专利名称：一种电力系统差异化规划经济性评估方法
技术领域：
本发明属于电力系统的差异化规划领域，特别涉及一种电力系统差异化规划经济性评估方法。
背景技术：
由于不同线路所处的地理位置和外界气象条件等因素的不同，在面临自然灾害时所需要拥有的坚强程度也各异。电网的差异化规划就是对不同线路、不同区段进行差异化设计，对重要线路进行改造或提高设计标准，形成在重大自然灾害发生时能保证重要负荷持续供电的最小核心骨干网架。近年来，极端自然灾害导致影响电网安全运行和正常供电的事件频繁发生，造成巨大的经济损失和严重的社会影响。对电网进行差异化设计，构建核心骨干网架，增强电网抗击自然灾害的能力逐渐受到人们的重视，但是无论是改造线路或是提高设计标准都伴随着建设成本的增加，因此必须对差异化规划后的电网进行经济性评估。目前已有的经济性评估方法都是针对常规的电网规划而言的。张焰在期刊《电力系统自动化》1999，23 (15) :33-36发表的《电网规划中的可靠性成本_效益分析研究》将电网的可靠性用缺电成本，亦即由于电力供应不足或中断引起用户缺电、停电而造成的经济损失来表示，对电网可靠性实现了量化，把可靠性成本与可靠性效益统一在电网的经济性上，实现电网规划的经济性最优。该方法的不足之处在于只注重电网投资的一次成本和局部效益，对电网规划的长期性和资金的时间因素考虑不足。柳璐等在期刊《电力系统自动化》2012，36 (15) :45_50发表的《基于全寿命周期成本的电力系统经济性评估方法》将全寿命周期成本理论的运用由单个设备扩大到整个电力系统，建立了一个针对电力系统整体的三维全寿命周期成本模型。该方法克服了当前电力系统经济性评估中忽视长期成本、注重短期投资的不足，但是只适用于常规的电网规划经济性评估，对电网差异化规划后在灾害场景下的特殊运行模式考虑不足。考虑到差异化规划后电网的特殊性，常规电网规划的经济性评估方法对差异化规划后电网的经济性评估并不完全适用。随着国家电网公司《电网差异化规划设计指导意见》的下发，差异化规划设计逐渐用于指导电网规划和改造，迫切需要在已有的研究成果的基础上探索一种新的适用于差异化电网规划的经济性评估体系和评估方法。
发明内容
针对背景技术存在的问题，本发明提供一种电力系统差异化规划经济性评估方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种电力系统差异化规划经济性评估方法，包括以下步骤；步骤1、确定核心骨干网架；明确电网差异化规划后在灾害场景下的运行模式，在灾害场景下电网结构由差异化线路组成，即仅剩下核心骨干网架稳定运行；
步骤2、根据电网差异化规划经济成本要素建立基于差异化全寿命周期成本的经济性评估体系，包括差异化成本和差异化效益；差异化成本包括核心骨干网架的新建成本和对原有电网提高标准的改造成本，具体包括差异化投资成本、差异化运行成本、差异化维护成本和差异化报废成本；差异化效益为“无差异化设计”时发生灾害可能造成的损失，即“减损”效益，包括直接效益和间接效益；步骤3、分别计算差异化成本和差异化效益3.1、计算差异化投资成本Cl，计算过程中，将所有投资折算为单位线路新增成本与线路长度的乘积Cl = CiXli (I)其中，Ci为第i条强化线路的单位新增成本，Ii为线路长度；3. 2、计算差异化运行成本CO和差异化维护成本CM，按差异化投资成本百分比进行计算CCHCM = K1CI (2)其中，K1为运行维护比例系数； 3.3、计算差异化报废成本⑶CD = ^ J2 =K2C1-J^LfP)
I l+r j其中，&为处理成本；f2为残值；K2为处理系数；r为年均折旧系数,N为寿命周期；3. 4、计算直接经济效益B1 B1 = Bn+B12+B13 (4)B11 = CF =C' jXli (5)B12 = (λ3_λ2) ΧΙ^ΧΤ+(λ2_λ) XL1XT (6)B13 = ( λ 3_ λ 2) X L2 X T+ ( λ 2- λ ) X L2 X T (7)其中，B11, B12, B13分别表示电力设施抢修费用、重要负荷与电源保障收益、一般负荷与电源保障效益；CI'为不进行差异化规划时的初始投资，C' i为第i条强化线路不进行差异化规划时所需的单位投资，Ii为线路长度；λ 3为电力公司的售电电价；λ 2为发电公司的上网电价；λ为发电成本；Li为保障的重要负荷数；L2为保障的一般负荷数；T为灾害场景下期望停电时间；3. 5、计算间接经济效益B2 B2 = B1B1Ja2B13 (8)其中，B1为重要负荷与电源的保障系数，a2为一般负荷与电源的保障系数；步骤4、建立经济性评估模型，包括建立设备级经济性评估模型或建立系统级经济性评估模型，具体包括(I)确定多设备运行时的寿命周期N设定差异化设计后的设备I最先投运，其使用寿命周期为N1, At1为设备I相对于自身的投运时间差，At1 = O,其他设备相对于设备I投运时间差分别为At2,
，Δ tm，使用寿命周期分别为N2, N3,…，Nm，则寿命周期N为N = max ( Δ !^+N1, Δ t2+N2,…，Δ tm+Nm) (9)
( 2 )建立设备级经济性评估模型设定自然灾害发生在寿命周期内的第k年，k=l，2，…，N，N为单个设备的研究周期，则设备α在第k年的差异化累计成本F(a，k)为
权利要求
1.一种电力系统差异化规划经济性评估方法，其特征在于包括以下步骤； 步骤1、确定核心骨干网架；明确电网差异化规划后在灾害场景下的运行模式，在灾害场景下电网结构由差异化线路组成，即仅剩下核心骨干网架稳定运行； 步骤2、根据电网差异化规划经济成本要素建立基于差异化全寿命周期成本的经济性评估体系，包括差异化成本和差异化效益； 差异化成本包括核心骨干网架的新建成本和对原有电网提高标准的改造成本，具体包括差异化投资成本、差异化运行成本、差异化维护成本和差异化报废成本； 差异化效益为“无差异化设计”时发生灾害可能造成的损失，即“减损”效益，包括直接效益和间接效益； 步骤3、分别计算差异化成本和差异化效益 .3.1、计算差异化投资成本Cl，计算过程中，将所有投资折算为单位线路新增成本与线路长度的乘积 Cl = CiXli (I) 其中，Ci为第i条强化线路的单位新增成本，Ii为线路长度。
.3.2、计算差异化运行成本CO和差异化维护成本CM，按差异化投资成本百分比进行计算 CO+CM = K1CI (2) 其中，K1为运行维护比例系数； .3.3、计算差异化报废成本⑶
2.根据权利要求1所述的一种电力系统差异化规划经济性评估方法，其特征在于所述自然灾害年均发生概率的计算公式如下 P(ISi)=IAi (16) P(I ^ i)表示每年大于等于给定强度i的灾害发生概率A表示灾害重现期； 特定强度范围内的灾害年均发生概率的计算公式为P(I1 ^ I ^ i2) =P(I ^ I1)-P(I ^ i2) (17) 其中，Pai≤I≤i2)表示灾害强度不低于I1但小于i2的灾害发生概率，为区间概率。
3.根据权利要求1或2所述的一种电力系统差异化规划经济性评估方法，其特征在于所述差异化投资成本包括强化设备投资、强化设计技术投资、差异化工程建设投资、新增投递成本； 所述差异化运行成本包括人工成本、能源损耗费用、材料、机器台班费； 所述差异化维护成本包括设备维护费用、维修费用； 所述差异化报废成本包括处理成本、残值； 所述直接效益包括电力设施抢修费用、重要负荷与电源保障收益、一般负荷与电源保障收益； 所述间接效益包括社会救援费、重要负荷赔偿费、防止衍生灾害、隐性社会效益。
全文摘要
本发明公开了一种电力系统差异化规划经济性评估方法。该方法基于大电网差异化规划的原则和要求，综合全寿命周期成本理论和灾害经济学中的“有无对比”原理，提出一套差异化全寿命周期成本效益经济评估体系，综合考虑差异化规划的加强成本、减损效益、灾害发生时间和概率，提出了累计加强成本、期望净收益和收益成本比三个经济性评估指标；综合考虑不同设备使用寿命和投运时间的差异，通过确定统一的时间周期，实现了差异化规划从设备级(单元件)到系统级(多元件)的经济性评估。本方法对电网差异化规划中加强设备的选择和设计标准的确定以及经济最优差异化规划方案的比选都具有重要的指导意义。
文档编号G06F19/00GK103065057SQ20131002980
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者刘涤尘, 吴军, 宋春丽, 董飞飞, 赵一婕, 潘旭东, 王浩磊 申请人:武汉大学