一种电力单位可避免成本模型、电力可避免成本模型的制作方法

本发明涉及电网规划计算技术领域，特别涉及一种电力单位可避免成本模型、电力可避免成本模型。

背景技术：

需求侧管理在有效缓解电力供应压力和促进节能减排方面的重要作用越来越受到人们的重视。2011年国家颁布了电力需求侧管理办法，对电网公司实施需求侧管理提出了刚性的考核要求，同时明确指出有序用电效果不纳入需求侧管理考核范畴，电力需求侧管理已成为当前我国电网企业日常运营的重要内容。可避免成本的计算是需求侧管理项目评估的核心内容，科学合理的计算可避免成本是正确评估需求侧管理项目的关键，由于需求侧管理与所在国家、地区的政策、经济环境密切相关，目前关于我国需求侧管理中可避免成本的计算缺乏系统的理论方法，特别是对于电网环节的可避免成本往往难于计算。目前有的可避免成本研究把单位可避免容量成本和单位可避免电量成本混为一谈，放在一起进行考虑，此外还有的研究对于电网侧可避免成本模型都只是给出大概构成，而没有具体到每个构成的单位可避免成本。

因此，如何提供一种电力可避免成本模型、电力可避免成本模型，能够对现有的需求侧管理进行基础的合理的计算理论支撑，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电力可避免成本模型、电力可避免成本模型，能够对现有的需求侧管理进行基础的合理的计算理论支撑。其具体方案如下：

第一方面，本发明提供一种电力单位可避免成本模型，包括：发电单位可避免成本模型、供电单位可避免成本模型；

所述发电单位可避免成本模型，包括：发电可避免电量成本模型、发电单位可避免容量成本模型；

cg＝c1p+c2p；其中cg为发电单位可避免成本模型；c1p为发电可避免电量成本模型、c2p为发电单位可避免容量成本模型；

所述供电单位可避免成本模型，包括：供电单位可避免容量成本模型、供电单位可避免电量成本模型；

ct＝c7p+c10p；其中，ct为供电单位可避免成本模型，c7p为供电单位可避免容量成本模型、c10p为供电单位可避免电量成本模型。

优选地，

所述发电可避免电量成本模型，包括：单位可避免燃料成本模型、单位可避免环境成本模型；

c1p＝c3p+c4p；其中，c3p为单位可避免燃料成本模型；c4p为单位可避免环境成本模型；

所述发电单位可避免容量成本模型为单位可避免机组成本模型；

其中，c5p为单位可避免机组成本模型。

优选地，所述单位可避免环境成本模型，包括：单位可避免co2排放成本模型、单位可避免so2排放成本模型、单位可避免nox排放成本模型；

c4p＝c4p_co2+c4p_so2+c4p_nox；其中，c4p_co2为单位可避免co2排放成本模型；c4p_so2为单位可避免so2排放成本模型；c4p_nox为单位可避免nox排放成本模型。

优选地，所述单位可避免co2排放成本模型为：

c4p_co2＝b×k×ωc×λc×βco2×pco2；其中，ωc＝0.65为煤炭含碳率；λc＝0.95为c释放率；βco2＝3.677为c-co2转化率；pco2为排放单位co2所征收的排放费。

优选地，所述单位可避免so2排放成本模型：

c4p_so2＝gso2×pso2；其中，gso2为so2排放率，即每发一度电so2的排放量；pso2为so2排污价格。

优选地，所单位可避免nox排放成本模型：

c4p_nox＝gnox×pno2；其中，gnox为排放率，即每发一度电nox的排放量；pnox为nox排污价格。

优选地，

所述供电单位可避免容量成本模型，包括：输配电单位可避免容量成本模型、维护检修单位可避免容量成本模型；

c7p＝c8p+c9p；其中，c8p为输配电单位可避免容量成本模型，c9p为维护检修单位可避免容量成本模型；

供电单位可避免电量成本模型为购电单位可避免电量成本模型；

c10p＝c11p；其中，c11p为购电单位可避免电量成本模型。

优选地，

所述输配电单位可避免成本模型计算公式如下：

c8p＝a×γ；

其中，c8p为输配电单位可避免容量成本模型；a为输配电单位投资年金；γ为输配电分配因子。

优选地，

所述维护检修单位可避免容量成本模型：

其中：pl为线路负荷；r为线路使用寿命年限；hn为第n年维护检修成本模型；i为折现率；

购电单位可避免电量成本模型为发电公司的上网电价。

第二方面，本发明提供一种电力可避免成本模型模型，应用上述第一方面中所述的电力单位可避免成本模型模型，包括：发电可避免成本模型、供电可避免成本模型、社会可避免成本模型；

所述发电可避免成本模型为：

其中：b1为发电可避免成本模型；c1p为发电单位可避免电量成本模型；c2p为发电单位可避免容量成本模型；λ为发电厂用电率；μ为电力系统输配电损失率；ε为电力系统备用容量系数；

所述供电可避免成本模型为：

其中：b2为供电可避免成本模型；c8p为输配电单位可避免容量成本模型；c9p为维护检修单位可避免容量成本模型；c10p为供电单位可避免电量成本模型。

所述社会可避免成本模型为：

其中，b3为社会可避免成本模型，e为年节电量，p为削减最大高峰负荷，pk为k时刻削减的负荷量。

本发明提供一种电力单位可避免成本模型，包括：发电单位可避免成本模型、供电单位可避免成本模型；所述发电单位可避免成本模型，包括：发电可避免电量成本模型、发电单位可避免容量成本模型；cg＝c1p+c2p；其中cg为发电单位可避免成本模型；c1p为发电可避免电量成本模型、c2p为发电单位可避免容量成本模型；所述供电单位可避免成本模型，包括：供电单位可避免容量成本模型、供电单位可避免电量成本模型；ct＝c7p+c10p；其中，ct为供电单位可避免成本模型，c7p为供电单位可避免容量成本模型、c10p为供电单位可避免电量成本模型。本发明提供的电力单位可避免成本模型，包括发电单位可避免成本模型，供电单位可避免成本模型，相比现有技术中的成本模型，具有更详细和合理的层次，能够对现有的需求侧管理进行基础的合理的计算理论支撑，有利于我国需求侧管理项目成本模型效益评估体系的完善，并可为我国电网的规划和运行提供准确而全面的量化依据，推动需求侧管理在我国的发展。

本发明提供电力可避免成本模型，也具有上述的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种电力单位可避免成本模型的组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种电力单位可避免成本模型的组成示意图。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明实施例提供一种电力单位可避免成本模型100，包括：发电单位可避免成本模型110、供电单位可避免成本模型120；所述发电单位可避免成本模型110，包括：发电可避免电量成本模型、发电单位可避免容量成本模型；cg＝c1p+c2p；其中cg为发电单位可避免成本模型；c1p为发电可避免电量成本模型、c2p为发电单位可避免容量成本模型；所述供电单位可避免成本模型120，包括：供电单位可避免容量成本模型、供电单位可避免电量成本模型；ct＝c7p+c10p；其中，ct为供电单位可避免成本模型，c7p为供电单位可避免容量成本模型、c10p为供电单位可避免电量成本模型。

进一步地，所述发电可避免电量成本模型，可以包括：单位可避免燃料成本模型、单位可避免环境成本模型；

c1p＝c3p+c4p；其中，c3p为单位可避免燃料成本模型；c4p为单位可避免环境成本模型；

所述发电单位可避免容量成本模型为单位可避免机组成本模型；

其中，c5p为单位可避免机组成本模型。

具体地，实施需求侧管理可以使发电公司减少燃料费用、机组投资费用和因排放气体而造成环境污染的补偿费用，其中避免的燃料费用和环境污染补偿费用是由于电量消耗的减少，而避免的机组投资费用是由于电力需求的降低，所以可将发电单位可避免成本分为发电可避免电量成本和发电单位可避免容量成本两方面来考虑，如下式(1)、式(2)所示。

发电单位可避免电量成本：

c1p＝c3p+c4p(1)

发电单位可避免容量成本：

c2p＝c5p(2)

其中，c3p为单位可避免燃料成本；c4p为单位可避免环境成本；c5p为单位可避免机组成本。

在一种具体实施方式中，单位可避免燃料成本为：

c3p＝b×k×c6p(3)

式中：b为单位发电煤耗；k为标准煤折发电燃煤的折标煤系数；

c6p为单位燃料成本。

在本发明的又一种具体实施方式中，所述单位可避免环境成本模型，包括：单位可避免co2排放成本模型、单位可避免so2排放成本模型、单位可避免nox排放成本模型；

c4p＝c4p_co2+c4p_so2+c4p_nox；其中，c4p_co2为单位可避免co2排放成本模型；c4p_so2为单位可避免so2排放成本模型；c4p_nox为单位可避免nox排放成本模型。

具体地，所述单位可避免co2排放成本模型为：

c4p_co2＝b×k×ωc×λc×βco2×pco2；其中，ωc＝0.65为煤炭含碳率；λc＝0.95为c释放率；βco2＝3.677为c-co2转化率；pco2为排放单位co2所征收的排放费。

具体地，所述单位可避免so2排放成本模型：

c4p_so2＝gso2×pso2；其中，gso2为so2排放率，即每发一度电so2的排放量；pso2为so2排污价格。

具体地，所单位可避免nox排放成本模型：

c4p_nox＝gnox×pno2；其中，gnox为排放率，即每发一度电nox的排放量；pnox为nox排污价格。

一般地，在火力发电的过程中，燃烧化石燃料会产生尘埃、二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳，这些排放物会对环境产生一定的影响。根据我国相关政策，目前对于排放so2和nox的企业需要征收排污费。此外我国碳交易市场正逐步建立，以后将通过征收碳税来督促企业减少co2排放。故在计算单位可避免环境成本时考虑co2、so2和nox这三种排放物。

单位可避免环境成本为：

c4p＝c4p_co2+c4p_so2+c4p_nox(4)

式中：c4p_co2为单位可避免co2排放成本；c4p_so2为单位可避免so2排放成本；

c4p_nox为单位可避免nox排放成本。

单位可避免co2排放成本

单位可避免co2排放成本为：

c4p_co2＝b×k×ωc×λc×βco2×pco2(5)

式中：ωc＝0.65为煤炭含碳率；λc＝0.95为c释放率；βco2＝3.677为c-co2转化率；pco2为排放单位co2所征收的排放费，假设为0.04￥/kg。

单位可避免so2排放成本

单位可避免so2排放成本：

c4p_so2＝gso2×pso2(6)

式中：gso2为so2排放率，即每发一度电so2的排放量；pso2为so2排污价格。

煤炭中的全硫分包括有机硫、硫铁矿和硫酸盐，前两种为可燃性硫，燃烧后生成二氧化硫，第三种为不可燃性硫，列入灰分。通常情况下，可燃性硫占全硫分的70％～90％，平均取80％。根据硫燃烧的化学反应方程式可以知道，在燃烧中，可燃性硫氧化为二氧化硫，1克硫燃烧后生成2克二氧化硫，其化学反应方程式为：s+o2＝so2。

根据上述化学反应方程式，燃煤产生的二氧化硫排放率计算式如下：

gso2＝2×80％×b×k×s(7)

式中：s——煤中的全硫分含量，取值为0.01；

so2排污费征收额＝1.2元×so2污染当量数；

so2污染当量值＝0.95千克；

则so2排污价格pso2＝1.2×(1/0.95)＝1.263元/千克。

单位可避免nox排放成本计算如下：

计算单位可避免nox排放成本的方法与计算单位可避免so2排放成本的方法类似，其表达式如下：

c4p_nox＝gnox×pno2(8)

式中：gnox为排放率，即每发一度电nox的排放量；pnox为nox排污价格。

煤炭在燃烧过程中产生的nox中约90％为no，其余主要是no2。煤炭燃烧时氮氧化物的排放率可用下式估算：

gnox＝1.63×b×k×(n×βnox+0.000938)(9)

式中：n——燃煤中氮的含量，取为1.5％；

βnox——燃煤中氮的转化率，取为25％。

nox排污费征收额＝1.2元×nox污染当量数；

nox污染当量值＝0.95千克；

则nox排污价格＝1.2×(1/0.95)＝1.263元/千克。

单位可避免机组成本的计算如下：

单位可避免机组成本为：

式中：ri为第i台机组的价格；pi为第i台机组的容量；γ为分配因子，其等值于输配电分配因子，主要用于将电网不同时间节约的电力价值作区分，这里不做赘述。

在本发明的又一种具体实施方式中，供电单位可避免容量成本模型，包括：输配电单位可避免容量成本模型、维护检修单位可避免容量成本模型；

c7p＝c8p+c9p；其中，c8p为输配电单位可避免容量成本模型，c9p为维护检修单位可避免容量成本模型；

供电单位可避免电量成本模型为购电单位可避免电量成本模型；

c10p＝c11p；其中，c11p为购电单位可避免电量成本模型。

电网公司通过需求侧管理获得的利益来自避免的电网投资容量成本和电量成本。电网投资的容量成本主要是输配电投资费用和维护检修费用，而电网投资的电量成本主要是购电成本，故可得如下所示的供电单位可避免成本模型。

供电单位可避免容量成本c7p由两种单位可避免成本构成，即为输配电单位可避免容量成本c8p和维护检修单位可避免容量成本c9p。

供电单位可避免电量成本：

c10p＝c11p(11)

式中：c8p为输配电单位可避免容量成本；c9p为维护检修单位可避免容量成本；c11p为购电单位可避免电量成本。

在一种具体实施方式中，输配电单位可避免成本计算公式如下：

c8p＝a×γ；

其中，c8p为输配电单位可避免容量成本；a为输配电单位投资年金；γ为输配电分配因子。

具体地，由于在一个输配电容量富裕的电网内，增加1kw负荷的输送容量所需的费用仅仅是增加一些功率损失费用。而在一个输配电容量已经饱和的电网内，增加1kw负荷的输送容量就需要建设新的输变电设备。为了保持输配电单位可避免成本的相对稳定，可以先采用边际成本法来计算出输配电单位投资年金。电网的输配电系统主要是为应对高峰负荷而建的，通过实施需求侧管理措施在电网高峰时段和谷时段避免的投资是不一样的，所以有必要将输配电单位投资年金分配到各个时段。输配电单位可避免成本表达式如下：

c8p＝a×γ；

式中：c8p为输配电单位可避免容量成本；a为输配电单位投资年金；γ为输配电分配因子。

输配电单位投资年金计算公式如下：

a＝i×cr；

式中：i为输配电边际成本；cr为投资回收系数，t为设备的经济寿命。

输配电边际成本即根据某一时期输配电投资总和与所增加的总输配电容量之比求得增加单位输配电容量所需的平均输配电投资。

△pn为第n年增加的输配电容量：

△pn＝pn—pn-1(n＝1,2,…，m)

根据下式计算输配电边际成本i：

式中：in为第n年的输配电投资；i为折现率；m为计算年限。

则输配电单位投资年金a的计算式如下所示：

维护检修单位可避免容量成本的计算公式如下：

维护检修单位可避免容量成本：

式中：pl为线路负荷；r为线路使用寿命年限；hn为第n年维护检修成本；i为折现率。

优选地，

所述维护检修单位可避免容量成本：

其中：pl为线路负荷；r为线路使用寿命年限；hn为第n年维护检修成本；i为折现率；

购电单位可避免电量成本为发电公司的上网电价。

在本发明的又一具体实施方式中，本发明实施例提供一种电力可避免成本模型，应用上述第一方面中所述的电力单位可避免成本模型，包括：发电可避免成本、供电可避免成本、社会可避免成本；

电力公司是实施需求侧管理的主体，其通过需求侧管理项目避免相关投资获取收益，政府投入专项资金用以支持需求侧管理项目以获取社会效益，所以可避免成本模型从发电公司、电网公司和社会三方进行考虑。

具体地，发电可避免成本为：

其中：b1为发电可避免成本；c1p为发电单位可避免电量成本；c2p为发电单位可避免容量成本；λ为发电厂用电率；μ为电力系统输配电损失率；ε为电力系统备用容量系数；

所述供电可避免成本为：

其中：b2为供电可避免成本；c8p为输配电单位可避免容量成本；c9p为维护检修单位可避免容量成本；c10p为供电单位可避免电量成本。

所述社会可避免成本为：

其中，b3为社会可避免成本，e为年节电量，p为削减最大高峰负荷，pk为k时刻削减的负荷量。

本发明提供一种电力单位可避免成本模型，包括发电单位可避免成本模型，供电单位可避免成本模型，相比现有技术中的成本模型，具有更详细和合理的层次，能够对现有的需求侧管理进行基础的合理的计算理论支撑，有利于我国需求侧管理项目成本效益评估体系的完善，并可为我国电网的规划和运行提供准确而全面的量化依据，推动需求侧管理在我国的发展。

值得指出的是，在本发明中，构建了在电力系统的计算和规划中常用到的电力单位可避免成本模型、电力可避免成本模型，虽然本发明是成本模型的构建，但是，如果在一些电力系统的方法应用到本发明提供的成本模型，也属于本发明的保护范围。也就是说：本发明保护上述具体实施方式中的电力单位可避免成本模型、电力可避免成本模型的具体应用。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种电力单位可避免成本模型、电力可避免成本模型进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。