一种用户接入工程容量定价的方法
【专利摘要】本发明公开了一种用户接入工程容量定价的方法，以明确终端用户的接入费用为目标，采用了边际容量成本（LMCC）模型来计算容量成本，并选取了适当的价格管制模型，得到本接入工程深度收费下的容量定价。与传统的“谁受益、谁投资”的老办法相比，该方法考虑了扩容成本，促进了电网资源的合理利用，能够体现成本的公平分摊等优点。本发明的用户接入工程容量定价的方法既有助于更好更高效地回收电网成本，又可以保障消费者的权益。
【专利说明】
一种用户接入工程容量定价的方法
技术领域
[0001]本发明涉及电力市场领域，涉及电力市场中新用户接入电网费用分摊，具体涉及 一种用户接入工程容量定价的方法。
【背景技术】
[0002] 电力行业是基础性行业，关系到国计民生。伴随着我国经济的高速增长，对电力的 需求也越来越迫切。据统计我国2015年前十个月全国全社会用电量达到45835亿千瓦时，同 比增长0.7%，居民用电量占全社会用电量的13.4%，对全社会用电量增长的贡献率为 80.3%。这几年，国家不断推进电力市场化改革，用户接入工程的问题变得尤为突出。
[0003] 在国外，用户接入工程已经有所研究，主要通过接入费和使用费两个方面回收电 网的成本。接入费是新用户接入电网所缴纳的一次性费用，它可以回收部分/全部连接成 本，促进用户合理使用电网资源，而使用费是指当接入费只包括部分连接成本时，通过配电 电价来回收剩余的成本。
[0004]在我国，目前尚没有统一的用户接入费分摊标准，相关法规政策仍不健全，更多采 用的是"谁受益、谁投资"的老办法，这样必然导致新用户接入电网中的收费混乱。而通过对 接入工程深度收费和输电定价的研究，有利于更好地回收电网成本，既保障了消费者的利 益，同时也保证电网公司的收益，体现了公平性原则。
【发明内容】
[0005] 发明目的：为了避免目前国内用户接入工程收费混乱的局面，构建一种用户接入 工程容量定价方法，能够体现公平性原则。
[0006] 技术方案:为实现上述目的，本发明提供了一种用户接入工程容量定价的方法，可 应用于配电系统中，该方法包括以下步骤：
[0007] (1)根据系统中各节点的负荷Si、支路上节点的分布情况以及等年值系数获取每 个节点的边际容量成本；
[0008] (4)当系统中接入新工程扩容后，重新获取各节点的负荷Si;
[0009] (3)执行步骤(1)获取各节点在扩容后的边际容量成本；
[0010] (4)由各节点边际容量成本的变化量Δ Cucc. i得到扩容系统边际容量成本的变化 量A C，从而得到扩容后所产生的总容量成本％;
[0011] (5)将扩容后所产生的总容量成本W容记入容量电价当中，得出基于投资回报率的 输电定价模型。
[0012] 其中，所述获取节点的边际容量成本，包括以下步骤：
[0013] (1)根据系统中各节点的负荷S,以及关联矩阵E获取每个支路上的负荷，所述关联 矩阵根据各支路上的节点分布情况确定；
[0014] (2)利用折现率r计算等年值系数α，所述等年值系数α是指约定年限m内等额回收 的初始投资额的比例系数；
[0015] (3)对于任意节点i，根据节点所在支路的支路容量ΡΓ4、负荷功率Pj计算单位负荷 的增量成本AC 1;
[0016] (4)根据系统中所有节点的单位负荷增量成本计算节点i的边际容量成本CLMCc.i。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本发明中用户接入工程容量定价的 方法，通过计算节点边际容量成本的变化来反映节点负荷的增加引起所有线路扩容成本的 变化，从而得到了支路扩容所产生的容量成本。该方法通过容量电价来反映供求变化，既考 虑了投资回报率，又考虑了接入工程对各节点的边际容量成本的影响，体现公平原则，具有 较高的实用价值，有利于确保容量供应，提高电力系统的可靠性;本发明简单易行，可以可 靠地保证成本能够得到回收并实现盈利，风险较小，适合在我国电力体制改革初期阶段实 施，对我国电力监管部门制定用户接入电网费用提供一定的参考价值。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明所采用的IEEE-33配电网节点接线示意图；
[0019] 图2为本发明节点边际容量成本的计算流程图；
[0020] 图3为本发明中系统总容量成本的计算流程图；
[0021 ]图4为本发明未接入工程时各节点LMCC的情况图；
[0022]图5为节点17接入工程后的对比图；
[0023]图6为节点24接入工程后的对比图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
[0025] 图1中的IEEE-33节点配电系统接线图，包括：电源点节点0和32个负荷节点，即节 点1~节点32,以及32条支路，即支路1~支路32(以节点号命名节点的前向连接支路，如0-1 节点间支路为支路1)。
[0026] 图2中节点边际容量成本的计算流程包括以下步骤：
[0027] (1)根据已知的负荷数据形成关联矩阵，再得到支路的功率，公式如下：
[0028] Se = SXE
[0029] 其中：S为节点负荷矩阵，得到5=[51，52，-^"]义为节点浦负荷，单位为1^， η为系统中节点的个数;E为ηΧη的关联矩阵，当第i节点负荷电流流经线路j时，则矩阵元素 E(j，i)为1，反之不流经则为0。
[0030] (2)计算等年值系数α，是指在约定年限内等额回收的初始投资额的比例系数，公 式如下：
[0031]
[0032] 其中：r为折现率，m为年限。
[0033] (3)计算单位负荷的增量成本ACi，公式如下：
[0034]
[0035] 其中：VPVM为新的投资折现值，Vlpv为原投资折现值，ΔΡ为节点i的负荷增量。
[0036] 当 ΔΡ-0时，
[0037] i J w
.J
[0038] 其中：ΡΓ为支路j的容量，即该支路所能承载的最大负荷;Pj为支路j的负荷功率， d为负荷年增长率，r为折现率。
[0039] (4)定义节点i的边际容量成本记作CLMa.i为所有节点的单位负荷增量成本之和， 公式如下：
[0040]
[0041] 本发明分别从节点17和节点24接入专用工程。此专用工程的接入线路长度为 2.781?1，全线采用电缆，专用工程负荷容量为8001^4，两台配变容量各自为4001^4，投资 1435857元，并假设该配电网负荷以每年3%的自然增长速度增长，折现率为8%，线路投资 回报年限为40年。
[0042] 如图3所示，利用上述计算步骤得到计算专用工程接入后每个节点i的边际容量成 本Cucc. i. 1，未接入专用工程节点的边际容量成本Cucc. i. 〇。
[0043] 由此，计算每个节点i的边际容量成本变化量Δ C lmcc · i = Clmcc · i · i~Clmcc · i · 0 ο
[0044] 将每个节点的边际容量成本变化量求和即可得到该专用工程接入后系统边际容 量成本的变化量△ C，如公式：
[0045]
[0046] 最后，得出系统总容量成本W容，公式如下：
[0047] W容=(Clmcc+ A C) X Ρ掛〇3呈
[0048]其中:为已知接入工程的容量，Clmcc为系统的边际容量成本。
[0049] 在未接入专用工程之前，计算出各节点的边际容量成本LMCC如图4。通过图4可以 看出在未接入专用工程前，节点17的LMCC最高，其次为节点32。并且随着节点离电源点越 远，其边际容量成本LMCC越大，这是因为需要经过的中间节点较多，所利用的供电设备也越 多，末端节点占用途径线路更大的容量投资，其新增负荷供电成本也会较高。
[0050] 将专用工程接入节点17后的LMCC如图5。通过图5可以看出当节点17接入专用工程 时，节点17的边际容量成本LMCC变化最大。对于配电网，某个节点接入专用工程后，该支路 的扩容时间将会大大提前，故投资折现值会大幅度增加，因此导致LMCC大幅提高。由于边际 容量成本LMCC的大幅增加，节点14~节点17的容量紧张程度也将增加，故需要优先考虑这 些支路的扩容措施，可以采取新增线路或变压器、需求侧管理(DSM)的方法来缓解节点的容 量紧张程度。
[0051] 由图5还可以看出随着离电源点越近，节点LMCC的变化越小，主要是因为这些线路 未接入专用工程时的原始负荷较大，在忽略损耗的情况下增加800kVA的负荷对其扩容时间 影响相对较小，故LMCC的增幅也会随着离电源点越来越近而依次减小。节点17接入专用工 程后，与节点17负荷无关支路的LMCC变化几乎也很小，这是因为在忽略损耗的情况下，节点 17增加负荷，对与它无关支路的负荷影响几乎为零，所以也不会对LMCC产生明显影响。
[0052] 将专用工程接入节点24后的LMCC如图6。通过图6可以看出当节点24接入专用工程 时，由于节点24自身的负荷水平较高，接入专用工程对其扩容时间影响较小，单位负荷的增 量成本也较小，故对其LMCC的影响程度要远小于节点17接入专用工程时对节点17LMCC的影 响。在节点24接入专用工程所需要的支路投资更少，也更加经济。
[0053] 对于本专用工程，本发明方法中的定价模式既考虑了投资回报率，又考虑了接入 工程对各节点的边际容量成本的影响，保证成本一定能够得到回收并实现盈利，风险较小。 同时，电网公司后续对电网投资的资金也得到了保障，保证了电能质量，在我国目前电力改 革的初期阶段，有利于促进电力行业的良性循环。
[0054]接入工程输电定价不仅要考虑到电网成本、电力需求、合理的收益，也要考虑到我 国电网的发展现状以及未来的发展方向，本发明方法通过容量电价来反映供求变化，主要 用于回收固定成本，有利于确保容量供应，提高可靠性。
[0055] 深度收费机制下的价格模型要包括扩容成本，故上节中计算得到的容量成本要记 入容量电价当中。由此，得出基于投资回报率的输电定价模型具体如下：
[0056]
[0057]通过计算可以得到深度回收机制下不同节点（节点17、节点24)接入专用工程的容 量电价分别为:28.66元/(kVA·月）、13.57元/(kVA·月）。
[0058]由此看出，节点17接入专用工程的容量电价高于节点24接入专用工程的容量电 价。这是由于节点17接入专用工程后，所有线路扩容成本变化和较大，导致专用工程接入后 的边际容量成本较大，故其所导致的容量电价也会上升。
【主权项】
1. 一种用户接入工程容量定价的方法，应用于配电系统中，其特征在于，该方法包括W 下步骤： (1)根据系统中各节点的负荷Si、支路上节点的分布情况W及等年值系数获取每个节点 的边际容量成本； (3)当系统中接入新工程进行扩容后，重新获取各节点的负荷Si; (3) 执行步骤(1)获取各节点在扩容后的边际容量成本； (4) 由各节点边际容量成本的变化量AClmcc.i得到扩容后系统边际容量成本的变化量 A C，从而得到扩容后所产生的总容量成本％; (5) 将扩容后所产生的总容量成本W容记入容量电价当中，得出基于投资回报率的输电 定价模型。2. 根据权利要求1所述的用户接入工程容量定价的方法，其特征在于，所述获取节点的 边际容量成本，包括W下步骤： (1) 根据系统中各节点的负荷SiW及关联矩阵E获取每个支路上的负荷，所述关联矩阵 根据各支路上的节点分布情况确定； (2) 利用折现率r计算等年值系数α，所述等年值系数α是指约定年限m内等额回收的初 始投资额的比例系数； (3) 对于任意节点i，根据节点所在支路的支路容量Pfax、负荷功率門计算单位负荷的增 量成本Δ Ci; (4) 对于任意节点i，根据系统中所有节点的单位负荷增量成本计算节点i的边际容量 成本ClMCC . i。3. 根据权利要求2所述的用户接入工程容量定价的方法，其特征在于，所述支路上的负 荷通过W下公式计算： 泣=S X E 式中，S为节点负荷矩阵，S = [Si，S2，…Si…Sn]，Si为节点i的负荷，η为系统中节点的个 数;Ε为ηΧη的关联矩阵，当第i节点负荷电流流经线路j时，其矩阵元素 E(j，i)为1，反之不 流经则为0。4. 根据权利要求2所述的用户接入工程容量定价的方法，其特征在于，所述等年值系数 α的计算公式为：5. 根据权利要求2所述的用户接入工程容量定价的方法，其特征在于，所述单位负荷的 增量成本A Cl的计算公式为：式中，d为负荷年增长率。6. 根据权利要求2所述的用户接入工程容量定价的方法，其特征在于，任意节点i的边 际容量成本Clmcc.i的计算公式为：7.根据权利要求1至6中任意一项所述的用户接入工程容量定价的方法，其特征在于， 所述输电定价模型为：
【文档编号】G06Q30/02GK105976206SQ201610304639
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】李扬, 陈昕儒, 吴奇珂, 姜子卿
【申请人】东南大学