面向新型电力系统的电网投资综合效益评估方法与流程

本发明涉及电力系统中的投资评估领域，更具体地说，涉及一种面向新型电力系统的电网投资综合效益评估方法。

背景技术：

1、新型电力系统具备安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合四大重要特征。其中，安全高效是基本前提，清洁低碳是核心目标，柔性灵活是重要支撑，智慧融合是基础保障。

2、新型电力系统以新能源为供给主体，满足不断增长的清洁用电需求，具有高度的安全性、开放性、适应性。在安全性方面，新型电力系统中的各级电网协调发展，多种电网技术相互融合，广域资源优化配置能力显著提升；电网安全稳定水平可控、能控、在控，有效承载高比例的新能源、直流等电力电子设备接入，适应国家能源安全、电力可靠供应、电网安全运行的需求。在开放性方面，新型电力系统的电网具有高度多元、开放、包容的特征，兼容各类新电力技术，支持各种新设备便捷接入需求；支撑各类能源交互转化、新型负荷双向互动，成为各类能源网络有机互联的枢纽。在适应性方面，新型电力系统的源网荷储各环节紧密衔接、协调互动，通过先进技术应用和控制资源池扩展，实现较强的灵活调节能力、高度智能的运行控制能力，适应海量异构资源广泛接入并密集交互的应用场景。

3、新型电力系统配电网投资的侧重点和评价方式已发生变化，现有的电网投资综合效益评价体系已不能适应现行的发展需求。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种面向新型电力系统的电网投资综合效益评估方法，其能够有效实现准确的对电网新增投资项目取得的成效进行项目后评价及规划期评价。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种面向新型电力系统的电网投资综合效益评估方法，包括以下步骤：

3、s1、基础分析：基于新型电力系统的特征及要求，满足电网企业自身转运业务、低碳转型、数字化建设和技术升级等的实际需求，同时基于新型电力系统下电网典型新增投资的特点，从来源和功能设计电网典型新增投资类别；

4、s2、评估方法：围绕新型电力系统建设下典型项目的电网配套投资，基于全生命周期原理构建适应典型投资的经济效益模型，计算投资周期内现金流入及流出得到项目经济效益，针对电网典型新增投资所推动的社会效益进行分析，并且分别考虑电网投资的多元受益主体建立对于各类主体的社会效益模型，从可靠性效益、环境效益、拉动经济、促进就业方面量化测算社会总效益；

5、s3、进阶计算：基于收集的电网建设项目投资情况及项目运行指标的历史数据并导入数据，基于经济效益和社会效益评估方法基础上构建电网典型新增投资项目综合效益评估模型，计算该地区各个受益主体的经济与社会效益；

6、s4、评估结果：基于系统动力学刻画电网新增投资社会效益的传递路径，并计及不同项目的运营模式、碳减排量、国民经济消耗、人力需求的约束条件，基于所建综合效益评估模型，得到投资项目的综合效益评估结果，实现电网项目效益的全面准确评估量化。

7、按上述方案，所述步骤s1中，电网新增投资服务于常规转运业务，且符合新型电力系统建设的需求，服务于国家提出的政策。

8、按上述方案，所述步骤s2中，评估方法包括以下内容：

9、s201、新型电力系统下典型电网新增投资经济效益评估方法

10、新型电力系统建设下典型电网新增投资的经济效益模型如式(1)所示：

11、beco＝iall-call                  (1)

12、式中，beco为电网新增投资经济效益，iall表示全寿命周期内现金流入现值，call表示全寿命周期内现金流出现值；

13、经济效益评估计算公式如式(2)所示：

14、

15、式中，t表示年份，(ci-co)t表示第t年的净现金流量，irr表示内部收益率。

16、投资收益率为投资利润率，投资收益率为投资收益税后占投资成本的比率，具体计算公式如式(3)所示：

17、

18、式中，roi指投资收益率，ebit为年息税前利润，ti为项目总投资；

19、s202、分布式光伏推进下电网配套投资经济效益评估方法

20、分布式光伏推进下电网进行配套投资以推进分布式光伏的接网和保障用户的安全可靠用电，电网配套投资产生初始投资成本、运维成本，获得分布式电源过网费收入、容量备用费收入和可能的残值回收损益，如式(4)所示：

21、mg＝ies+iia+isr+irv-(cinvest+com+cep+cretirement)      (4)

22、式中，mg为分布式光伏接网配套投资下电网经济效益，ies为分布式光伏接网项目投资前后电网售电收入变化，iia为过网费收入，isr为容量备用费收入，irv为固定资产残值，cinvest为分布式光伏接网配套投资项目的初始投资成本，com为项目运维成本，cep为分布式光伏接网项目投资前后电网购电成本变化，cretirement为报废处置成本；

23、

24、式中，iia为过网费收入，为第t年第i电压等级第m类用户涉及的过网电量，i取值为1～5，分别代表1kv及以下、10kv、35kv、110kv、220kv电压等级，m取值为1～2，分别代表一般工商业、大工业用户类别，p'i,m为第i电压等级第m类用户接入的输配电价，p'max,dg为分布式发电市场化交易所涉最高电压等级输配电价；

25、

26、采取按容量计价时，容量备用费收入即备用容量电价收入，如式(6)所示，式中，m为月份，为第t年第m月用户的变压器容量或最大需量，为对应的容量备用费标准；

27、s203、新能源并网下电网配套投资经济效益评估方法

28、新能源并网下电网配套投资的经济效益由电网投资前后售电收入变化、购电成本变化、输配电收入变化和初始投资成本、运维成本、故障成本、报废处置成本、可再生能源大规模接网费收入以及残值回收损益构成：

29、mne＝ies+itd+iinte+irv-(cinvest+com+cep+cf+cretirement)    (7)

30、式中，mne为新能源并网下电网配套投资经济效益，ies为投资前后售电收入变化，itd为输配电业务收入变化，iinte为可再生能源大规模接网费收入，irv为固定资产残值，cinvest为项目的初始投资成本，com为项目运维成本，cep为投资前后购电成本变化，cf为项目的故障成本，cretirement为报废处置成本；

31、s204、电网侧储能项目新增投资电网经济效益评估方法

32、电网侧储能新增投资下电网经济效益通过储能建成后参与市场提供各项服务产生，电网作为投资主体需进行前期投入，获得储能运行产生的各项业务收入。

33、mch＝ias+irt+idc+irv-(cinvest+cpe+cre+com+cretirement)  (9)

34、式中，mch为电网侧储能新增投资的经济效益，ias为辅助服务收入，irt为每年通过容量出售或租赁获得的收益，idc为储能参与电力市场现货交易收入，irv为固定资产残值,cinvest为项目的初始投资成本，com为项目运维成本，cpe为充电成本，cre为替换成本，cretirement为报废处置成本；

35、

36、式中，cpe为充电成本，cch为度电充电成本，qe为储能容量，βe为储能项目充放电深度，φe为储能充放电效率；

37、

38、式中，cre为替换成本，cre,p为单位功率单次替换成本，wp为储能功率，n为替换发生时储能运行年数。

39、

40、式中，ias为辅助服务收入，qs为参与第s类辅助服务的电量，ps为第s类辅助服务的度电补偿水平。

41、

42、式中，irt为全寿命周期内储能通过容量租赁及出售收入，为每年通过容量出售或租赁获得的收入，m为储能电站的设计使用年限，为储能电站每年进行容量出售或租赁的管理费用。

43、

44、式中，idc为放电收益，qe为储能容量，pdc为放电价格，βe为储能项目充放电深度，φe为储能充放电效率，为储能电站每年参与电力市场的管理费用。

45、按上述方案，所述步骤s203中，可再生能源发电接网包括浅度接网、混合接网、深度接网三种；

46、所述浅度接网机制下可再生能源电厂只向电网缴纳连接公用电网费用；

47、所述混合接网机制下可再生能源电厂向电网缴纳连接公用电网费用和部分强化费用；

48、所述深度接网机制下可再生能源电厂向电网缴纳连接公用电网费用和全部的强化费用：

49、iinte＝iut+αhybrid×irein×(1+ic)-t              (8)

50、式中，iinte为可再生能源大规模接网费收入；iut为可再生电源点与公用变电站之间的并网线路费用；αhybrid为接网费系数，当αhybrid为0时接网为浅度接网，当αhybrid∈(0,1)时为混合接网，当αhybrid为1时为深度接网；irein为可再生电源接入带来的电网强化费用。

51、按上述方案，所述步骤s3中，新型电力系统下典型电网新增投资收益主体社会效益评估方法，包括以下步骤：

52、s301、电网新增投资下社会全体成员效益变化，新型电力系统下电网典型新增投资对社会全体成员产生的新增效益如式(15)所示：

53、

54、式中，为项目投资第t年的社会效益，为项目投资第t年的拉动经济效益，为项目投资第t年的促进就业的效益，为项目投资第t年的环境效益，为项目投资第t年的招商引资效益，btreliable为项目投资第t年的可靠性效益；

55、s302、电网新增投资下自建分布式用户效益变化，自建分布式光伏用户的效益模型如式(30)至式(34)所示：

56、btyh＝btreliable+btzj                  (30)

57、btzj＝btjs+btsd+btbt-cinvest-com             (31)

58、btjs＝qtpv×pe                     (32)

59、btsd＝qt'pv×psw                    (33)

60、btbt＝(qt'pv+qtpv)×pbt                (34)

61、式中，btyh表示第t年用户新增效益，btreliable表示第t年用户的可靠性效益，btzj表示第t年用户的经济效益。btzj表示第t年自建分布式光伏用户的经济效益，btjs表示第t年自建分布式光伏用户所节省的电费，btsd表示第t年自建分布式光伏用户的售电收入，pbt表示政府补贴分布式光伏发电项目的电价，ctpv表示第t年自建分布式光伏用户的建设成本；qtpv表示第t年自建分布式光伏自发自用电量，pe表示此用户对应电压等级的电价，qt'pv表示第t年除去自用之外多余的光伏发电量，psw表示上网电价，btbt表示第t年的政府补贴收益；

62、s303、电网新增投资下发电企业效益变化研究，新型电力系统下结合发电企业售电收入及新能源发电企业绿证交易收入建立发电企业效益模型如式(35)至(37)所示：

63、btfd＝btsd+btlz-ctfd                 (35)

64、btsd＝qtsd×psw                    (36)

65、btlz＝qtlz×ptlz                   (37)

66、式中，btfd表示第t年发电企业的总效益，btsd表示第t年发电企业的售电效益，btlz表示第t年新能源发电企业的绿证交易收入，ctfd表示第t年发电企业的成本，qtsd表示第t年发电企业比前一年多售出的电量，psw表示上网电价，qtlz表示第t年新能源发电企业所售出的绿证数量，ptlz表示第t年绿证的单价。

67、按上述方案，所述步骤s302中，拉动经济效益具体为：首先对电网投资项目的投资分解至各行业大类下的国民经济部门，计算电网投资项目在各部门的投资对国民经济各部门的消耗量，进而得到电网投资对各国民经济部门的拉动效益，如式(16)及(17)所示：

68、

69、

70、式中，bpull-direct为电网投资项目的直接拉动经济效益，cdirect,i为电网投资项目工程投资对第i国民经济部门的直接消耗，vi为各国民经济部门的投入产出增加值，bpull-complete为电网投资项目投资的完全拉动经济效益。

71、按上述方案，所述步骤s302中，基于项目投资对各国民经济部门消耗值，结合各行业劳动者报酬系数和各行业人员平均工资，计算电网新增投资项目投资促进就业的效益和新增的就业岗位，如式(18)至式(23)所示：

72、bwork＝bdirect+bindirect                  (18)

73、bdirect＝itotal×αhuman                   (19)

74、

75、qwork＝qdirect+qindirect                  (21)

76、qdirect＝itotal×αhuman÷phuman               (22)

77、

78、式中，bwork为项目投资促进就业的效益，bdirect为项目投资直接促进就业的效益，bindirect为项目投资间接促进就业的效益，qwork为项目投资新增就业人数，qdirect为项目投资直接新增就业人数，qindirect为项目投资间接新增就业人数，n取值为1～17，代表17个国民经济部门，itotal为项目总投资，αhuman为项目人员工资占比，phuman为项目人员平均工资，ci为项目建设投资对各国民经济部门的消耗值，wi为投入产出直接消耗系数表中各部门劳动者报酬系数，pi为各部门人员平均工资。

79、按上述方案，所述步骤s302中，电网投资项目节能减排产生的环境效益为二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物三者的治理费用之和，如式(24)所示：

80、

81、式中，为电网投资项目投资第i年产生的环境效益，为第i年二氧化碳减排效益，为第i年二氧化硫减排效益，为第i年氮氧化物减排效益，λcontribution为投资项目在污染物减排中的贡献系数，用光伏发电在上网环节的成本占全生产链成本的比例表示；

82、因节能减排而减少的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物排放量以煤电机组为计算标准，如式(25)至式(27)所示：

83、

84、

85、

86、式中，为第i年二氧化碳减排效益，为第i年二氧化硫减排效益，为第i年氮氧化物减排效益，qenvir为第i年节能减排电量，qcarbon,coal为单位火力发电的二氧化碳排放量，qsulfur，coal为单位火力发电的二氧化硫排放量，qnitric,coal为单位火力发电的氮氧化物排放量，ccarbon为单位二氧化碳的治理费用，csulfur为单位二氧化硫的治理费用，cnitric为单位氮氧化物的治理费用。

87、按上述方案，所述步骤s302中，利用各行业用户的新增产值和投入产出表来测量招商引资效益，如式(28)所示：

88、

89、式中，battract为电网投资项目投资招商引资的效益，δgi为新增第i行业的产值，vi为投入产出表中第i行业的增加值系数，ei为投入产出表中第i行业的电力投入系数。

90、按上述方案，所述步骤s302中，采用单位电量产生的地区生产总值作为社会效益的损失系数，对投资项目投资带来的可靠性效益进行计算，如式(29)所示：

91、breliable＝qtotal×(rt-rt-1)×pgdp             (29)

92、式中，breliable为电网投资项目投资产生的可靠性效益，qtotal为此投资地区的总用电量，rt为当年投资地区供电可靠率，rt-1为前一年投资地区供电可靠率，pgdp为单位电量产生的地区生产总值。

93、实施本发明的面向新型电力系统的电网投资综合效益评估方法，具有以下

94、有益效果：

95、本发明从来源和功能设计电网典型新增投资类别，从可靠性效益、环境效益、拉动经济、促进就业方面量化测算社会总效益，得到投资项目的综合效益评估结果，实现电网项目效益的全面准确评估量化。本发明促进了可再生能源消纳，降低了二氧化碳、二氧化硫及氮氧化物排放产生环境保护效益；分布式光伏推进下电网配套投资还不同程度上直接和间接地拉动了经济发展，促进了就业，具有良好的社会效益。