以投入产出为核心的配网投资决策研究

2018-01-15李宏旭

华北电力大学学报（社会科学版） 2017年6期

洪球，李宏旭

(国家电网公司浙江长兴县供电公司，浙江长兴 313100)

配网是县级供电企业的重要组成部分，直接与用户相连。配网的建设水平直接影响着安全运行、经济效益及社会效益。尽管近年来配网发展水平不断提升，但总体发展仍然滞后。随着各类信息系统的建设，已形成海量的营销用户数据、配网监测数据、调度运行数据和财务价值数据。整合现有营配调财信息系统，实现业务数据互联共享，并将数据分类转换为有效信息，挖掘资产价值的核心数据，掌握其中规律并加以应用，从而为投资计划审核和投资预算分配提供数据基础和决策依据。

一、资产组设置原则

(一)资产组的划分

由于单项资产无法实现电网输、变、配电功能，无法单独形成电量、负荷等产出信息，因此无法判断资产投资的合理性。本文在综合考虑电网运行特点的基础上，将电网资产按能够实现投入产出的功能为原则进行组合划分，形成可有效归集系统中投入产出信息的高压线路、变电站、馈线、台区等四类资产组。由于PMS2.0系统及营销系统中已存在电站、线路、台区主数据，因此按照相应的主数据对电网资产设备进行归集。其中高压线路、馈线资产组使用PMS2.0系统中的线路编号，资产范围包括线路及附属设备等；变电站资产组使用PMS2.0系统中变电站编号，资产范围包括变电站内所有主变、母线等设备以及生产用房屋建筑物等；台区资产组的编号使用营销系统中的台区编号，资产范围包括配变、低压线路、计量装置等设备。

(二)资产组投入产出信息归集规则

资产组的投入信息主要来源于财务的费用及资产价值数据。由于本公司大修及检修费用按打包项目核算，未采用工单管理，与设备不能有效关联，营销投入尚无专门系统记录，其余费用未核算到成本中心，无法认定到资产，因此暂不进行归集。

资产组价值和产出信息归集原则如下：

1.建立资产组资产价值归集规则

依据资产卡片中资产类别，辅以电压等级，建立资产类别到资产组的归集规则。根据设备与资产关联关系，制定资产价值到资产组的归集规则。配变、主变、避雷器以及馈线与高压线路等一次设备的价值按资产卡片编号与设备卡片编号，设备与资产组对应关系进行归集；低压线路目前按台区建卡，可直接归集，存量资产能认定到台区的，可以直接归集到台区，不能认定到台区的，可利用运检部门的GIS系统数据进行分摊；计量设备、生产用房屋建筑物等资产，通过资产卡片中所属线站名称字段，将价值对应到相应资产组；其他设备根据具体情况进行归集。开闭所、开关柜等按连接线路价值分摊到相应的线路中。

2.建立资产组产出归集规则

为实现对资产组更为客观的评价，资产组的产出信息，不局限于财务领域，还包含电网的安全性、可靠性等综合产出信息。经济性产出包含过网电量、线损等信息；安全性产出包含设备故障率等信息；可靠性产出包含供电可靠率、电压合格率等信息。

二、配网资产投入产出综合分析

(一)指标设置

电网资产评价工作的好坏,取决于评价指标体系和评价指标设计水平的高低。采用准确、客观、有效的评价方法,是对配网进行全面系统摸底的关键。评价指标体系和评价指标设计水平的高低在于该指标是否能够简单、真实地反映配网运行水平和能力。

本文根据数据系统可直接获取原则，财务、营销、运检、调度、发展等部门通力合作，从电网运行的安全性、可靠性和经济性三方面着手，分析关键信息，共同确定分析指标，构建投入产出指标体系(见表1)。

(二)配网资产投入产出综合分析

1.资产组投入产出综合评价分析

基于运检、调度、营销、财务、发展等部门提供的设备状态、供电量、售电量、线损率、容载比、电压合格率、资产价值等信息，综合反映资产设备投入产出信息。由于信息较多，本文仅就台区资产组进行分析(见表2)。

由图1可知，我公司57%以上台区线损在5%以下，约87%台区线损在10%以下，说明整体线损管理水平较高。但同时存在13%的台区线损异常高或低，在进行投资决策时，应优先进行考虑。约4.9%的台区出现最大负载率超过80%的情况，而从平均负载率来看，97%的台区平均负载率低于20%，仅3%的台区处于设定的“正常”状态(负载率在20%到80%之间)。从整体分布情况来看，无配变增容的投资必要，当最大负载率超过80%时，可充分利用主变过载能力解决，若持续时间较长，可通过协调与其联络的配变进行解决。若上述方式均不能解决，再考虑进行投资。

2.资产组投入产出相对效率评价分析

DEA(投入产出相对效率评价)模型的主要思路是通过数学规划计算、比较具有相同运营目标的被评价对象之间的相对效率。其基本应用原理为：根据一组关于输入-输出的观察值，来估计有效生产前沿面，根据实际产出是否达到有效生产前沿面以及之间差距的大小，来判断是否达到生产效率以及效率值的大小。当综合效率值为1时，即达到了投入产出有效，否则投入产出相对低效。因此以资产原值、线损率为投入指标，以电压合格率、台区电量为产出指标，对台区资产组进行投入产出相对效率评价，并对资产组投入产出效益相对低效的原因进行深入分析。

表1 评价指标汇总表

资产组指标名称指标说明台区台区线损率全覆盖台区的线损情况用户电压合格率计量点电压运行情况单位容量供电量公变台区年度总表累计电量/容量配变运行年限配变老旧情况台区平均负载率台区负载情况，供电平均负荷占配变容量的比例台区最大负载率台区负载情况，供电最大负荷占配变容量的比例无功过补天数台区无功情况可开放容量占配变容量比例台区供电能力跳闸次数总保故障情况万元资产售电量效益单位用户容量馈线10(20)KV线路线损率10KV(20)KV线路的线损情况线路供电半径线路供电半径是否合理，变电站线路出口至最远点用户配变的线路长度是否满足相关规程要求线路负载率线路负荷情况设备利用率设备利用情况电缆化率供电安全性、可靠性分析万元资产供电量/万元资产售电量变电站变电站容载比变电站容量与变电站最大负荷比值变电站损耗率变电所运行中全站电能损耗值电压合格率一个月内，监测点电压在合格范围内的时间综合与月电压监测总时间的百分比主变N-1通过率满足主变N-1安全稳定要求的主变台数占全部主变台数的百分比负载率供电负荷占主变容量的比例万元资产供电量投资效益高压线路线路负载率线路最大电流占线路限额的百分比同期线损率线路损耗情况万元资产供电量投资效益

表2 台区资产组投入产出综合信息

计量点标识营销公变名称电压合格率(%)跳闸次数额定容量审核可开放容量无功过补天数用户数量单位用户容量3590002170XX台区100 00010049 960342 943590000675XX林场100 00020012 160922 223590000692XX李家斗100 00010042 430254 003590000699XX六房村99 96010025 20244 173590000935XX加工厂100 00020065 390504 00计量点标识营销公变名称供电量售电量线损电量线损率(%)配变运行年限资产原值资产净值3590002170XX台区202531919510585 22464669 6661093 913590000675XX林场4651240345616713 26837105 825502 513590000692XX李家斗420734064814253 391551630 537490 633590000699XX六房村184469833861346 6993450927009 043590000935XX加工厂498224768421384 29723370 718005 84计量点标识营销公变名称单位容量供电量最大负载率(%)平均负载率(%)万元资产售电量所属线路生产厂商3590002170XX台区202 5399 624 692968 16板桥XX线FDDS电气有限公司3590000675XX林场232 567 345 3810872 96七里XX线SDWD变压器有限公司3590000692XX李家斗420 7343 099 747872 87空山XX线JGTH变压器制造公司3590000699XX六房村184 4663 484 272849 40塘湾XX线KJTY电气有限公司3590000935XX加工厂249 1156 395 7720403 32月明XX线UFTY变压器有限公司

图1 台区资产组投入产出综合信息

如表3、图2所示，综合效率低于0.5的台区占38%，表明整体运营效率较差。其中，狮子桥机埠、殷家湾机埠等台区线损率较高，导致整体效率较差，需加强线损管理；洋和村朱家庄、杨家园机埠、坝头桥机埠等台区资本性投入较高，需对后续投资加强管控。

3.基于投入产出分析的投资决策

基于构建的台区、馈线、变电站、高压线路等资产组投入产出综合评价体系，设定各指标评价标准，计算各资产组综合得分情况，为投资排序奠定基础。

在台区资产组投入产出综合评价指标标准中，得分越高，相应的投资排名越高，因此线损率等指标值越大，得分会相应的越高，同理，万元资产售电量越大，说明此区域经济效益越好，相同情况下，应优先考虑投资。

基于构建的台区、馈线、变电站、高压线路资产组投入产出综合评价体系(见表4)，计算各资产组综合得分情况，为投资排序奠定基础。

图2 台区资产组相对效益分析

如表5所示，综合分析各项指标后，对台区得分进行排序，其中，长明机埠得分最高，主要是由于其电压合格率较低，为99.92%，线损率较高，为26%，且出现一次总保跳闸情况所致。在选定的台区之中，相同情况下，应优先考虑对该台区进行投资；钟南、后山机埠等台区得分偏低，在选定台区中，排名分别为第81名，第84名，其电压合格率均为100%，无跳闸现象，可开放容量占额定容量10%以上，最大负载率均小于80%，因此整体投资需求不大，在投资额限定的条件下，应优先考虑放弃该类台区投资。若有其他方面考虑，应特殊说明，适度增加权重。

表3 台区资产组相对效益分析

台区名称超效率综合效率技术效率规模效率资产原值线损率洋和村朱家庄台区0 190 190 19152661 124 23洪桥街道0 760 760 7613536 381 08后山机埠0 490 490 49118967 211 87香山村桥北台区0 650 650 6517686 784 01香山大坞机埠1 1611100杨家园机埠0 240 240 24148797 366 41韩家斗桥南机埠0 930 930 950 98621 840 99沈上斗机埠0 390 390 3917045 993 91倪家田村叔公斗0 280 280 28120210 834 4狮子桥机埠0 20 20 2118643 799 63如庄庙0 560 560 5615287 221 61向家机埠0 950 950 951613 150 07殷家湾机埠0 240 240 24118516 617 09坝头桥机埠0 40 40 4150098 592 76

表4 台区资产组投入产出综合评价指标标准

指标名称评分标准台区线损率该指标不低于5%时为0分，不低于10%为50分，不低于15%为80分，否则为100分用户电压合格率该指标大于等于99 99%为0分，大于等于99 95%时为60分，否则为100分单位容量供电量该指标大于等于500时100分，大于等于300时，80分，大于等于150时，60分，大于等于50分50分，否则0分配变运行年限该指标小于等于8年为0分，小于等于15年为60分，否则为100分台区平均负载率该指标为20%～80%时为0分，10%～20%时为50分，5%～10%或80%～100%时为80分，否则为100分台区最大负载率该指标为50%～80%时为0分，20%～50%时为50分，5%～20%或80%～100%时为80分，否则为100分无功过补天数该指标为0时0分，小于等于3天时，40分，小于等于5天时80分，小于等于8天时40分，否则100分可开放容量占配变容量比例该指标为大于等于15%时为0分，大于等于10%时，50分，否则100分跳闸次数该指标为0时0分，小于等于3时，40分，小于等于5时60分，小于等于8时80分，否则100分万元资产售电量该指标大于等于150000千瓦时时100分，大于等于50000千瓦时时80分，大于等于4000千瓦时时60分，大于等于2000千瓦时40分，否则0分单位用户容量该指标大于等于40时0分，大于等于20时60分，大于等于10时80分，否则100分

表5 部分台区综合评价得分及排名

营销公变名称综合得分排名营销公变名称综合得分排名长明机埠67 251圣塘桥45 2526引南60 752蒋家42 7536大木桥57 753吴村42 2540石口台区55 755陈家浜39 2550田斗里机埠54 258曹家桥34 0069章家坦54 0010如庄庙30 7577许东52 7512钟南台区29 5081下施机埠47 5018于里台区29 0082殷村46 7522后山机埠27 0084

(三)资产组价值评估

基于资产组的当期供电量及电量增长率计算资产组各年供电量，使用各年供电量与资产组单位电量内部收益相乘，得到资产组运营期内各年的净收益。预测资产组运营期内各种成本费用，计算资产组运营期内的各年净现金流量，对净现金流进行折现，计算各资产组资产价值。具体测算思路如图3所示。

图3 资产组单位电量内部收益思路

其中，资产组单位电量内部收益指单位电量获取毛利，测算思路为图4所示。

由于直接获取单位电量内部收益数据较为困难，因此本文使用购售价差进行简单测算。其中根据我公司低压配网资产占总资产比重约50%，分配50%价差收益到台区。

台区资产价值评估分析：

以杨家湾机埠为例，对台区资产价值进行分析，台区配变容量为200kVA，资产原值为4.58万元，半年度供电量为66.511KWH，假定配变年度有效运行小时数为8760小时，电量增长率为1.5%，对该台区资产价值进行评估。

图4 资产组价值评估分析思路

根据相关基本参数表，预测未来年度收益，并计算未来各年度现金流，对现金流进行折现，得到杨家湾机埠财务净现值为3.07，说明该资产组在未来年度能够获取收益，考虑经济因素可持续使用该资产。

三、配网资产精准投资建议

基于我公司2017年的计划投资项目，并依据当下配网资产投入产出各项指标，深入分析各投资项目的必要性，减少低效、无效投资；同时综合考虑资产组负荷水平、经济效益、故障情况，制定了备选投资方案。

(一)审核项目投资，减少低效投资

1.平均负载率较低存在重过载的台区(见表6)，提出以下审核建议：

表6 平均负载率较低存在重过载的台区

营销公变名称投资计划最大负载率平均负载率额定容量(kVA)用户数量审核可开放容量(KVA)陈庙山机埠增容至400kVA变压器1台85 965 34400104171 16墙门里增容至400kVA变压器1台81 694 2950067233长岗2号变台区增容至400kVA变压器1台131 714 35400499 78长岗天松庙台区增容至400kVA变压器1台89 62 842002120 36于里台区增容至400kVA变压器1台86 985 172003166 42城山2#变增容至400kVA变压器1台88 155 582004277 82七里亭2#变增容至400kVA变压器1台81 433 54003914 03方家庄2#变台区增容至400kVA变压器1台83 547 26200560 76毛家店新村6#变增容至400kVA变压器1台99 376 432503259 07

上述台区最大负载率均超过80%，但平均负载率较低，且存在可开放容量，在没有更合理的投资理由下，不建议投资。

上述台区若有其他原因需进行投资，应考虑以下因素。首先，应认真核对重过载时刻，重过载次数及重过载时间，分析产生的原因，充分利用主变过载能力，剔除瞬间过载因素后再确定投资方案。其次，合理分配台区用户结构，从源头平衡尖峰负荷，若无法平衡，需有相关支撑材料。最后，协调与其联络的变电站，并分析联络站的负荷情况，合理分配重过载部分负荷，充分发挥主变利用率，避免低效投资。

2.平均负载率及最大负载率均很低的设备(见表7)，提出以下审核建议。

表7 平均负载率及最大负载率均很低的设备

营销公变名称投资计划最大负载率平均负载率额定容量(kVA)用户数量审核可开放容量(KVA)川口村方家增加200kVA变压器一台21 722 8863077400 12吴山渡西滩台区增容至400kVA变压器1台29 532 721603374 05顾家湾新架导线JKLYJ-10-70/1 03km、增加200kVA变压器1台、迁移160kVA变压器1台。29 877 4720010062 06章家坦新架JKLYI-10-70导线0 3km增加200kVA变压器1台26 483 4720039109圣塘桥新架JKLYI-10-70导线0 1km增加200kVA变压器1台20 085 2340098216 26

经多指标对比分析，上述台区不建议投资。若确有投资需求，需要详细阐述投资理由，且要综合考虑负载率、运行年限、供电质量及线损因素等。如运行年限超过使用寿命，可进行更换改造。若线损过高，需综合考虑投入产出的效益权衡投资的必要性。若供电质量较差，则需要考虑无功补偿方案的合理安排，再安排投资计划。

3.万元资产售电量较低的台区(见表8)，提出以下审核建议。

表8 万元资产售电量较低的台区

营销公变名称投资原因最大负载率平均负载率额定容量(kVA)投运年限万元资产售电量(kwh)南泉机埠增容至200kVA变压器1台45 022 3220075098 56城山机埠增容至400kVA变压器1台78 546 17200126775 93顾家湾新架导线JKLYJ-10-70/1 03km、增加200kVA变压器1台、迁移160kVA变压器1台。29 877 47200103332 7于里台区增容至400kVA变压器1台86 985 1720061310 05塘坞里2#变增容至400kVA变压器1台69 242 340012755 82

对于万元资产售电量较少的台区，结合供电电压合格率及跳闸次数，考虑到投入产出效益较低，不建议投资。若个别台区由于经济增长及负荷增速较快，且无法由联络变电站分担负荷，需要有充分的数据支撑再进行投资。

4.线路负荷分流项目(见表9)，提出以下审核建议。

表9 线路负荷分流项目

项目名称投资金额万元所属线路供电量(万千瓦时)损率停电小时数负载率%(夏季限额)资产原值(万元)万元资产售电量(千瓦时/万元)湖州长兴10千伏化工119线、众威121线联络工程345 18化工119602 81-2 390 0049 02105823 8458 32众威121420 95-3 450 0036 04105823 8441 15湖州长兴10千伏府前958、南园960双回路线延伸联络工程343 21府前95897 73-7 350 0027 482520 01416 30

上述计划投资项目其项目属性为线路负荷分流，但经过指标分析，发现其夏季限额电流下的最大负载率也未超过50%，没有必要进行负荷分流，且综合考虑电压合格率、线损率及故障停电时间，供电可靠性良好，不建议投资。如有特殊理由，需有详细的原始数据及相关分析计算作为支撑材料。

5.网架优化项目，给出以下审核建议：网架优化项目经过对停电时间及故障的考察，发现供电可靠性确需加强，建议投资，其余网架优化项目，考虑网架间的联络，优化配网结构，可以考虑投资。

(二)审核运营现状，提出投资建议

综合考虑资产组负荷水平、经济效益、故障情况，制定了备选投资方案。

针对平均负载率较高且最大负载率超过80%的台区(见表10)。该类台区首先可采取限制接入新负荷或转移部分负荷的方法，保证地区电网安全可靠运行。在合理转移重过载设备的负荷后，要同时关注台区电压合格率及跳闸次数。若跳闸次数较多，认真分析跳闸原因后，可考虑合理安排投资计划。

表10 平均负载率较高的投资备用台区

营销公变名称投资计划最大负载率(%)平均负载率(%)额定容量(kVA)审核可开放容量(KVA)跳闸次数供电电压合格率%新斗机埠———82 8727 22500277 52698 32红旗村中村台区———87 2431 98400120 760100小乌桥台区———81 1525 8440034 840100田版南台区———83 9230 225008 452100葡萄园公变———82 6425 77500198698 11

针对万元资产售电量较高的台区(如表11)，即用户价值较高的台区。由于其产出效益相对可观，且台区的平均负载率水平也较高，考虑最大负载率值目前尚处在安全区间可暂不考虑投资，但后续如果出现重过载问题，为保障价值较高的存量用户不流失，应考虑经济效益，优先安排投资。

表11 效益较高的投资备用台区

营销公变名称投资计划跳闸次数供电电压合格率(%)用户数量最大负载率(%)平均负载率(%)配变运行年限万元资产售电量新塘钱北斗机埠———01009356 0824 1413231423 2钱家斗机埠———410010262 5728 405192601 3陆盛台区———199 973358 9422 386198229 8环沉台区(新增点)———498 047777 9927 048220029 6大港新台区———499 167250 7327 358305156 5东庄综合变———01009956 6926 278190828 6唐杨村———21004472 9322 874233978 9坛渎台区———51007572 729 886211737 2董家门2#台区———010010462 6219 657216328 6轻纺城4-1号公变———010026463 3819 2614213570 3

针对重过载线路(如表12)，若不能采取负荷分流等措施，需要进行投资提高供电的可靠性。通过分析重过载时间及重过载次数，结合负荷特点及网络结构，考虑是否安排投资。

针对停电时间超50小时的线路(如表13)，应认真分析其停电的原因，若由于故障原因停电，则需考虑适当投资，提高供电的可靠性。

表12 最大负载率较高的投资备用线路

线路名称负载率%(夏季限额)售电量(万千瓦时)停电小时数设备利用率电缆化率滨海213110 12679 77-100 00%94%新南30783 51677 9250 0098 84%19%金玻31582 73581 34-100 00%76%电缆252102 901，236 412 6299 94%31%黄山25584 281，366 5926 5899 38%47%全胜507122 212，161 8946 0098 94%8%丁新508119 592，667 3514 0399 68%13%金沙510111 241，906 7550 5598 83%6%金马519113 782，377 3530 5099 29%31%牌楼521121 232，631 1631 3899 27%18%

表13 停电时常较高的投资备用线路

线路名称停电小时数售电量(万千瓦时)设备利用率负载率%(夏季限额)电缆化率新南30750 00677 9298 84%83 5119%金沙51050 551，906 7598 83%111 246%月明52274 932，328 3498 27%103 7213%尚阳53050 181，073 6998 84%76 735%伏家34059 95156 8198 61%19 073%钮家61162 37521 5598 56%97 426%和镇66560 60529 7598 60%41 8813%水库66963 92657 6198 52%85 891%川口75952 65421 7898 78%85 154%红旗80350 891，590 0898 82%76 5614%徐家91586 202，685 5698 00%113 1339%