

提高系统负荷率可以降低线损率，线损率e与负荷率f的关系为：

其中，a为日总用电量，r0为导线电阻，v0为系统电压，为功率因数，δa0为日固定线损电量，即不随负荷电流变化的部分线损。

若仅考虑负荷率f对线损率e的影响，则由公式(12)可以得到因负荷率f提高而引起的线损率e降低的影响因子为：

其中，为不建设该输变电工程情况下的线损率，ej为建设该输变电工程情况下的线损率，为不建设该输变电工程情况下的负荷率，fj为建设该输变电工程情况下的负荷率。

2.3)提高负荷功率因数

在负荷有功功率保持不变的情况下，提高负荷功率因数可以减小负荷无功功率，从而减少输电线路中的有功功率损耗进而降低线损率，输电线路的有功功率损耗δp为：

其中，i为通过该输电线路的电流，p为通过该输电线路的有功功率，v为该输电线路的电压，为该输电线路的功率因数，r为该输电线路的电阻。

如果通过该输电线路的电流i保持不变，则有功功率损耗δp乘以该输电线路的电流i通过的时间就是电能损失，因此，提高该线路的功率因数与降低线损率的关系为：

其中，为该输电线路的功率因数对线损率变化的影响因子，即该输电线路的功率因数由提高到后线损率所降低的百分数。

定义xj为在提高电压等级、负荷率和负荷功率因数综合影响下线损率在第j年相对于参考年降低的百分数，由于这三种措施对线损的影响是相互独立的，则：

由于采取降损措施而节约的电量qs为：

因此，线损降低带来的节电效益指标为：

其中，pj为第j年的受端平均售电价。

6、根据输变电工程投运后对供电量的影响，测算输变电工程产生的工程投运增量效益指标，具体过程如下：

工程投运增量效益主要体现在输变电工程带来的电量增长方面，工程投运增量效益指标为：

其中，为售电价，为购电价，δqj为年度新增供电量。

7、根据输变电工程投资对电力系统安全稳定运行的影响，测算输变电工程产生的安全稳定效益指标，具体过程如下：

中国输变电工程投资的原则往往注重于满足用电需求，而欧美国家更加注重于企业的经济效益。侧重于满足用电需求的投资方式有利于提高安全性，但是安全性成本会带来投资风险和投资回收的问题，过于注重企业经济效益的投资方式又会导致输变电工程建设的投资不足，进而威胁电力系统的运行安全，因此从输变电工程对电力系统安全稳定运行的作用方面，测算输变电工程产生的安全稳定效益指标。

供电可靠性是从用户的角度考察电力系统安全稳定运行的重要指标，供电可靠性变化越高则电力系统的持续供电能力越强，对于用户用电供给需求的满足程度就越高，同时也增加潜在的售电效益。供电可靠性变化能够综合体现输变电工程的建设、生产运行、技术改造、维护以及供电服务等多方面的质量与管理水平，供电可靠性变化δr为：

δr＝rt-rt-1(20)

其中，rt为本年度供电可靠率，rt-1为上一年度供电可靠率。

因此，输变电工程的安全稳定效益指标为：

其中，pvalue为单位电量经济价值，且pvalue＝gdpj/qj，gdpj为输变电工程所在地区当年的生产总值，qj为输变电工程所在地区当年的用电量。

8、根据输变电工程建设对拉动就业、抑制标杆电价上涨和拆迁补偿等措施的影响，测算输变电工程产生的社会福利指标，具体过程如下：

1)测算拉动就业效益指标，用于表示建设的输变电工程对社会的安全稳定发挥的积极作用程度。

输变电工程建设会直接和间接带动相关产业发展，促进社会就业，按照国家输变电工程公司的测算标准，即通过每1亿投资增加700人就业来测算，由于输变电工程增加的就业数量为：

其中，ηj为单位投资新增就业人数，ij为输变电工程总投资。

因此，拉动就业效益指标为：

其中，icj为第j年人均可支配收入。

2)测算抑制标杆电价上涨产生的效益指标，用于表示建设的输变电工程对用户用电支出的降低程度。

输变电工程输电的落地电价与当地的标杆电价存在差异，电价差对于抑制标杆电价上涨起到积极作用，抑制标杆电价上涨能够有效降低用户的用电支出，可以视为对当地居民、企业用电的社会福利，因此，抑制标杆电价上涨产生的效益指标为：

其中，pj为第j年的受端平均售电价，为落地电价，qj为输变电工程所在地区当年的用电量。

3)测算拆迁补偿产生的社会效益指标，用于表示建设的输变电工程用地后对相关群体的补偿程度。

拆迁补偿包括按当地标准给予的补偿及超标补偿部分，因此，拆迁补偿产生的社会效益指标e^l为：

其中，为输变电工程所在地平均地价，sts为输变电工程征地总面积，输变电工程沿线平均地价，sl为输变电工程征地总面积。

9、对测算的输变电工程社会效益评价指标体系中各种社会效益指标进行求和，得到输变电工程产生的综合社会效益，并对输变电工程产生的综合社会效益的高低进行评价，指导输变电工程项目的决策和实施。具体而言，各种社会效益指标之和越大，则综合社会效益越高，各种社会效益指标之和越小，则综合社会效益越低。

综上，输变电工程产生的综合社会效益指标e^total为：

本发明构建的输变电工程社会效益评价指标体系具体衡量输变电工程产生的社会效益，通过对能源结构优化效益、资源节约效益、电能质量优化效益、电能利用效率提高效益、工程投运增量效益、输变电工程安全稳定效益和社会福利的测算将社会效益由不可衡量的概念转换为可具体衡量的指标，且可以通过相应公式测算加总得到，对于输变电工程的建设具有重要意义。具体来说，在输变电工程建设设计阶段，在实际条件允许的情况下可以适当调整输变电工程建设的相关部分，使社会效益得到合理的最大化；在输变电工程建设评价工作中，可以比较不同的输变电工程建设的社会效益以及本输变电工程建设的实际社会效益，对于其他输变电工程的建设可以起到指导性作用。

本发明还提供一种输变电工程社会效益的测算系统，该测算系统包括：

评价指标体系构建模块，用于根据输变电工程所能带来的综合社会效益以及各种社会效益的行业评判指标，构建输变电工程社会效益的评价指标体系；

社会效益测算模块，用于根据所述评价指标体系测算输变电工程产生的各种社会效益指标，并对得到的各种社会效益指标求和得到输变电工程产生的综合社会效益。

进一步地，社会效益测算模块可以包括：

能源结构优化效益测算单元，用于根据输变电工程在不同地区对不同种类能源的合理配置，测算输变电工程产生的能源结构优化效益指标；

资源节约效益测算单元，用于根据输变电工程建设对土地、煤矿和自然资源的影响，测算输变电工程产生的资源节约效益指标；

电能质量优化效益测算单元，用于根据输变电工程建成后的电能质量优化状态，测算输变电工程产生的电能质量优化效益指标；

电能利用效率提高效益测算单元，用于根据输变电工程中变电站容载比和线损率的设置，测算输变电工程产生的电能利用效率提高效益指标；

工程投运增量效益测算单元，用于根据输变电工程投运后对供电量的影响，测算输变电工程产生的工程投运增量效益指标；

安全稳定效益测算单元，用于根据输变电工程投资对电力系统安全稳定运行的影响，测算输变电工程产生的安全稳定效益指标；

社会福利测算单元，用于根据输变电工程建设对拉动就业、抑制标杆电价上涨和拆迁补偿等措施的影响，测算输变电工程产生的社会福利指标。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。