一种配电网合同能源成本计算方法与流程

本发明涉及合同能源管理领域，具体地说是一种配电网合同能源成本计算方法。

背景技术：

在现状配电网发展过程中，合同能源管理概念引入较少，反馈型投资管理没有形成完善的体系。合同能源成本中，除了设备投入、改造停产、维护开支等已量化成本外，买卖两方公司仍面临社会类、风险类、发展类非量化概率风险成本。亟需结合配网发展指标及相应风险提出一种将风险概率量化至成本的合同能源成本计算方法。

技术实现要素：

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种能对配电网合同能源项目进行全层面(包括概率风险)成本进行量化计算的方法。

本发明采用的技术方案如下：一种配电网合同能源成本计算方法，其对于配电网合同能源项目，采用可见成本与概率风险成本综合的方式进行成本计算，对于可见成本，直接求取年化成本；对于概率风险成本，通过纯概率风险项目计算及需要配网适应性评价的概率风险项目计算得到年化成本，综合后形成配电网合同能源年化成本。

进一步地，对于概率风险成本，采用改进的tsallis交叉概率成本模型进行量化计算，计算中将纯概率风险成本与需要配网适应性评价的项目概率风险成本分别计算，采用以下模型构成其对成本的影响：

cij＝gij·pij·rij·bij，

式中，一个合同能源项目实施后，可能成本因素gij在其对应发生成本概率pij情况下，对于最大成本量bij的隶属评价为rij；

采用g＝{g1,g2,...,gn}表示一个合同能源项目中的n种成本因素；

考虑针对某一个可能成本因素gij，其出现概率分布p＝{p1,p2,...,pn}及

q＝{q1,q2,...,qn}两种概率分布，其中，其交叉概率分布综合概率熵为p^*：

建立单项最大成本矩阵bn＝{b1,b2,...,bn}，针对单一成本因素，建立其对项目造成的最大成本值，依照发生最严重问题时的损失或成本给出；

建立评价矩阵r＝[rij]m×n，作为前述每个指标评价矩阵，矩阵采用离散模糊隶属度的评判法，m＝6，γr＝[0,0.2,0.4,0.6,0.8,1]，rij∈[0,1]，即计算各子项后分区间划分结果，第i个子项分项评价使用小于1的数进行分级；隶属度的评判主要针对项目实施过程中造成的成本影响等级进行分度和计算，最终进行加和；

在采用熵来计算相关问题评价权时，采用以下方式，其中，wi为评价权，

如前述g＝{g1,g2,...,gn}表示一个合同能源项目中的n种成本因素，单一因素gi纵向分为m个维度，gi＝{gi1,gi2,...,gim}，表示对于因素集g取熵，具体表示如下：

其中单一项gi以正负效果不同分别表示为

各项指标的熵值表示为ei：

进一步地，在计算合同能源项目风险性成本发生情况时，对于不需客观评价或计算的纯概率风险项，采用以下成本估算方式计算年化成本

其中，p(i)＝p'，p'为相关成本风险发生概率，其为一个随项目时间i推进递增的函数；将风险成本平均到第i年，设项目持续n年，且n＝ted；

对于需要由计算底层配网适应性来进行概率、风险、时间评价的项，主要包括能耗适应性及安全适应性，其评价过程中，先采用改进概率熵评估法计算出项目需要作出变更的时间点t1，再根据相关耗损计算年化成本

t1＝ω(p(i),q(i))，

其中，cfa为项目不符合适应性指标后，更换设备或服务所需的费用；ω(p(i),q(i))为合同能源项目中止及续用改进评价模型，用于计算项目中止时间t1；q'＝q(i)是一个随项目时间i推进递增的概率函数，与p'＝p(i)是作用于同一个子项的两类不同概率分布；cii为单一合同能源项目一次性费用折至第i年的折旧成本。

进一步地，所述合同能源项目中止及续用改进评价模型如下：

对于配电合同能源项目，共有j项设备及n-j项服务，项目投产时间为t0，项目整体生命周期预计为ted，在项目运行期间，计算项目成本熵与阀值的关系，当成本熵超过阀值时，表示相关合同能源项目在各方面性能已经不能适应生产需求，对于能耗概率适应性，成本熵与阀值交点时间为ta；对于可靠性适应性，成本熵与阀值交点时间为tb；

对于生产发展过程中，社会对于节能性能的要求越来越高，对牵涉的第i年，第j项设备能耗合理要求实际运行中能耗为h’ij，考虑正、负面情况，对设备能耗要求序列及实际能耗序列决策差额记为：u＝(uij)，其中单一项uij以正负效果不同分别表示为：

对于节能情况单一熵值表示为：

考虑多概率交叉及评价矩阵后，对于政策要求能耗降低的概率为p，合同能源项目在过程中耗能上升概率为q，其出现概率分布p＝{p1,p2,...,pn}及q＝{q1,q2,...,qn}两种概率分布，其中，其交叉概率分布综合概率为p^*：

建立评价矩阵rm×n＝[rij]m×n，作为前述每个指标评价矩阵，矩阵采用离散模糊隶属度的评判法，采用m＝6，共6个维度隶属度γr进行计算，γr＝[0,0.2,0.4,0.6,0.8,1]，rij∈[0,1]，对于耗能情况，将政策概率折算如项目，得到评价权如下：

其中，wi^h为第i年能耗评价权，综合考虑政策控制加紧及项目效果减弱，将政策要求计算入项目过程中，故评价门槛可以采用即项目合同能源进行上一年评价权与合同能源进行第一年评价权w1^h的均值；

当时，即某年起合同能源项目的能耗不适应政策或设备要求，考虑临界求解i∈实数，记其时间i为ta。

进一步地，对于配网相关安全性特征指标，由于合同能源项目进行改造或服务介入后会产生相应的干扰或变化，对牵涉的第i年，第j项设备或服务来说，需要考虑yi1项目中变压器n-1不通过数量，yi2为项目中线路n-1不通过数量，yi3为项目中变压器重载数量，yi4为项目中线路重载数量，yi5为项目中网损功率，yi6为项目中涉及的地区平均停电时间，yi7为项目中涉及的地区电压不合格时间；

建立评价矩阵作为前述每个指标评价矩阵，矩阵采用离散模糊隶属度的评判法，通常采用m＝6，共6个维度隶属度γy进行计算，γy＝[0,0.2,0.4,0.6,0.8,1]，rij∈[0,1]，对于配网合同能源项目下yij∈{yi1,yi2,...,yi7}，采用逐年电气计算及仿真的方式计算出各项指标逐年改造情况下最大隐患值yij，建立矩阵其中，为项目地区第i年第j项指标不改造情况下最大隐患值；决策差额记为：其中单一项表示为：

对于安全情况单一熵值表示为：

考虑对于不同设备在区域内项目前后效果对照，结合经验给出可能的隐患出现评价集计算第i年配网运行安全性上合同能源项目评价权如下：

其中，wi^s为第i年配网运行安全评价权，由专家经验形成评价门槛曲线其随着电网发展要求逐步提高，当时，即某年起合同能源项目的配网可靠性不适应运行要求，考虑临界求解i∈实数，记其时间i为tb。

进一步地，对于配电合同能源项目，共有j项设备及n-j项服务，项目投产时间为t0，项目整体生命周期预计为ted，在项目运行期间，计算项目成本熵与阀值的关系，当成本熵超过阀值时，表示相关合同能源项目在各方面性能已经不能适应生产需求，该点在时间轴上设为t1。

在实际工程使用中，当出现合同能源项目在某一评价方面负面指标超过门槛值时，虽不符合最优需求，但考虑到：1.若项目时间t<ted时，部分指标小范围超过门槛时，考虑到节能及设备的合理利用及更新费用较大，需要继续使用；2.若项目时间t>ted，相关负面指标仍在可控范围内，可以考虑继续使用相关设备或服务降低设备更换频率，节约成本。

对配网合同能源中能耗指标评价权与可靠性指标评价权作综合，得：

ω^s+ω^h＝1

其中，ω^s、ω^h为评价权比例，通过实际需求确定能耗评价权与安全性评价权在综合评价中的占比。

根据实际工程经验设置综合概率熵门槛：wi^e，当求解i∈实数，记其时间i为t1，t1<ted，说明在合同能源项目生命结束前，其相关服务或设备就需要进行更换，若运行时间t1>ted，则在(t1-ted)时间范围内，相关合同能源项目继续维持使用是合理的。随着工程时间推移，wi^e门槛允许值逐渐减小，代表对配网合同能源项目相关性质的要求越来越严格。

进一步地，政策风险成本包含政策对于专项配网节能设备使用补贴的减少ccut、现阶段设备的型号或等级在服役期内被淘汰credu、能源价格的变动影响cpri。

政策对于专项配网节能设备使用补贴的减少ccut在发生概率预测曲线pcut＝pcut(i)下，对于第i年合同能源项目造成的成本增加影响折算为

为单项最大成本矩阵，为补贴减少评价矩阵，gi为项目设备及服务集合，γr＝[0,0.2,0.4,0.6,0.8,1]。

考虑政策变化、节能要求提高及服务质量、设备老旧等因素，可能发生目前节能项目效益达不到届时节能需求的情况，造成设备在服役期内被淘汰造成成本credu项目，考虑发生概率predu下在项目设备或服务终止前t1被淘汰，折算为第i年风险成本

t1＝ω(p(i),q(i))

其中，为单项最大成本矩阵，为补贴减少评价矩阵，gi为项目设备及服务集合，γr＝[0,0.2,0.4,0.6,0.8,1]。cfa为项目不符合适应性指标后，更换设备或服务所需的费用，ω(p(i),q(i))为合同能源中止及续用改进评价模型，用于计算项目中止时间t1。q'＝q(i)是一个随项目时间i推进递增的概率函数，与p'＝p(i)是作用于同一个子项的两类不同概率分布。

考虑项目对能源价格的影响cpri，考虑相关项目改造造成某部分发电节点上网电价价高于基准上网价造成额外成本发生概率为ppri，由当年煤价影响平均上网电价表示平均上网电价正比于j个发电地点平均煤价，相关合同能源项目改造对于上网电价的差值所造成的发电成本增加额是第i年该项的能源价格风险成本。

其中，为煤均价与当年上网均价的对应关系，fk(t)＝pk为项目中改造的第k个发电节点的发电功率，单一合同能源项目共涉及m个发电节点改造，为第k个发电节点项目改造后上网电价。

本发明综合考虑熵权模型情况下引入tsallis交叉概率熵算法，并进行分类改进，针对配电网合同能源概率风险下出现的纯概率风险事件及需要配网适应性评价的概率风险项目建立一种针对配电网合同能源成本的评价模型，给出一种可量化合同能源管理支出依据。

附图说明

图1为本发明年化成本的组成结构图。

具体实施方式

下面结合说明书附图及具体实施方式对本发明进一步说明。

1.一次性设备投入折算

初始投资折算记及配电网节能设备的购置费、安装、建设费及初次安装及试运行发生的一次性费用(即测试费)，考虑电力设备使用年限不同，同一个合同能源项目中牵涉多类设备，采用折算到年的方式对相关设备进行费用同步。考虑安装、建设费及其他费用为单笔支付，设备购置为借、贷分期偿还性质，折算如下：

上式中，cii为单一合同能源项目一次性费用折至第i年的折旧成本，cd(j)为第j样设备的购置费，σ为银行利率，cb,ce,ct分别为建设费、安装费及测试费。

2.维护费用

检修维护成本为日常维护检修发生的成本，该成本可认为每年时基本相同的，表述如下：

cmi为当年例行维护成本，一年维护次数n次，cpmj为每项设备维护所开销的费用，cre为当年检修费。

3.折旧折算

合同能源项目设备报废或置换情况下，费用包括处置、残值、扩建差额三类费用；其中，由于匹配出现问题或技术老旧必须更新的情况下，扩建差额表示设备需要置换时当年一次折旧费与新换设备当年一次折旧费的差额。

cdi＝(cdis+cc+δcepd)/ted

cdi为报废成本平摊至当年，cdis为变压器处置费，cc为变压器残值，δcepd为扩建差额，ted为项目质量保证周期。

4.政策风险成本

政策风险成本主要针对社会发展过程中，国家政策影响甲方公司后，对于本次配电网合同能源项目可能会发生成本增加项。如：政策对于专项配网节能设备使用补贴的减少概率风险成本ccut、现阶段设备的型号或等级在服役期内被淘汰概率风险成本credu、能源价格的变动影响概率风险成本cpri。

政策对于专项配网节能设备使用补贴的减少的概率风险成本ccut在发生概率预测曲线pcut＝pcut(i)下，对于第i年合同能源项目造成的成本增加影响折算为:

为单项最大成本矩阵，为补贴减少评价矩阵，gi为项目设备及服务集合，γr＝[0,0.2,0.4,0.6,0.8,1]。

考虑政策变化、节能要求提高及服务质量、设备老旧等因素，可能发生目前节能项目效益达不到届时节能需求的情况，造成设备在服役期内被淘汰造成成本credu项目，考虑发生概率predu下在项目设备或服务终止前t1被淘汰，折算为第i年风险成本

t1＝ω(p(i),q(i))

其中，为单项最大成本矩阵，为补贴减少评价矩阵，gi为项目设备及服务集合，γr＝[0,0.2,0.4,0.6,0.8,1]。cfa为项目不符合适应性指标后，更换设备或服务所需的费用，ω(p(i),q(i))为合同能源中止及续用改进评价模型，用于计算项目中止时间t1。q'＝q(i)是一个随项目时间i推进递增的概率函数，与p'＝p(i)是作用于同一个子项的2类不同概率分布。

考虑项目对能源价格的影响cpri，考虑上相关项目改造造成某部分发电节点上网电价价高于基准上网价造成额外成本发生概率为ppri，由当年煤价影响平均上网电价表示平均上网电价正比于j个发电地点平均煤价，相关合同能源项目改造对于上网电价的差值所造成的发电成本增加额是第i年该项的能源价格风险成本。

其中，为煤均价与当年上网均价的对应关系，fk(t)＝pk为项目中改造的第k个发电节点的发电功率，单一合同能源项目共涉及m个发电节点改造，为第k个发电节点项目改造后上网电价。

5.配网节能策略风险成本

策略风险成本主要体现在乙方公司合同能源项目本身可能产生的风险成本，主要包括：节能效果与目标偏差过大造成的负利润成本cpofi、项目可能造成的政策处理困难或社会舆论概率风险成本cnews、项目引起的配网运行可靠性降低概率风险成本crun。

考虑到节能目标与原定目标差值成本cpofi在发生概率预测曲线ppofi＝ppofi(i)下，对于第i年合同能源项目造成的成本增加影响折算为:

为单项最大成本矩阵，为节能不达标风险评价矩阵，为项目预期节能效益，γr＝[0,0.2,0.4,0.6,0.8,1]。

运营中由于社会舆论造成的损耗成本cnews，在发生概率预测曲线pnews＝pnews(i)下，对于第i年合同能源项目造成的成本增加影响折算为

为单项最大成本矩阵，为人工操作风险评价矩阵，gi为项目设备及服务集合，γr＝[0,0.2,0.4,0.6,0.8,1]。

运营中发生的人员操作造成的损耗成本crun在发生概率预测曲线prun＝prun(i)下，对于第i年合同能源项目造成的成本增加影响折算为

为单项最大成本矩阵，为人工操作风险评价矩阵，gi为项目设备及服务集合，γr＝[0,0.2,0.4,0.6,0.8,1]。

6.运营风险成本

运营风险体现在运维过程中可能发生的项目风险，包括：精细化设备损坏风险成本ccruk、设备操作与传统不同产生的人员操作失误风险成本cman。在项目运营过程中，对于n个配网加装的设备第i年损坏概率为pcruk，风险成本配网增加节能设备产生的人员操作失误第i年损坏概率为pcruk，风险成本

对于运营中发生精细化设备损坏概率成本ccruk，在发生概率预测曲线pcruk＝pcruk(i)下，对于第i年合同能源项目造成的成本增加影响折算为:

为单项最大成本矩阵，为操作风险评价矩阵，gi为项目设备及服务集合，γr＝[0,0.2,0.4,0.6,0.8,1]。

运营中发生的人员操作造成的损耗成本cman在发生概率预测曲线pman＝pman(i)下，对于第i年合同能源项目造成的成本增加影响折算为

为单项最大成本矩阵，为人工操作风险评价矩阵，gi为项目设备及服务集合，γr＝[0,0.2,0.4,0.6,0.8,1]。

7.综合年化成本计算

配电网节能合同能源年化综合成本包括以下几类：

一次性设备投入折算第i年的折旧成本cii；

例行维护成本cmi；

设备报废成本平摊至当年cdi；

政策风险成本，包括：专项配网节能设备使用补贴的减少概率风险成本ccutⁱ、现阶段设备的型号或等级在服役期内被淘汰概率风险成本creduⁱ、能源价格的变动影响概率风险成本cpriⁱ；

配网节能策略风险成本，包括：节能效果与目标偏差过大造成的负利润成本cpofiⁱ、项目可能造成的政策处理困难或社会舆论概率风险成本cnewsⁱ、项目引起的配网运行可靠性降低概率风险成本crunⁱ；

运营风险成本，包括：精细化设备损坏概率风险成本ccrukⁱ、设备操作与传统不同产生的人员操作失误概率风险成本cmanⁱ。

配网合同能源项目年化成本综合表示为：

配网合同能源项目全过程成本为：