專利名稱：一種電力系統(tǒng)差異化規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的差異化規(guī)劃領(lǐng)域，特別涉及一種電力系統(tǒng)差異化規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法。
背景技術(shù)：
由于不同線路所處的地理位置和外界氣象條件等因素的不同，在面臨自然災(zāi)害時(shí)所需要擁有的堅(jiān)強(qiáng)程度也各異。電網(wǎng)的差異化規(guī)劃就是對(duì)不同線路、不同區(qū)段進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)，對(duì)重要線路進(jìn)行改造或提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，形成在重大自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)能保證重要負(fù)荷持續(xù)供電的最小核心骨干網(wǎng)架。近年來(lái)，極端自然災(zāi)害導(dǎo)致影響電網(wǎng)安全運(yùn)行和正常供電的事件頻繁發(fā)生，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響。對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)，構(gòu)建核心骨干網(wǎng)架，增強(qiáng)電網(wǎng)抗擊自然災(zāi)害的能力逐漸受到人們的重視，但是無(wú)論是改造線路或是提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都伴隨著建設(shè)成本的增加，因此必須對(duì)差異化規(guī)劃后的電網(wǎng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。目前已有的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法都是針對(duì)常規(guī)的電網(wǎng)規(guī)劃而言的。張焰在期刊《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》1999，23 (15) :33-36發(fā)表的《電網(wǎng)規(guī)劃中的可靠性成本_效益分析研究》將電網(wǎng)的可靠性用缺電成本，亦即由于電力供應(yīng)不足或中斷引起用戶缺電、停電而造成的經(jīng)濟(jì)損失來(lái)表示，對(duì)電網(wǎng)可靠性實(shí)現(xiàn)了量化，把可靠性成本與可靠性效益統(tǒng)一在電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性上，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。該方法的不足之處在于只注重電網(wǎng)投資的一次成本和局部效益，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的長(zhǎng)期性和資金的時(shí)間因素考慮不足。柳璐等在期刊《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》2012，36 (15) :45_50發(fā)表的《基于全壽命周期成本的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法》將全壽命周期成本理論的運(yùn)用由單個(gè)設(shè)備擴(kuò)大到整個(gè)電力系統(tǒng)，建立了一個(gè)針對(duì)電力系統(tǒng)整體的三維全壽命周期成本模型。該方法克服了當(dāng)前電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估中忽視長(zhǎng)期成本、注重短期投資的不足，但是只適用于常規(guī)的電網(wǎng)規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性評(píng)估，對(duì)電網(wǎng)差異化規(guī)劃后在災(zāi)害場(chǎng)景下的特殊運(yùn)行模式考慮不足?？紤]到差異化規(guī)劃后電網(wǎng)的特殊性，常規(guī)電網(wǎng)規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法對(duì)差異化規(guī)劃后電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估并不完全適用。隨著國(guó)家電網(wǎng)公司《電網(wǎng)差異化規(guī)劃設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見(jiàn)》的下發(fā)，差異化規(guī)劃設(shè)計(jì)逐漸用于指導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃和改造，迫切需要在已有的研究成果的基礎(chǔ)上探索一種新的適用于差異化電網(wǎng)規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估體系和評(píng)估方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)背景技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)差異化規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種電力系統(tǒng)差異化規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法，包括以下步驟；步驟1、確定核心骨干網(wǎng)架；明確電網(wǎng)差異化規(guī)劃后在災(zāi)害場(chǎng)景下的運(yùn)行模式，在災(zāi)害場(chǎng)景下電網(wǎng)結(jié)構(gòu)由差異化線路組成，即僅剩下核心骨干網(wǎng)架穩(wěn)定運(yùn)行；
步驟2、根據(jù)電網(wǎng)差異化規(guī)劃經(jīng)濟(jì)成本要素建立基于差異化全壽命周期成本的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估體系，包括差異化成本和差異化效益；差異化成本包括核心骨干網(wǎng)架的新建成本和對(duì)原有電網(wǎng)提高標(biāo)準(zhǔn)的改造成本，具體包括差異化投資成本、差異化運(yùn)行成本、差異化維護(hù)成本和差異化報(bào)廢成本；差異化效益為“無(wú)差異化設(shè)計(jì)”時(shí)發(fā)生災(zāi)害可能造成的損失，即“減損”效益，包括直接效益和間接效益；步驟3、分別計(jì)算差異化成本和差異化效益3.1、計(jì)算差異化投資成本Cl，計(jì)算過(guò)程中，將所有投資折算為單位線路新增成本與線路長(zhǎng)度的乘積Cl = CiXli (I)其中，Ci為第i條強(qiáng)化線路的單位新增成本，Ii為線路長(zhǎng)度；3. 2、計(jì)算差異化運(yùn)行成本CO和差異化維護(hù)成本CM，按差異化投資成本百分比進(jìn)行計(jì)算CCHCM = K1CI (2)其中，K1為運(yùn)行維護(hù)比例系數(shù)； 3.3、計(jì)算差異化報(bào)廢成本⑶CD = ^ J2 =K2C1-J^LfP)
I l+r j其中，&為處理成本；f2為殘值；K2為處理系數(shù)；r為年均折舊系數(shù),N為壽命周期；3. 4、計(jì)算直接經(jīng)濟(jì)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分別表示電力設(shè)施搶修費(fèi)用、重要負(fù)荷與電源保障收益、一般負(fù)荷與電源保障效益；CI'為不進(jìn)行差異化規(guī)劃時(shí)的初始投資，C' i為第i條強(qiáng)化線路不進(jìn)行差異化規(guī)劃時(shí)所需的單位投資，Ii為線路長(zhǎng)度；λ 3為電力公司的售電電價(jià)；λ 2為發(fā)電公司的上網(wǎng)電價(jià)；λ為發(fā)電成本；Li為保障的重要負(fù)荷數(shù)；L2為保障的一般負(fù)荷數(shù)；T為災(zāi)害場(chǎng)景下期望停電時(shí)間；3. 5、計(jì)算間接經(jīng)濟(jì)效益B2 B2 = B1B1Ja2B13 (8)其中，B1為重要負(fù)荷與電源的保障系數(shù)，a2為一般負(fù)荷與電源的保障系數(shù)；步驟4、建立經(jīng)濟(jì)性評(píng)估模型，包括建立設(shè)備級(jí)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估模型或建立系統(tǒng)級(jí)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估模型，具體包括(I)確定多設(shè)備運(yùn)行時(shí)的壽命周期N設(shè)定差異化設(shè)計(jì)后的設(shè)備I最先投運(yùn)，其使用壽命周期為N1, At1為設(shè)備I相對(duì)于自身的投運(yùn)時(shí)間差，At1 = O,其他設(shè)備相對(duì)于設(shè)備I投運(yùn)時(shí)間差分別為At2,
，Δ tm，使用壽命周期分別為N2, N3,…，Nm，則壽命周期N為N = max ( Δ !^+N1, Δ t2+N2,…，Δ tm+Nm) (9)
( 2 )建立設(shè)備級(jí)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估模型設(shè)定自然災(zāi)害發(fā)生在壽命周期內(nèi)的第k年，k=l，2，…，N，N為單個(gè)設(shè)備的研究周期，則設(shè)備α在第k年的差異化累計(jì)成本F(a，k)為
權(quán)利要求
1.一種電力系統(tǒng)差異化規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法，其特征在于包括以下步驟； 步驟1、確定核心骨干網(wǎng)架；明確電網(wǎng)差異化規(guī)劃后在災(zāi)害場(chǎng)景下的運(yùn)行模式，在災(zāi)害場(chǎng)景下電網(wǎng)結(jié)構(gòu)由差異化線路組成，即僅剩下核心骨干網(wǎng)架穩(wěn)定運(yùn)行； 步驟2、根據(jù)電網(wǎng)差異化規(guī)劃經(jīng)濟(jì)成本要素建立基于差異化全壽命周期成本的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估體系，包括差異化成本和差異化效益； 差異化成本包括核心骨干網(wǎng)架的新建成本和對(duì)原有電網(wǎng)提高標(biāo)準(zhǔn)的改造成本，具體包括差異化投資成本、差異化運(yùn)行成本、差異化維護(hù)成本和差異化報(bào)廢成本； 差異化效益為“無(wú)差異化設(shè)計(jì)”時(shí)發(fā)生災(zāi)害可能造成的損失，即“減損”效益，包括直接效益和間接效益； 步驟3、分別計(jì)算差異化成本和差異化效益 .3.1、計(jì)算差異化投資成本Cl，計(jì)算過(guò)程中，將所有投資折算為單位線路新增成本與線路長(zhǎng)度的乘積 Cl = CiXli (I) 其中，Ci為第i條強(qiáng)化線路的單位新增成本，Ii為線路長(zhǎng)度。
.3.2、計(jì)算差異化運(yùn)行成本CO和差異化維護(hù)成本CM，按差異化投資成本百分比進(jìn)行計(jì)算 CO+CM = K1CI (2) 其中，K1為運(yùn)行維護(hù)比例系數(shù)； .3.3、計(jì)算差異化報(bào)廢成本⑶
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)差異化規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法，其特征在于所述自然災(zāi)害年均發(fā)生概率的計(jì)算公式如下 P(ISi)=IAi (16) P(I ^ i)表示每年大于等于給定強(qiáng)度i的災(zāi)害發(fā)生概率A表示災(zāi)害重現(xiàn)期； 特定強(qiáng)度范圍內(nèi)的災(zāi)害年均發(fā)生概率的計(jì)算公式為P(I1 ^ I ^ i2) =P(I ^ I1)-P(I ^ i2) (17) 其中，Pai≤I≤i2)表示災(zāi)害強(qiáng)度不低于I1但小于i2的災(zāi)害發(fā)生概率，為區(qū)間概率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電力系統(tǒng)差異化規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法，其特征在于所述差異化投資成本包括強(qiáng)化設(shè)備投資、強(qiáng)化設(shè)計(jì)技術(shù)投資、差異化工程建設(shè)投資、新增投遞成本； 所述差異化運(yùn)行成本包括人工成本、能源損耗費(fèi)用、材料、機(jī)器臺(tái)班費(fèi)； 所述差異化維護(hù)成本包括設(shè)備維護(hù)費(fèi)用、維修費(fèi)用； 所述差異化報(bào)廢成本包括處理成本、殘值； 所述直接效益包括電力設(shè)施搶修費(fèi)用、重要負(fù)荷與電源保障收益、一般負(fù)荷與電源保障收益； 所述間接效益包括社會(huì)救援費(fèi)、重要負(fù)荷賠償費(fèi)、防止衍生災(zāi)害、隱性社會(huì)效益。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電力系統(tǒng)差異化規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法。該方法基于大電網(wǎng)差異化規(guī)劃的原則和要求，綜合全壽命周期成本理論和災(zāi)害經(jīng)濟(jì)學(xué)中的“有無(wú)對(duì)比”原理，提出一套差異化全壽命周期成本效益經(jīng)濟(jì)評(píng)估體系，綜合考慮差異化規(guī)劃的加強(qiáng)成本、減損效益、災(zāi)害發(fā)生時(shí)間和概率，提出了累計(jì)加強(qiáng)成本、期望凈收益和收益成本比三個(gè)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估指標(biāo)；綜合考慮不同設(shè)備使用壽命和投運(yùn)時(shí)間的差異，通過(guò)確定統(tǒng)一的時(shí)間周期，實(shí)現(xiàn)了差異化規(guī)劃從設(shè)備級(jí)(單元件)到系統(tǒng)級(jí)(多元件)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。本方法對(duì)電網(wǎng)差異化規(guī)劃中加強(qiáng)設(shè)備的選擇和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定以及經(jīng)濟(jì)最優(yōu)差異化規(guī)劃方案的比選都具有重要的指導(dǎo)意義。
文檔編號(hào)G06F19/00GK103065057SQ20131002980
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者劉滌塵, 吳軍, 宋春麗, 董飛飛, 趙一婕, 潘旭東, 王浩磊 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)