一种基于典型供电模式的项目投资计算方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于典型供电模式的项目投资计算方法，它包括以下步骤：1)建立典型供电模式方案库；2)建立典型供电模式项目投资模型；3)对典型供电模式项目投资模型的边界条件参数进行设置；4)选取唯一的典型供电模式；5)对典型供电模式项目投资模型进行计算，如果供电区域为新建区域，对典型供电模式下配电网新建项目投资Ca的进行计算；如果供电区域为改造区域，则需要该供电区域现状年的供电可靠率RS11，与典型供电区域规划年规划目标制定的供电可靠率RS12相比较，再计算典型供电模式下配电网改造投资Ca。本发明有利于标准化、量化评价、规范各供电区域电网建设。
【专利说明】
一种基于典型供电模式的项目投资计算方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种项目投资计算方法，特别是关于一种在电网领域中使用的基于典 型供电模式的项目投资计算方法。
【背景技术】
[0002] 目前，随着国民经济的快速发展，各地用电负荷连续增长，综合商业商贸区、高密 度居住区以及功能各异的经济开发区层出不穷，各级用户对供电可靠性需求也趋于多样 化，在用电需求与可靠性需求双重增长的形势下，配电网的规划和改造工作项目投资面临 巨大压力，长期大规模高位投资将难以为继。典型供电模式涉及负荷密度、电压等级、网架 结构、可靠性与经济性，有利于规范配电网接线，实现配电网建设标准化、模块化，具有基建 投资省、运行费用低、留有发展余地等特点。配电网供电模式选取和投资分配，成为供电企 业面临的重要问题之一。
【发明内容】
[0003] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于典型供电模式的项目投资计算方 法，其为配电网供电模式选取和投资分配提供重要参考价值。
[0004] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种基于典型供电模式的项目投资 计算方法，其特征在于它包括以下步骤:1)建立典型供电模式方案库，典型供电模式方案库 由基本模块组和供电模式方案组构成；2)建立典型供电模式项目投资模型；3)对典型供电 模式项目投资模型的边界条件参数进行设置，边界条件参数包括配电网参数、供电可靠性 和负荷密度范围；4)选取唯一的典型供电模式;从典型供电模式方案库的28种典型供电模 式中，选择一种或几种典型供电模式，作为规划区域的供电模式;计算出所选择的典型供电 模式的单位负荷投资值Ce，如果选择的结果两种以上，用典型供电模式项目投资模型分别 计算所选几种模式的单位负荷投资值，对比Ce值最小的那种典型供电模式，即为所选唯一 的典型供电模式及对应的单位负荷投资值Ce;5)对典型供电模式项目投资模型进行计算； (1)判断是否为新建区域，如果是新建区域，则进入步骤（2)，否则为改造区域，进入步骤 (3); (2)如果供电区域为新建区域，典型供电模式下配电网新建项目投资Ca的计算公式为： Ca = 0*S*Ce，其中，Ca为典型供电模式下配电网新建投资；0为供电区域的规划年的负荷密 度，单位为Mff/km 2;S为供电区域规划年的供电面积，单位为km2; Ce为所选择供电模式的单位 负荷投资值，单位为万元/MW; (3)如果供电区域为改造区域，则需要该供电区域现状年的供 电可靠率RSh，与典型供电区域规划年规划目标制定的供电可靠率RSh相比较;如果RSh> RSh，则：Ca = o^Ss^es-oWSACei，如果 RSli〈RSh，则：Ca = 〇2*S2*Ce2-l/I^odSWCei，其 中，Ca为典型供电模式下配电网改造投资；〇1为供电区域的现状年的负荷密度，单位为MW/ km2; σ2为供电区域的规划年的负荷密度，单位为丽/km2; Si为供电区域现状年的供电面积， 单位为km2; 供电区域规划年的供电面积，单位为km 2; Cei为所选择供电模式下，现状年 负荷密度下的单位负荷投资值，单位为万元/MW;Ce2为所选择供电模式下，规划年负荷密度 下的单位负荷投资值，单位为万元/Mff;K为修正系数。
[0005] 优选地，所述步骤1)中，所述基本模块组由电压序列模块组、标准化设施模块组和 配电自动化模块组构成;所述电压序列模块组为不同的电压序列组合;所述标准化设施模 块组包括变电站、线路和配电设施;所述配电自动化模块组包括馈线自动化配置、通信方式 和保护配置原则。
[0006] 优选地，所述步骤1)中，所述供电模式方案组以A+、A、B、C、D、E类供电区划分为基 础，根据不同地区电网现状及发展定位，确定电压序列模块;确定适合区域发展的目标网架 结构，选择合适的标准化设施，同时保障不同类别电源和用户的可靠接入，形成适应不同地 区发展的28种配电网典型供电模式;电网建设投资在模型构建及边界条件参数设置的基础 上，根据28种典型供电模式方案库中的规模，计算总体建设投资，电网建设投资计算包括变 电站建设投资、线路投资、配变投资和单位负荷投资。
[0007] 优选地，所述步骤2)中，高压电源点分布模型是建立在街区模型之上的110kV、 66kV和35kV变电站分布模型，每个高压电源点的供区范围是一个圆形区域，街区作为最小 的负荷单元，其具有定位编号、负荷与面积三个基本参数，并设置一至两个预留参数;街区 模型由若干街区构成，根据空间位置不同，对每个街区进行定位，形成矢量模型；街区模型 中各个街区参数能整体设置，也能根据实际情况对每个街区参数进行单独修改。
[0008] 优选地，所述步骤3)中，所述配电网参数包括变电站、线路和配变;所述变电站设 置变电站数量、容量、出线规模、变电站负载率及变电站投资单价;所述线路设置架空线、电 缆不同型号线路的限额电流、输送功率、断路器及投资单价;所述配变设置不同配变的容量 规格及投资单价;所述供电可靠性设置不同供区现状年的供电可靠性和A+-E类供区目标年 规划的供电可靠性。
[0009] 优选地，所述步骤5)中，所述修正系数K随供区类型不同而变化，各类供区对应的 修正系数为：
[0010]
[0011]本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明采用电网建设投资计 算模型，有利于标准化、量化评价、规范各供电区域电网建设。2、本发明采用典型供电模式 的项目投资计算方法，避免过度投资、重复建设，为国网公司典型供电模式项目投资管理提 供量化的辅助决策信息。
【附图说明】
[0012]图1是本发明整体流程不意图；
[0013]图2是本发明的模型边界条件参数设置示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0015] 如图1、图2所示，本发明提供一种基于典型供电模式的项目投资计算方法，其具体 步骤如下：
[0016] 1)建立典型供电模式方案库；
[0017] 典型供电模式方案库由基本模块组和供电模式方案组构成；
[0018] (1)基本模块组由电压序列模块组、标准化设施模块组和配电自动化模块组构成；
[0019] 电压序列模块组包括了不同的电压序列组合：110/10/0.38千伏、110/35/10/0.38 千伏、66/10/0 · 38 千伏、35/10/0 · 38 千伏、110/35/0 · 38 千伏；
[0020] 标准化设施模块组包括变电站、线路和配电设施;变电站包括建设形式、主变台数 及容量、各电压等级电气主接线型式及进出线回路数和无功配置;线路包括建设形式和导 线截面;配电设施包括建设形式、配变台数及容量和电气主接线型式及进出线回路数；
[0021] 配电自动化模块组包括馈线自动化配置、通信方式和保护配置原则;馈线自动化 配置包括集中式、智能分布式、就地重合器式和故障指示器式;通信方式包括光纤、无线和 载波；
[0022] (2)供电模式方案组以A+、A、B、C、D、E类供电区划分为基础，根据不同地区电网现 状及发展定位，确定电压序列模块；
[0023] 在A+~E类供电区中，根据不同的地块功能(行政区、商贸区、居民区、开发区、高新 区、工业园区和农业生产区等)进行划分，提出规划区域负荷密度、供电可靠率、综合电压合 格率和转供能力的技术指标，确定适合区域发展的目标网架结构，选择合适的标准化设施， 同时保障不同类别电源和用户的可靠接入，形成适应不同地区发展的28种配电网典型供电 模式；
[0024] 电网建设投资在项目投资模型构建及边界条件参数设置的基础上，根据28种典型 供电模式方案库中的规模，计算总体建设投资，电网建设投资计算包括变电站建设投资、线 路投资、配变投资和单位负荷投资；
[0025] 2)建立典型供电模式项目投资模型；
[0026] (1)典型供电模式项目投资模型的上级电源，无论何种接线方式，均能完全满足下 级110kV及以下配电网的供电需求；
[0027] (2)建立高压电源点分布模型；
[0028] 高压电源点分布模型是建立在街区模型之上的110kV、66kV和35kV变电站分布模 型，与街区模型采用同一空间坐标，每个高压电源点的供区范围是一个圆形区域，假设由4 个同样规模的高压电源点A、B、C、D即可围成一个正方形的供电区域；将这个正方形区域 ABCD进行更小供电单元的划分，即供电街区，街区作为最小的负荷单元，其具有定位编号、 负荷与面积三个基本参数，并设置一至两个预留参数，以备其他用途;街区模型由若干街区 构成(最大为256X256个），根据空间位置不同，对每个街区进行定位，形成矢量模型，便于 后续开发研究;街区模型中各个街区参数可整体设置，也可根据实际情况对每个街区参数 进行单独修改，使整个模型具有拓展性；
[0029] 3)对典型供电模式项目投资模型的边界条件参数进行设置；
[0030] 边界条件参数包括配电网参数、供电可靠性和负荷密度范围；
[0031] 配电网参数包括变电站、线路和配变;变电站主要设置变电站数量、容量、出线规 模、变电站负载率及变电站投资单价;线路设置架空线、电缆不同型号线路的限额电流、输 送功率、断路器及投资单价等;配变设置不同配变的容量规格及投资单价；
[0032] 供电可靠性主要需要设置不同供区现状年的供电可靠性，以及《配电网规划设计 技术导则》中提出的A+-E类供区目标年规划的供电可靠性；
[0033] 负荷密度范围根据本地区经济发展的需要，判断负荷密度的上限和下限；例如典 型接线模式为六+^、8、(：、0^负荷密度范围是0.1-50丽/1〇11 2或50丽/1〇112以上任意值，每21^/ km2一级或每 5Mff/km2-级；
[0034] 4)选取唯一的典型供电模式；
[0035]从典型供电模式方案库的28种典型供电模式中，选择一种或几种典型供电模式， 作为规划区域的供电模式;计算出所选择的典型供电模式的单位负荷投资值Ce，如果选择 的结果两种以上，用典型供电模式项目投资模型分别计算所选几种模式的单位负荷投资 值，对比Ce值最小的那种典型供电模式，即为所选唯一的典型供电模式及对应的单位负荷 投资值Ce;
[0036] 5)对典型供电模式项目投资模型进行计算；
[0037] (1)判断是否为新建区域，如果是新建区域，则进入步骤(2)，否则为改造区域，进 入步骤(3);
[0038] (2)如果供电区域为新建区域，典型供电模式下配电网新建项目投资Ca的计算公 式为：
[0039] Ca = 〇*S*Ce (1)
[0040] 其中，Ca为典型供电模式下配电网新建投资为供电区域的规划年的负荷密度 (MW/km2); S为供电区域规划年的供电面积(km2); Ce为所选择供电模式的单位负荷投资值 (万元/MW)。
[0041] (3)如果供电区域为改造区域，则需要该供电区域现状年的供电可靠率RSh，与典 型供电区域规划年规划目标制定的供电可靠率RS1 2相比较；
[0042] 如果 RS1CRS12,则：
[0043] Ca = 〇2*S2*Ce2-〇i*Si*Cei (2)
[0044] 如果 RS1KRS12,则：
[0045] Ca = 〇2*S2*Ce2-l/K*〇i*Si*Cei (3)
[0046] 其中，Ca为典型供电模式下配电网改造投资；〇1为供电区域的现状年的负荷密度 (MW/km2); 〇2为供电区域的规划年的负荷密度(MW/km2); SA供电区域现状年的供电面积 (km2) {2为供电区域规划年的供电面积(km2) ;Cei为所选择供电模式下，现状年负荷密度下 的单位负荷投资值(万元/MW);Ce2为所选择供电模式下，规划年负荷密度下的单位负荷投 资值(万元/MW);K为修正系数，K随供区类型不同而变化，各类供区对应的修正系数如表1所 不。
[0047] 表 1
[0048]
[0049]
[0050] 实施例，江苏省扬州市电网的应用实例；
[0051] (1)扬州供电区类型有A、B、C、D四类，现状年供区四类负荷密度分别为7.6000MW/ km2、2 · 6403MW/km2、0 · 5098MW/km2、0 · 2388MW/km2，2020年供区四类负荷密度分别为 9. OOOOMW/km2、3.1267Mff/km2、0.6037Mff/km2、0.2827Mff/km 2;
[0052] (2)根据扬州供区变电站电压等级序列、主变配置台数、容量、下线中压线路出线 等，选择扬州供区供电模式为A、B类以A-3、B-3和B-2为主，C、D类以(：-1工-2、0-2、0-5为主， 共七类典型供电模式；
[0053] (3)根据上述典型供电模式项目投资模型，判断以上七类典型供电模式的最经济 供电模式，选择结果为A-3、B-3、C-2、D-2四类；
[0054] (4)扬州A、B、C、D四类供区均为现有供区电网，在负荷增长和供电可靠率高的要求 下建设和改造，因此对比现状年各供区的供电可靠率与2020年典型供电模式规划要求的供 电可靠率；
[0055] (5)计算扬州A、B、C、D四类供区投资，扬州典型供电模式项目投资金额如表2所示：
[0056] 表2
[0057]
[0058] (6)与《国网扬州供电公司-规划报告-市级公司配电网规划报告2015-上报版》规 划报告中测算的扬州公用网各年平均投资进行对比，对比结果如表3所示：
[0059]表 3
[0060]
[0061 ] 按A、B、C、D供电区划分总结，2016年~2020年典型供电模式投资年均7.4335亿元， 扬州配电网"十三五"规划报告中估算结果，2016年~2020年年均8.2994亿元，二者相差倍 率为1.12;
[0062] 计算过程中，由于地方物价差异及电气规划工程师职业习惯，在边界条件参数初 始化设置中，存在地块划分、负荷预测、设备选型、单价、线路长度和线路挂接配变组合数量 等参数差异，与扬州配电网规划报告估算对比存在误差，属正常现象，相差倍率1.12为非常 相近的结果，验证了本发明的科学性和简洁适用性；
[0063] 综上所述，本发明通过建立典型供电模式方案库和典型供电模式项目投资模型， 提出了一套完整的典型供电模式项目投资计算方法，对供电区域未来负荷发展所需投入的 建设资金进行计算，并在扬州地区进行对比，最终结果在可接受的误差范围内，为国家电网 上级管理部门按照负荷密度、典型供电模式、供电可靠性等因素，对下属供电企业年度规划 建设资金分配，提供了有益的参考指导价值。
[0064] 上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以 有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等 同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
【主权项】
1. 一种基于典型供电模式的项目投资计算方法，其特征在于:它包括W下步骤： 1) 建立典型供电模式方案库，典型供电模式方案库由基本模块组和供电模式方案组构 成； 2) 建立典型供电模式项目投资模型； 3) 对典型供电模式项目投资模型的边界条件参数进行设置，边界条件参数包括配电网 参数、供电可靠性和负荷密度范围； 4) 选取唯一的典型供电模式； 从典型供电模式方案库的28种典型供电模式中，选择一种或几种典型供电模式，作为 规划区域的供电模式;计算出所选择的典型供电模式的单位负荷投资值Ce，如果选择的结 果两种W上，用典型供电模式项目投资模型分别计算所选几种模式的单位负荷投资值，对 比Ce值最小的那种典型供电模式，即为所选唯一的典型供电模式及对应的单位负荷投资值 Ce； 5) 对典型供电模式项目投资模型进行计算； (1) 判断是否为新建区域，如果是新建区域，则进入步骤(2)，否则为改造区域，进入步 骤(3); (2) 如果供电区域为新建区域，典型供电模式下配电网新建项目投资化的计算公式为： C曰=0水 S*Ce， 其中，Ca为典型供电模式下配电网新建投资；σ为供电区域的规划年的负荷密度，单位 为丽/km2; S为供电区域规划年的供电面积，单位为W; Ce为所选择供电模式的单位负荷投 资值，单位为万元/MW; (3) 如果供电区域为改造区域，则需要该供电区域现状年的供电可靠率RSh，与典型供 电区域规划年规划目标制定的供电可靠率RSb相比较； 如果 RSh〉RSl2,则： Ca = 〇2*S2*Ce2一〇i*Si*Cei， 如果 RSh<RSl2,则： Ca = (J2*S2*Ce2-l/K*〇i巧i*Cei, 其中，Ca为典型供电模式下配电网改造投资；σι为供电区域的现状年的负荷密度，单位 为MW/km2;〇2为供电区域的规划年的负荷密度，单位为MW/km2;Si为供电区域现状年的供电 面积，单位为km2;S2为供电区域规划年的供电面积，单位为km2;Cei为所选择供电模式下，现 状年负荷密度下的单位负荷投资值，单位为万元/MW;Ce2为所选择供电模式下，规划年负荷 密度下的单位负荷投资值，单位为万元/MW;K为修正系数。2. 如权利要求1所述的一种基于典型供电模式的项目投资计算方法，其特征在于:所述 步骤1)中，所述基本模块组由电压序列模块组、标准化设施模块组和配电自动化模块组构 成;所述电压序列模块组为不同的电压序列组合;所述标准化设施模块组包括变电站、线路 和配电设施;所述配电自动化模块组包括馈线自动化配置、通信方式和保护配置原则。3. 如权利要求1所述的一种基于典型供电模式的项目投资计算方法，其特征在于:所述 步骤1)中，所述供电模式方案组^4+、4、8、(：、0、6类供电区划分为基础，根据不同地区电网 现状及发展定位，确定电压序列模块;确定适合区域发展的目标网架结构，选择合适的标准 化设施，同时保障不同类别电源和用户的可靠接入，形成适应不同地区发展的28种配电网 典型供电模式；电网建设投资在模型构建及边界条件参数设置的基础上，根据28种典型供 电模式方案库中的规模，计算总体建设投资，电网建设投资计算包括变电站建设投资、线路 投资、配变投资和单位负荷投资。4. 如权利要求1所述的一种基于典型供电模式的项目投资计算方法，其特征在于:所述 步骤2)中，高压电源点分布模型是建立在街区模型之上的110kV、66kV和35kV变电站分布模 型，每个高压电源点的供区范围是一个圆形区域，街区作为最小的负荷单元，其具有定位编 号、负荷与面积Ξ个基本参数，并设置一至两个预留参数;街区模型由若干街区构成，根据 空间位置不同，对每个街区进行定位，形成矢量模型；街区模型中各个街区参数能整体设 置，也能根据实际情况对每个街区参数进行单独修改。5. 如权利要求1所述的一种基于典型供电模式的项目投资计算方法，其特征在于:所述 步骤3)中，所述配电网参数包括变电站、线路和配变;所述变电站设置变电站数量、容量、出 线规模、变电站负载率及变电站投资单价;所述线路设置架空线、电缆不同型号线路的限额 电流、输送功率、断路器及投资单价;所述配变设置不同配变的容量规格及投资单价;所述 供电可靠性设置不同供区现状年的供电可靠性和A+-E类供区目标年规划的供电可靠性。6. 如权利要求1所述的一种基于典型供电模式的项目投资计算方法，其特征在于:所述 步骤5)中，所述修正系数K随供区类型不同而变化，各类供区对应的修正系数为：
【文档编号】G06Q50/06GK105976085SQ201610266540
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】杨卫红, 刘速飞, 王旭阳, 吴志力, 张鹏飞, 吴争, 马倩, 黄河, 姚刚, 金佳, 侯佳, 胡滨, 王云飞, 刘艳茹, 姜世公, 赵健
【申请人】国家电网公司, 上海昌泰求实电力新技术有限公司, 国网北京经济技术研究院, 国网江苏省电力公司扬州供电公司