客户配电网工程投资决策分析

田 康

（广东电网公司梅州供电局，梅州 514021）

0 引言

随着电力市场的逐步形成，客户作为电力系统的一个重要环节，不仅充当电力商品的消费者，有时更扮演着电力商品消费渠道的投资者，即配电网工程的投资者。文献［1］基于合作博弈的思想，提出市场环境下分散化输电投资问题可转化为一个集中化优化问题，从而实现总收益最大的输电网投资方案。文献［2］从社会效益最佳的角度考虑，将客户停电损失与投资费用相结合，得到年费用最低的投资方案。

本文将配电网工程的综合造价与运营费用相结合，得到经济效益总体最优的客户配电网工程投资方案。

1 问题提出

一般来说，客户按类型可以分为工业、商业、居民及其他。工业客户的报装负荷通常较大，为规避电网企业的投资风险，鼓励客户投资配电网工程，物价局给出了电价优惠政策，如表1所示。

表1 大工业客户电价表

从表1可看出，客户采用较高电压等级的供电方式，可获得相对较低的电价，即相对于10 k V及以下供电方式，客户采用35 k V或110 k V供电方式时电价低2.5分，采用220 k V供电方式时电价低5分。

但现在的问题是，某工业客户报装负荷时，如何实现在满足用电安全前提下进行投资可以使经济效益达到最优。

2 模型搭建

某一客户报装负荷容量为150 MVA，负荷同时率为0.7，最大负荷利用小时数为6 000 h，功率因数为0.95。

根据电网实际情况，该客户离电源点距离为15 km，可选择的供电方案有3种（见图1）：方案一是客户自建220 k V变电站，采用220 k V供电方式；方案二是客户自建110 k V变电站，采用110 k V供电方式；方案三是由电网企业建设110 k V变电站，客户采用10 k V供电方式。图1中虚线部分为电网企业投资的变电站，实线部分为客户投资的配电网工程。

图1 客户可以选择的供电方案图

3 投资决策分析

3.1 配电网工程静态投资比对

从图1中可以看出，10 k V配电系统是客户用电工程的固定投资，220或110 k V配电网工程是客户用电工程的可变投资。

为便于决策分析，仅比对客户用电工程的可变投资：

1）方案1中，客户运行最大电流可达290 A。为了保证线路、变压器等任一设备故障或者检修时客户正常用电需求，客户可以选择导线截面为2×240 mm2的双回钢芯铝绞线线路［3－4］，建设2台变压器容量为90 MVA（220 k V电压等级最小容量）的变电站。线路部分按同塔双回每千米200万元计算，需投资3 000万元；变电站部分需投资10 000万元，即本供电方案客户共需投资13 000万元。

2）方案2中，客户运行最大电流可达580 A。为了保证线路、变压器等任一设备故障或者检修时客户的正常用电需求，客户可以选择导线截面为1×300 mm2的双回钢芯铝绞线线路，建设3台变压器容量为40 MVA和1台变压器容量为31.5 MVA的变电站。线路部分按同塔双回每千米130万元计算，需投资1 950万元；变电站部分需投资4 000万元，即本供电方案客户共需投资5 950万元。

3）方案3中，客户共需投资0万元。

3.2 运营费用比对

客户自建变（配）电站均按无人值班设计，运营费用中不计设备运行、检修费用，运营费用主要由两部分组成，即基本电费和电度电费。

1）基本电费 大工业基本电价中，每月变压器容量电价为23元／k VA，每月最大需量电价为32元／k VA［3］，客户可根据实际情况选择基本电费缴交方式。

对于不同的供电方案，客户需缴交基本电费情况如表2所示。

表2 基本电费比对表 （万元·年－1）

从表2可以看出，客户选择变压器容量电价方式缴交基本电费相对较少，下文在经济效益比对时采用变压器容量基本电费。

2）电度电费 客户的电度电量主要由网损电量、客户变电站站用电量和生产电量构成，其中网损电量包括线损电量和变损电量。为简化分析，做如下假设：

（1）并列运行的变压器负荷均匀分配，空载损耗为0.1%，短路损耗为0.35%；

（2）导线截面为2×240 mm2的线路单位电阻为0.07Ω／km，导线截面为1×300 mm2的线路单位电阻为0.09Ω／km，线路电阻不受温度影响；

（3）忽略线路电晕损耗；

（4）220 k V变电站站用电量60万k Wh／年，110 k V变电站站用电量30万k Wh／年。

根据客户报装负荷资料，可计算各方案客户电度电量如表3所示。

表3 电度电量比对表 万k Wh

由表1和表3可计算出三种不同方案客户需缴交的电度电费如表4所示。

表4 三种方案的电度电费比对表 万元

3.3 经济效益比对

通过比对分析可知，客户费用支出与配电网工程投资和运行费用密切相关。考虑到客户可采用贷款方式投资建设配电网工程，在经济效益比对时有必要将工程静态投资转换为动态投资。假设贷款利率为8‰，采用等额本息还款法还款，全额贷款且期限为25年。客户年费用支出情况如表5所示。

表5 客户费用支出情况比对表

从表5可以看出，采用贷款方式筹建客户配电网工程，与方案三相比，方案一和方案二虽然前期投资较大，但折算到每年的费用总支出较小，3个方案中方案一的年费用支出总额最小，总体经济效益最优。在享受电价优惠政策的条件下，客户自建配电网工程可取得一定的经济效益。

4 实例分析

梅州供电局供电区域内，某水泥客户申请报装25 MVA用电需求，从负荷水平来看，建设220 k V专用变电站造价较高，年费用支出较大。因此，客户选择自建容量为25 MVA的110 k V专用变电站，并选择距离约3 km的电源作为接入点，工程投资约2 900万元，于2010年投产。

投产后对该客户的基本电费按报装容量收取，同时对该客户执行35～110 k V大工业电价，2011—2013年期间用电量分别为11 819.2、8 835.8、9 565.8万k Wh，相对于10 k V及以下大工业电价，每年节省电费支出约251万元。

5 结语

综上所述，在分析客户配电网工程投资决策时，将配电网工程的综合造价与运营费用相结合，可得到经济效益总体最优的投资方案。而投资决策不是一成不变的，配电网工程的综合造价（如建设规模、设备选型、设备单价、贷款利率）、运营费用（如基本电价、电度电价）如发生变化，投资决策也可能出现变化，因此对于具体工程应具体分析以找出最优的投资方案。

［1］ 郑风雷，张尧.双边（多边）电力交易市场模式下输电网投资问题的研究［J］.广东电力，2008，21（7）：1-6.

［2］ 万国成，任震，黄金凤.配电子网投资策略［J］.继电器，2002，30（10）：6-9.

［3］ 沈涛.电缆线路经济运行研究［J］.广东电力，2006，19（12）：18-20.

［4］ 卢志刚，李爽，韩彦玲，等.配电网技术经济运行区域的研究及应用［J］.高电压技术，2007，33（6）：156-159.