1.本发明涉及电力技术领域，尤其指一种基于输配电价改革的电网投资组合优化方法。
背景技术：2.2016年12月22日，国家发改委发布《省级电网输配电价定价办法(试行)》，逐步建立输配电价体系和成本监审机制。2019年5月24日，国家发改委、国家能源局发布了《输配电定价成本监审办法》，进一步强化电网企业成本监审约束和激励，细化成本监审审核办法，电网企业的投资活动将受到政府部门更为严格的监管。在输配电价改革后，电网企业准许收入由准许收益、准许成本和价内税金构成，电网企业不仅要将电力需求、供电能力和电网可靠性作为投资依据，还要合理的管控成本，把握企业自身投资能力，实现电网企业的科学投资决策，提升投资收益。电网企业投资不同于一般的投资活动，有其自身的特殊性。电网投资规模巨大，收益慢，属于典型的资金密集型和技术密集型企业。同时，电网企业作为大型国有企业，应当肩负起社会责任，满足电力需求增长和社会经济发展对电力的需求。因此，电网企业需要将有限的资金投入到最能提升电网经济性、可靠性的建设项目中。输配电价改革下，电网企业由传统“购销价差乘以售电量”的粗放型收益模式转变为政府监管的“准许成本加上合理收益”的精细化收益模式。新收益模式下，电网企业的准许成本和准许收益均与资产直接挂钩，输配电价水平将受到有效资产规模的重要影响。因此，根据不同电压等级、不同项目类型对电网准许收入的影响，对于合理安排电网企业投资组合，提高整体资产收益率有重要的意义。
技术实现要素：3.本发明所要解决的技术问题是提供一种可以合理安排电网企业进行投资组合以提高整体资产收益率的基于输配电价改革的电网投资组合优化方法。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方法：一种基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，包括：
5.步骤s1：采集电网电力和财务数据，所述数据包括用户各年的负荷特性曲线，不同电压等级的线路线损率，各地区各年份各类型项目的投资数量和投资金额，电网各年度财务报表及财务参数；
6.步骤s2：测算不同电压等级、不同项目类型的电网投资需求，所述电网投资需求包括电网项目投资数量需求；
7.步骤s3：根据平均单位投资额以及步骤s2中得到的电网项目投资数量需求，确定电网项目的总投资额；
8.步骤s4：测算输配电价改革下的电网投资能力；
9.步骤s5：确定投资项目效益；
10.步骤s6：构建基于投资收益最大的电网最优投资组合模型；
11.步骤s7：确定不同地区、不同电压等级、不同项目类型的电网投资约束条件；
12.步骤s8：综合步骤s7中确定的电网投资约束条件，对步骤s6中构建的电网最优投资组合模型进行求解，得到收益最大的省级电网最优投资组合。
13.进一步地，所述步骤s2中，测算不同电压等级、不同项目类型的电网投资需求时包括：
14.步骤s21，测算高峰负荷需求：先根据各用户的负荷特性预测不同电压等级不同类型用户的用电量，再依据负荷率计算得出最大负荷日的最高用电负荷，即高峰负荷需求；
15.所述用电量的计算公式为：
[0016][0017]
式中，为第t年地区i电压等级j下p类型用户的用电量，为地区i电压等级j下p类型用户的基准年电量，r
p
为p类型用户的电量年增长率；
[0018]
所述高峰负荷需求的计算公式为：
[0019][0020]
式中，p
ti,j
为第t年地区i电压等级j下p类型用户的高峰负荷需求，为第t年地区i电压等级j下p类型用户的用电量，为地区i电压等级j下p类型用户的负荷率，为地区i电压等级j下p类型用户的同时率；
[0021]
步骤s22，测算输配电损耗：先根据不同电压等级下的电力平衡关系，测算不同电压等级之间的输配电损耗比例，包括高峰负荷不同电压等级的线损率和变损率；再构建考虑不同电压等级输配电损耗的电力平衡模型，根据各地区不同电压等级供用电平衡关系，迭代计算得到线损比和变损比；
[0022]
所述线损比和变损比的计算公式为：
[0023][0024][0025]
式中，为电压等级j和电压等级j+1之间的线损比，为电压等级j下的线损率，为电压等级j+1下的线损率，为电压等级j和电压等级j+1之间的变损比，为电压等级j的变损率，为电压等级j+1的变损率；
[0026]
所述电力平衡模型为：
[0027][0028]
式中，gj为电压等级j的上网负荷，v
j+1,j
为电压等级j从电压等级j+1获得的供电负荷，为电压等级j的线损率，pj为电压等级j的用户负荷，s
j,j-1
为电压等级j向电压等级j-1的供电负荷，为电压等级j的线路损耗负荷，为电压等级j向电压等级j-1供电的变损率，v
j,j-1
为电压等级j-1从电压等级j获得的供电负荷，为电压等级j向电压等级j-1供电的变电损耗负荷；
[0029]
步骤s23，预测最高负荷增量需求：先根据不同电压等级的电力平衡关系，从低电压等级向高电压等级逐级计算各电压等级每年的最高负荷总需求，再计算最高负荷增量需求；
[0030]
所述最高负荷总需求的计算公式为：
[0031][0032]
式中，为第t年电压等级j的最高负荷总需求(包括本级负荷需求和向下级供电负荷需求)，p
tj
为第t年电压等级j的用户负荷，为第t年电压等级j向电压等级j-1的供电负荷(包含变损)，为第t年电压等级j的线路损耗负荷，为电压等级j的线损率，v
tj,j-1
为第t年电压等级j从电压等级j+1获得的供电负荷(扣除变损)。为电压等级j向电压等级j-1供电的变损率；
[0033]
所述最高负荷增量需求的计算公式为：
[0034][0035]
式中，为第t年电压等级j的最高负荷增量需求，为第t+1年电压等级j的最高负荷总需求，第t年电压等级j的最高负荷总需求；
[0036]
步骤s24，测算新增容量需求：先由步骤s23中预测得到的最高负荷增量需求计算电网新增容量需求，再根据电网最高负荷增量需求的连续性，计算一段时间周期内各地区
不同电压等级的累积最高负荷增量需求，即电网项目投资数量需求；
[0037]
所述新增容量需求的计算公式为：
[0038][0039]
式中，为第t年电压等级j的新增容量需求，为第t+1年电压等级j的最高负荷总需求，为第t年电压等级j的最高负荷总需求，为电压等级j的容载比，为第t年电压等级j的最高负荷增量需求；
[0040]
所述电网项目投资数量需求的计算公式为：
[0041][0042]
式中，为第t年电压等级j的电网项目投资数量需求，为第t年电压等级j的新增容量需求，为电压等级j的单位变电站容量。
[0043]
进一步地，在步骤s3中，所述平均单位投资的计算公式为：
[0044][0045]
式中，ui
j,k
为电压等级j项目类型k电网项目的平均单位投资，为电压等级j项目类型k变电站的平均单位投资，为电压等级j项目类型k变电站的配比长度，为电压等级j项目类型k线路的平均单位长度投资。
[0046]
进一步地，所述步骤s3中，在确定电网项目的总投资额时，分不同电压等级进行计算，具体如下：
[0047]
电压等级500kv一定类型项目的投资额的计算公式为：
[0048][0049]
式中，为第t年电压等级500kv项目类型k的电网项目投资额，为第t年地区i电压等级500kv项目类型k的电网项目投资数量，ui
500,k
为电压等级500kv项目类型k电网项目的平均单位投资，为第t-1年地区i电压等级500kv项目类型k的电网项目投资数量，为第t-2年地区i电压等级500kv项目类型k的电网项目投资数量；
[0050]
电压等级220kv一定类型项目的投资额的计算公式为：
[0051][0052]
式中，为第t年电压等级220kv项目类型k的电网项目投资额，为第t
年地区i电压等级220kv项目类型k的电网项目投资数量，ui
220,k
为电压等级220kv项目类型电网项目k的平均单位投资，为第t-1年地区i电压等级220kv项目类型k的电网项目投资数量；
[0053]
电压等级110kv及以下一定类型项目的投资额的计算公式为：
[0054][0055]
式中，为第t年电压等级j项目类型k的电网项目投资额，为第t年地区i电压等级j项目类型k的电网项目投资数量，ui
j,k
为电压等级j项目类型k电网项目的平均单位投资。
[0056]
再进一步地，所述步骤s4中，输配电价改革下的电网投资能力的计算公式为：
[0057]yt
＝l
t
+z
t
+r
t-j
t
ꢀꢀꢀ
(14)
[0058]
式中，y
t
为输配电价改革下第t年的投资能力，l
t
为输配电价改革下第t年的留存利润，z
t
为输配电价改革下第t年的折旧额，r
t
为输配电价改革下第t年的新增融资额，j
t
为输配电价改革下第t年的新增流动资产；
[0059]
其中，所述留存利润的计算公式为：
[0060]
l
t
＝(1-10％)
×
p
a,t
ꢀꢀꢀ
(15)
[0061]
式中，l
t
为输配电价改革下第t年的留存利润，p
a,t
为第t年的准许收益；
[0062]
其中，所述折旧额的计算公式为：
[0063][0064]
式中，z
t
为输配电价改革下第t年的折旧额，g
1,p
为2015年1月1日之前形成的第p类资产固定资产净值，m
1,p
为第p类固定资产折旧年限中值，g
2,p
为2016年及以后形成的第p类资产固定资产原值，m
2,p
为第p类固定资产折旧年限，β为固定资产残值率；
[0065]
其中，所述新增流动资产的计算公式为：
[0066]jt
＝(c
t-c
t-1
)
×
γ
ꢀꢀꢀ
(17)
[0067]
式中，j
t
为第t年的新增流动资产，c
t
为第t年的营业总成本，c
t-1
为第t-1年的营业总成本，γ为留存流动资产计提比例；
[0068]
其中，所述新增融资额的计算公式为：
[0069][0070]
式中，r
t
为第t年的新增融资额，该年负债增长额即为当年新增融资额，q
t-1
为第t-1年的资产总额，l
t
为第t年的利润总额，s
t-1
为第t-1年的负债总额，f
t
为第t年的资产负债率。
[0071]
再进一步地，所述步骤s5中，在确定投资项目效益时，对于输配电价改革下，电网项目投资将通过有效资产计入电网企业的准许成本和准许收入，其中，电网项目投资和有效资产之间的关系为：
[0072][0073]
式中，δe
a,t
为第t年新增投资引起的有效资产变化量，i
t
为第t年的电网项目投资
额，为有效资产计入比率。
[0074]
再进一步地，所述步骤s5中，在确定投资项目效益时，对于新建项目、扩建项目和技改项目三类不同类型投资项目，其效益表现在满足符合增长需求、降低供电损耗和减少停电损失三个方面，具体如下：
[0075]
在满足负荷需求增长方面，其计算公式为：
[0076][0077]
式中，为第t年项目由于提高电网输送能力带来的直接经济收益，δp
t,t
为第t年电网输送能力增量，p
t,t
为第t年输配电价；
[0078]
在降低供电损耗方面，其计算公式为：
[0079][0080]
式中，为第t年项目由于降低供电能耗带来的直接经济收益，δp
l,t
第t年网损电量减少量，p
t,t
为第t年输配电价；
[0081]
在减少停电损失方面，其计算公式为：
[0082][0083]
式中，为第t年项目由于减少停电损失带来的直接经济收益，δp
c,t
为第t年直接停电损失电量减少量，p
t,t
为第t年输配电价；
[0084]
因此，不同类型项目的年综合经济收益的计算公式为：
[0085][0086]
式中，r
e,t
为第t年项目综合直接经济收益，为第t年项目由于提高电网输送能力带来的直接经济收益，为第t年项自由于降低供电能耗带来的直接经济收益，为第t年项目由于减少停电损失带来的直接经济收益。
[0087]
更进一步地，所述步骤s6中，构建的基于投资收益最大的电网最优投资组合模型为：
[0088]
max g＝p
ic,t
ꢀꢀꢀ
(25)
[0089]
式中，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入。
[0090]
更进一步地，对于电网企业，所述准许收入由准许成本、准许收益和价内税金组成，所述准许收入的计算公式为：
[0091]
p
ic,t
＝p
c,t
+p
r,t
+t
t
ꢀꢀꢀ
(26)
[0092]
式中，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入，p
c,t
为第t年电网企业的准许成本，p
r,t
为第t年电网企业的准许收益，t
t
为第t年电网企业的价内税金；
[0093]
其中，所述准许成本的计算公式为：
[0094][0095]
式中，p
c,t
为第t年电网企业的准许成本，p
c,0
为电网企业的基期准许成本，δp
c,t
为第t年电网企业的准许成本变化，为第t年电网企业的新增准许成本，为第t年电网企业的减少准许成本，为第t年电网企业的新增折旧，为第t年电网企业的新増运行维护成本，此处，值得一提的是，准许成本中的折旧、运行维护费都可以通过有效资产的增加而增加，为第t-1年地区i电压等级j项目类型k的投资额，为电压等级j项目类型k的新增投资有效资产计入系数，为电压等级j项目类型k的新增投资有效资产折旧率；
[0096]
其中，所述准许收益的计算公式为：
[0097][0098]
式中，p
r,t
为第t年电网企业的准许收益，e
a,t
为第t年电网企业的有效资产总额，r
oe,t
为第t年电网企业的加权平均资本收益率，e
a,t-1
为第t-1年电网企业的有效资产总额，δe
a,t-1
为第t-1年电网企业的有效资产变化量，为第t-1年电网企业的新增有效资产，为第t-1年电网企业的减少有效资产，为第t年地区i电压等级j项目类型k的电网项目投资额，为电压等级j项目类型k的新增投资有效资产计入系数，r
oe,t
为第t年电网企业的加权平均资本收益率，r
oce,t
为第t年电网企业的权益资本收益率，d
ar,t
为第t年电网企业的资产负债率，d
cy,t
为第t年电网企业的债务资本收益率；
[0099]
其中，所述价内税金的计算公式为：
[0100][0101]
式中，t
t
为第t年电网企业的价内税金，t
i,t
为第t年电网企业的所得税，t
u,t
为第t年电网企业的城市维护建设税，t
e,t
为第t年电网企业的教育费附加，e
a,t
为第t年电网企业的有效资产总额，d
ar,t
为第t年电网企业的资产负债率，r
oce,t
为第t年电网企业的权益资本收益率，ri为所得税率，pr'
,t
为第t年电网企业的不含增值税准许收入，r
va
为增值税税率，p
c,i,t
为第t年电网企业的准许成本进项税抵扣额，ru为城市建设维护费率，re为教育费附加
费率。
[0102]
优选地，所述步骤s7中，确定的电网投资约束条件包括投资需求约束、投资能力约束、输配电价约束、平衡账户盈亏约束和非负与整数约束；
[0103]
其中，所述投资需求约束包括：
[0104]
(1)不同地区投资需求约束：
[0105]
对于不同地区，电网项目投资应当满足当地基本的增量负荷需求，由于500kv电网投资往往不区分地区，由省级电网企业统一规划，因此不同地区的电网项目投资涉及500kv以下的电压等级；
[0106]
对于某一地区，其电网项目投资应当满足：
[0107][0108]
式中，为第t年地区i电压等级j新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年地区i电压等级j的新增电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的扩建电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的技改电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中必须进行技改的项目数量比例，为第t年现有电网项目中具有技改条件的项目数量比例，对于不同地区，约束表达式相同，其中参数不同；
[0109]
(2)不同电压等级投资需求约束：
[0110]
由于500kv电网投资往往不区分地区，由省级电网企业统一规划，因此500kv电压等级的电网项目投资应当统一考虑，500kv以下电压等级的电网项目投资需考虑不同地区的不同电压等级投资需求；
[0111]
对于电压等级500kv，电网项目投资应当满足：
[0112][0113][0114]
式中，为第t年电压等级500kv新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年电压等级500kv的新增电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv的扩建电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv的技改电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中必须进行技改的项目数量比例，为第t年现有电网项目中具有技改条件的项目数量比例；
[0115]
对于电压等级500kv以下，电网项目投资应当满足：
[0116][0117]
式中，为第t年地区i电压等级j新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年地区i电压等级j的新增电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的扩建电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的技改电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中必须进行技改的项目数量比例，为第t年现有电网项目中具有技改条件的项目数量比例，对于不同电压等级，约束表达式相同，其中参数不同；
[0118]
(3)不同项目类型投资需求约束：
[0119]
由于新建项目、扩建项目和技改项目的类型和特点不同，因此不同类型项目的投资需求以及相关约束不同；
[0120]
对于扩建电网项目，其投资应当满足：
[0121][0122]
式中，为第t年电压等级500kv的扩建电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中具有扩建条件的项目数量比例，为第t年地区i电压等级j的扩建电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j现有电网项目的总数量；
[0123]
对于技改电网项目，其投资应当满足：
[0124][0125]
式中，为第t年电压等级500kv的技改电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中必须进行技改的项目数量比例，为第t年现有电网项目中具有技改条件的项目数量比例，为第t年地区i电压等级j的技改电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j现有电网项目的总数量；
[0126]
对于新建项目和扩建项目，这两种类型项目投资之和应当满足相应增量负荷需求：
[0127]
[0128]
式中，为第t年电压等级500kv新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年电压等级500kv的新增电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv的扩建电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年地区i电压等级j的新增电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的扩建电网项目投资数量；
[0129]
其中，所述投资能力约束为：
[0130]
不同地区、不同电压等级和不同类型电网项目投资额之和不超过省级电网企业的最大投资能力，如下公式：
[0131][0132]
式中，为第t年地区i电压等级j项目类型k的电网项目投资数量，ui
j,k
为电压等级j项目类型k电网项目的平均单位投资，k
t
为第t年的企业内部资金，w
t
为第t年的企业外部资金；
[0133]
其中，所述输配电价约束为：
[0134]
在输配电价改革下，政府将不允许输配电价在不同监管周期之间具有较大幅度增长，不同电压等级输配电价计算的方法为：
[0135][0136]
式中，为电压等级j的输配电价，为电压等级j的输配电服务总成本，qj为电压等级j的总供电量；
[0137]
不同电压等级的输配电服务总成本计算方法为：
[0138][0139]
式中，为第t年电压等级j的准许收入，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入，为第t年电压等级j的有效资产占比，为第t年电压等级j的变电站有效资产，为第t年电压等级j的变电站有效资产占比，为第t年电压等级j线路有效资产，为第t年电压等级j的线路有效资产占比，为电压等级j的输配电服务总成本，为电压等级j的线路有效资产，为电压等级j+1的变电站有效资产，ζ
j+1/j
为电压等级j+1向电压等级j的变电比例，为电压等级j+1的输配电服务总成本，ξ
j+1/j
为电压等级j+1向电压等级j的供电量比例。
[0140]
不同电压等级输配电价在不同监管周期的变化波动范围应在合理范围之内，如下公式：
[0141][0142]
式中，为上一监管周期内电压等级j的输配电价，为电压等级j输配电价的波动变化下限，为电压等级j的输配电价，为电压等级j输配电价的波动变化上限；
[0143]
其中，所述平衡账户盈亏约束为平衡账户亏损小于准许收益，如下公式：
[0144][0145]
式中，pi'
c,t
为第t年电网企业的实际收入，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入，p
r,t
为第t年电网企业的准许收益，为第t年电网企业电压等级i的实际输配电量，为第t年电压等级i的输配电价核定值；
[0146]
在一个输配电价监管周期内，各年实际收入与准许收益的偏差不同，但是在核算周期内，总的平衡账户额应该大于等于零，如下公式：
[0147][0148]
式中，pi'
c,t
为第t年电网企业的实际收入，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入；
[0149]
其中，所述非负与整数约束为电网投资项目为非负整数，如下公式：
[0150][0151]
式中，为第t年电压等级500kv项目类型k的电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j项目类型k的电网项目投资数量，z
+
为正整数。
[0152]
本发明提供的基于输配电价改革的电网投资组合优化方法通过收集电网企业投资需求、投资能力及平衡账户等相关信息，并在此基础上，根据一个监管周期内电网企业收益最大为目标，综合不同电压等级以及不同类型的电网项目投资需求构建电网企业最优投资组合模型，以实现电网企业在输配电价改革下不同投资组合优化，使得电网企业的效益最大化。本发明不仅可以为电网企业合理安排投资提供支撑，同时还能够为输配电监审部门评价电网企业整体投资效果提供有效信息。
附图说明
[0153]
图1为本发明所涉基于输配电价改革的电网投资组合优化方法的流程图。
具体实施方式
[0154]
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0155]
如图1所示，一种基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，包括八大步骤，下
面以a地区电网在2019-2021年的情况为例，对本方法进行详细的阐述。
[0156]
步骤s1：采集a地区电网在2018-2021年的电力和财务数据，这些电力和财务数据包括用户各年的负荷特性曲线，不同电压等级的线路线损率，各地区各年份各类型项目的投资数量和投资金额，电网各年度财务报表及财务参数。
[0157]
步骤s2：测算不同电压等级、不同项目类型的电网投资需求，该电网投资需求包括高峰负荷需求、最高负荷增量需求、新增容量需求和电网项目投资数量需求，测算这些电网投资需求由以下步骤s21-24组成，具体如下。
[0158]
步骤s21，测算高峰负荷需求：先根据各用户的负荷特性预测不同电压等级不同类型用户的用电量，再依据负荷率计算得出最大负荷日的最高用电负荷，即高峰负荷需求。
[0159]
其中，用电量的计算公式为：
[0160][0161]
式中，为第t年地区i电压等级j下p类型用户的用电量，为地区i电压等级j下p类型用户的基准年电量，r
p
为p类型用户的电量年增长率；
[0162]
其中，高峰负荷需求的计算公式为：
[0163][0164]
式中，p
ti,j
为第t年地区i电压等级j下p类型用户的高峰负荷需求，为第t年地区i电压等级j下p类型用户的用电量，为地区i电压等级j下p类型用户的负荷率，为地区i电压等级j下p类型用户的同时率。
[0165]
步骤s22，测算输配电损耗：先根据不同电压等级下的电力平衡关系，测算不同电压等级之间的输配电损耗比例，包括高峰负荷不同电压等级的线损率和变损率；再构建考虑不同电压等级输配电损耗的电力平衡模型，根据各地区不同电压等级供用电平衡关系，迭代计算得到线损比和变损比。
[0166]
其中，线损比和变损比的计算公式为：
[0167][0168][0169]
式中，为电压等级j和电压等级j+1之间的线损比，为电压等级j下的线损率，为电压等级j+1下的线损率，为电压等级j和电压等级j+1之间的变损比，为电压等级j的变损率，为电压等级j+1的变损率。
[0170]
其中，电力平衡模型为：
[0171][0172]
式中，gj为电压等级j的上网负荷，v
j+1,j
为电压等级j从电压等级j+1获得的供电负荷，为电压等级j的线损率，pj为电压等级j的用户负荷，s
j,j-1
为电压等级j向电压等级j-1的供电负荷，为电压等级j的线路损耗负荷，为电压等级j向电压等级j-1供电的变损率，v
j,j-1
为电压等级j-1从电压等级j获得的供电负荷，为电压等级j向电压等级j-1供电的变电损耗负荷。
[0173]
步骤s23，预测最高负荷增量需求：先根据不同电压等级的电力平衡关系，从低电压等级向高电压等级逐级计算各电压等级每年的最高负荷总需求，再计算最高负荷增量需求。
[0174]
其中，最高负荷总需求的计算公式为：
[0175][0176]
式中，为第t年电压等级j的最高负荷总需求(包括本级负荷需求和向下级供电负荷需求)，p
tj
为第t年电压等级j的用户负荷，为第t年电压等级j向电压等级j-1的供电负荷(包含变损)，为第t年电压等级j的线路损耗负荷，为电压等级j的线损率，v
tj,j-1
为第t年电压等级j从电压等级j+1获得的供电负荷(扣除变损)。为电压等级j向电压等级j-1供电的变损率。
[0177]
其中，最高负荷增量需求的计算公式为：
[0178][0179]
式中，为第t年电压等级j的最高负荷增量需求，为第t+1年电压等级j的最高负荷总需求，第t年电压等级j的最高负荷总需求。
[0180]
利用步骤s1中的数据进行步骤s21-23的测算，得到的2019-2021年a地区不同电压等级的最高负荷增量需求如下表：
[0181]
表1 2019-2021年a地区不同电压等级的最高负荷增量需求(单位：mw)
[0182]
电压等级500kv220kv110kv35kv10kv《10kv合计2019年270.601022.10997.65649.43734.63136.283810.752020年253.88972.75932.93606.08677.25127.883570.752021年200.63808.35776.03507.53573.23106.352972.03
[0183]
步骤s24，测算新增容量需求：先由步骤s23中预测得到的最高负荷增量需求计算电网新增容量需求，再根据电网最高负荷增量需求的连续性，计算一段时间周期内各地区不同电压等级的累积最高负荷增量需求，即电网项目投资数量需求。
[0184]
其中，新增容量需求的计算公式为：
[0185][0186]
式中，为第t年电压等级j的新增容量需求，为第t+1年电压等级j的最高负荷总需求，为第t年电压等级j的最高负荷总需求，为电压等级j的容载比，为第t年电压等级j的最高负荷增量需求。
[0187]
其中，电网项目投资数量需求的计算公式为：
[0188][0189]
式中，为第t年电压等级j的电网项目投资数量需求，为第t年电压等级j的新增容量需求，为电压等级j的单位变电站容量。
[0190]
根据公式(9)，得到的2019-2021年a地区各电压等级各类项目的投资数量需求如下表：
[0191]
表2 2019-2021年a地区各电压等级各类项目的投资数量需求(单位：个)
[0192][0193]
步骤s3：根据平均单位投资额以及步骤s2中得到的电网项目投资数量需求，确定电网项目的总投资额。
[0194]
在该步骤s3中，平均单位投资的计算公式为：
[0195][0196]
式中，ui
j,k
为电压等级j项目类型k电网项目的平均单位投资，为电压等级j项目类型k变电站的平均单位投资，为电压等级j项目类型k变电站的配比长度，为电压等级j项目类型k线路的平均单位长度投资。
[0197]
在确定电网项目的总投资额时，分不同电压等级进行计算，具体如下：
[0198]
电压等级500kv一定类型项目的投资额的计算公式为：
[0199][0200]
式中，为第t年电压等级500kv项目类型k的电网项目投资额，为第t年地区i电压等级500kv项目类型k的电网项目投资数量，ui
500,k
为电压等级500kv项目类型k电网项目的平均单位投资，为第t-1年地区i电压等级500kv项目类型k的电网项目投资数量，为第t-2年地区i电压等级500kv项目类型k的电网项目投资数量。
[0201]
电压等级220kv一定类型项目的投资额的计算公式为：
[0202][0203]
式中，为第t年电压等级220kv项目类型k的电网项目投资额，为第t年地区i电压等级220kv项目类型k的电网项目投资数量，ui
220,k
为电压等级220kv项目类型电网项目k的平均单位投资，为第t-1年地区i电压等级220kv项目类型k的电网项目投资数量。
[0204]
电压等级110kv及以下一定类型项目的投资额的计算公式为：
[0205][0206]
式中，为第t年电压等级j项目类型k的电网项目投资额，为第t年地区i电压等级j项目类型k的电网项目投资数量，ui
j,k
为电压等级j项目类型k电网项目的平均单位投资。
[0207]
步骤s4：测算输配电价改革下的电网投资能力。
[0208]
在输配电价改革下，电网投资能力的计算公式为：
[0209]yt
＝l
t
+z
t
+r
t-j
t
ꢀꢀꢀ
(14)
[0210]
式中，y
t
为输配电价改革下第t年的投资能力，l
t
为输配电价改革下第t年的留存利润，z
t
为输配电价改革下第t年的折旧额，r
t
为输配电价改革下第t年的新增融资额，j
t
为输配电价改革下第t年的新增流动资产。
[0211]
其中，所述留存利润的计算公式为：
[0212]
l
t
＝(1-10％)
×
p
a,t
ꢀꢀꢀ
(15)
[0213]
式中，l
t
为输配电价改革下第t年的留存利润，p
a,t
为第t年的准许收益。
[0214]
其中，所述折旧额的计算公式为：
[0215][0216]
式中，z
t
为输配电价改革下第t年的折旧额，g
1,p
为2015年1月1日之前形成的第p类资产固定资产净值，m
1,p
为第p类固定资产折旧年限中值，g
2,p
为2016年及以后形成的第p类资产固定资产原值，m
2,p
为第p类固定资产折旧年限，β为固定资产残值率。
[0217]
其中，所述新增流动资产的计算公式为：
[0218]jt
＝(c
t-c
t-1
)
×
γ
ꢀꢀꢀ
(17)
[0219]
式中，j
t
为第t年的新增流动资产，c
t
为第t年的营业总成本，c
t-1
为第t-1年的营业总成本，γ为留存流动资产计提比例。
[0220]
其中，所述新增融资额的计算公式为：
[0221][0222]
式中，r
t
为第t年的新增融资额，该年负债增长额即为当年新增融资额，q
t-1
为第t-1年的资产总额，l
t
为第t年的利润总额，s
t-1
为第t-1年的负债总额，f
t
为第t年的资产负债率。
[0223]
根据公式(14)-(18)，得到的2019-2021年a地区输配电价改革下的电网投资能力如下表：
[0224]
表3 2019-2021年a地区输配电价改革下的电网投资能力
[0225]
年份2019年2020年2021年最大投资能力(亿元)149.39158.41165.83
[0226]
步骤s5：确定投资项目效益。
[0227]
在确定投资项目效益时，对于输配电价改革下，电网项目投资将通过有效资产计入电网企业的准许成本和准许收入，其中，电网项目投资和有效资产之间的关系为：
[0228][0229]
式中，δe
a,t
为第t年新增投资引起的有效资产变化量，i
t
为第t年的电网项目投资额，为有效资产计入比率。
[0230]
另外，在确定投资项目效益时，对于新建项目、扩建项目和技改项目三类不同类型投资项目，其效益表现在满足符合增长需求、降低供电损耗和减少停电损失三个方面，具体如下：
[0231]
在满足负荷需求增长方面，其计算公式为：
[0232][0233]
式中，为第t年项目由于提高电网输送能力带来的直接经济收益，δp
t,t
为第t年电网输送能力增量，p
t,t
为第t年输配电价；
[0234]
在降低供电损耗方面，其计算公式为：
[0235][0236]
式中，为第t年项目由于降低供电能耗带来的直接经济收益，δp
l,t
第t年网损
电量减少量，p
t,t
为第t年输配电价；
[0237]
在减少停电损失方面，其计算公式为：
[0238][0239]
式中，为第t年项目由于减少停电损失带来的直接经济收益，δp
c,t
为第t年直接停电损失电量减少量，p
t,t
为第t年输配电价；
[0240]
因此，不同类型项目的年综合经济收益的计算公式为：
[0241][0242]
式中，r
e,t
为第t年项目综合直接经济收益，为第t年项目由于提高电网输送能力带来的直接经济收益，为第t年项自由于降低供电能耗带来的直接经济收益，为第t年项目由于减少停电损失带来的直接经济收益。
[0243]
步骤s6：构建基于投资收益最大的电网最优投资组合模型。
[0244]
在该步骤s6中，构建的基于投资收益最大的电网最优投资组合模型为：
[0245]
max g＝p
ic,t
ꢀꢀꢀ
(25)
[0246]
式中，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入。
[0247]
对于电网企业，准许收入由准许成本、准许收益和价内税金组成，而准许收入的计算公式为：
[0248]
p
ic,t
＝p
c,t
+p
r,t
+t
t
ꢀꢀꢀ
(26)
[0249]
式中，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入，p
c,t
为第t年电网企业的准许成本，p
r,t
为第t年电网企业的准许收益，t
t
为第t年电网企业的价内税金；
[0250]
其中，所述准许成本的计算公式为：
[0251][0252]
式中，p
c,t
为第t年电网企业的准许成本，p
c,0
为电网企业的基期准许成本，δp
c,t
为第t年电网企业的准许成本变化，为第t年电网企业的新增准许成本，为第t年电网企业的减少准许成本，为第t年电网企业的新增折旧，为第t年电网企业的新増运行维护成本，此处，值得一提的是，准许成本中的折旧、运行维护费都可以通过有效资产的增加而增加，为第t-1年地区i电压等级j项目类型k的投资额，为电压等级j项目类型k的新增投资有效资产计入系数，为电压等级j项目类型k的新增投资有效资产折旧率；
[0253]
其中，所述准许收益的计算公式为：
[0254][0255]
式中，p
r,t
为第t年电网企业的准许收益，e
a,t
为第t年电网企业的有效资产总额，r
oe,t
为第t年电网企业的加权平均资本收益率，e
a,t-1
为第t-1年电网企业的有效资产总额，δe
a,t-1
为第t-1年电网企业的有效资产变化量，为第t-1年电网企业的新增有效资产，为第t-1年电网企业的减少有效资产，为第t年地区i电压等级j项目类型k的电网项目投资额，为电压等级j项目类型k的新增投资有效资产计入系数，r
oe,t
为第t年电网企业的加权平均资本收益率，r
oce,t
为第t年电网企业的权益资本收益率，d
ar,t
为第t年电网企业的资产负债率，d
cy,t
为第t年电网企业的债务资本收益率；
[0256]
其中，所述价内税金的计算公式为：
[0257][0258]
式中，t
t
为第t年电网企业的价内税金，t
i,t
为第t年电网企业的所得税，t
u,t
为第t年电网企业的城市维护建设税，t
e,t
为第t年电网企业的教育费附加，e
a,t
为第t年电网企业的有效资产总额，d
ar,t
为第t年电网企业的资产负债率，r
oce,t
为第t年电网企业的权益资本收益率，ri为所得税率，p’r,t
为第t年电网企业的不含增值税准许收入，r
va
为增值税税率，p
c,i,t
为第t年电网企业的准许成本进项税抵扣额，ru为城市建设维护费率，re为教育费附加费率。
[0259]
步骤s7：确定不同地区、不同电压等级、不同项目类型的电网投资约束条件。
[0260]
确定的电网投资约束条件包括投资需求约束、投资能力约束、输配电价约束、平衡账户盈亏约束和非负与整数约束。
[0261]
其中，所述投资需求约束包括：
[0262]
(1)不同地区投资需求约束：
[0263]
对于不同地区，电网项目投资应当满足当地基本的增量负荷需求，由于500kv电网投资往往不区分地区，由省级电网企业统一规划，因此不同地区的电网项目投资涉及500kv以下的电压等级；
[0264]
对于某一地区，其电网项目投资应当满足：
[0265][0266]
式中，为第t年地区i电压等级j新增负荷的电网项目投资数量需求，
为第t年地区i电压等级j的新增电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的扩建电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的技改电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中必须进行技改的项目数量比例，为第t年现有电网项目中具有技改条件的项目数量比例，对于不同地区，约束表达式相同，其中参数不同；
[0267]
(2)不同电压等级投资需求约束：
[0268]
由于500kv电网投资往往不区分地区，由省级电网企业统一规划，因此500kv电压等级的电网项目投资应当统一考虑，500kv以下电压等级的电网项目投资需考虑不同地区的不同电压等级投资需求；
[0269]
对于电压等级500kv，电网项目投资应当满足：
[0270][0271][0272]
式中，为第t年电压等级500kv新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年电压等级500kv的新增电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv的扩建电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv的技改电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中必须进行技改的项目数量比例，为第t年现有电网项目中具有技改条件的项目数量比例；
[0273]
对于电压等级500kv以下，电网项目投资应当满足：
[0274][0275]
式中，为第t年地区i电压等级j新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年地区i电压等级j的新增电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的扩建电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的技改电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中必须进行技改的项目数量比例，为第t年现有电网项目中具有技改条件的项目数量比例，对于不同电压等级，约束表达式相同，其中参数不同；
[0276]
(3)不同项目类型投资需求约束：
[0277]
由于新建项目、扩建项目和技改项目的类型和特点不同，因此不同类型项目的投资需求以及相关约束不同；
[0278]
对于扩建电网项目，其投资应当满足：
[0279][0280]
式中，为第t年电压等级500kv的扩建电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中具有扩建条件的项目数量比例，为第t年地区i电压等级j的扩建电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j现有电网项目的总数量；
[0281]
对于技改电网项目，其投资应当满足：
[0282][0283]
式中，为第t年电压等级500kv的技改电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中必须进行技改的项目数量比例，为第t年现有电网项目中具有技改条件的项目数量比例，为第t年地区i电压等级j的技改电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j现有电网项目的总数量；
[0284]
对于新建项目和扩建项目，这两种类型项目投资之和应当满足相应增量负荷需求：
[0285][0286]
式中，为第t年电压等级500kv新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年电压等级500kv的新增电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv的扩建电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年地区i电压等级j的新增电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的扩建电网项目投资数量；
[0287]
其中，投资能力约束为：
[0288]
不同地区、不同电压等级和不同类型电网项目投资额之和不超过省级电网企业的最大投资能力，如下公式：
[0289][0290]
式中，为第t年地区i电压等级j项目类型k的电网项目投资数量，ui
j,k
为电压等级j项目类型k电网项目的平均单位投资，k
t
为第t年的企业内部资金，w
t
为第t年的企业外部资金；
[0291]
其中，输配电价约束为：
[0292]
在输配电价改革下，政府将不允许输配电价在不同监管周期之间具有较大幅度增长，不同电压等级输配电价计算的方法为：
[0293][0294]
式中，为电压等级j的输配电价，为电压等级j的输配电服务总成本，qj为电压等级j的总供电量；
[0295]
不同电压等级的输配电服务总成本计算方法为：
[0296][0297]
式中，为第t年电压等级j的准许收入，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入，为第t年电压等级j的有效资产占比，为第t年电压等级j的变电站有效资产，为第t年电压等级j的变电站有效资产占比，为第t年电压等级j线路有效资产，为第t年电压等级j的线路有效资产占比，为电压等级j的输配电服务总成本，为电压等级j的线路有效资产，为电压等级j+1的变电站有效资产，ζ
j+1/j
为电压等级j+1向电压等级j的变电比例，为电压等级j+1的输配电服务总成本，ξ
j+1/j
为电压等级j+1向电压等级j的供电量比例。
[0298]
不同电压等级输配电价在不同监管周期的变化波动范围应在合理范围之内，如下公式：
[0299][0300]
式中，为上一监管周期内电压等级j的输配电价，为电压等级j输配电价的波动变化下限，为电压等级j的输配电价，为电压等级j输配电价的波动变化上限；
[0301]
其中，平衡账户盈亏约束为平衡账户亏损小于准许收益，如下公式：
[0302][0303]
式中，p’ic,t
为第t年电网企业的实际收入，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入，p
r,t
为第t年电网企业的准许收益，为第t年电网企业电压等级i的实际输配电量，为第t年电压等级i的输配电价核定值；
[0304]
在一个输配电价监管周期内，各年实际收入与准许收益的偏差不同，但是在核算
周期内，总的平衡账户额应该大于等于零，如下公式：
[0305][0306]
式中，p’ic,t
为第t年电网企业的实际收入，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入；
[0307]
其中，所述非负与整数约束为电网投资项目为非负整数，如下公式：
[0308][0309]
式中，为第t年电压等级500kv项目类型k的电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j项目类型k的电网项目投资数量，z
+
为正整数。
[0310]
步骤s8：综合步骤s7中确定的电网投资约束条件，对步骤s6中构建的电网最优投资组合模型进行求解，得到收益最大的省级电网最优投资组合，如下表4所示。
[0311]
表4 2019-2021年a地区电网整体投资规模情况
[0312]
年份2019年2020年2021年基本投资需求(亿元)58.6257.8846.07总投资额(亿元)65.1364.3151.19投资能力(亿元)149.39158.41165.83
[0313]
其中，基本投资需求数据是电网规划预计数，为已知参数。
[0314]
在省级电网最优投资组合中，根据本实施方式中公式(9)、(10)、(11)分别按不同电压等级不同项目类型计算2019-2021年a区的投资额，得到如下表5所示数据。
[0315]
表5 2019-2021年a地区不同电压等级不同项目类型的电网项目投资额
[0316][0317]
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
[0318]
为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本技术文件还省略了一些其他元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。
技术特征：1.一种基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，其特征在于，包括：步骤s1：采集电网电力和财务数据，所述数据包括用户各年的负荷特性曲线，不同电压等级的线路线损率，各地区各年份各类型项目的投资数量和投资金额，电网各年度财务报表及财务参数；步骤s2：测算不同电压等级、不同项目类型的电网投资需求，所述电网投资需求包括电网项目投资数量需求；步骤s3：根据平均单位投资额以及步骤s2中得到的电网项目投资数量需求，确定电网项目的总投资额；步骤s4：测算输配电价改革下的电网投资能力；步骤s5：确定投资项目效益；步骤s6：构建基于投资收益最大的电网最优投资组合模型；步骤s7：确定不同地区、不同电压等级、不同项目类型的电网投资约束条件；步骤s8：综合步骤s7中确定的电网投资约束条件，对步骤s6中构建的电网最优投资组合模型进行求解，得到收益最大的省级电网最优投资组合。2.根据权利要求1所述的基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，其特征在于：所述步骤s2中，测算不同电压等级、不同项目类型的电网投资需求时包括：步骤s21，测算高峰负荷需求：先根据各用户的负荷特性预测不同电压等级不同类型用户的用电量，再依据负荷率计算得出最大负荷日的最高用电负荷，即高峰负荷需求；所述用电量的计算公式为：式中，为第t年地区i电压等级j下p类型用户的用电量，为地区i电压等级j下p类型用户的基准年电量，r
p
为p类型用户的电量年增长率；所述高峰负荷需求的计算公式为：式中，为第t年地区i电压等级j下p类型用户的高峰负荷需求，为第t年地区i电压等级j下p类型用户的用电量，为地区i电压等级j下p类型用户的负荷率，为地区i电压等级j下p类型用户的同时率；步骤s22，测算输配电损耗：先根据不同电压等级下的电力平衡关系，测算不同电压等级之间的输配电损耗比例，包括高峰负荷不同电压等级的线损率和变损率；再构建考虑不同电压等级输配电损耗的电力平衡模型，根据各地区不同电压等级供用电平衡关系，迭代计算得到线损比和变损比；所述线损比和变损比的计算公式为：
式中，为电压等级j和电压等级j+1之间的线损比，为电压等级j下的线损率，为电压等级j+1下的线损率，为电压等级j和电压等级j+1之间的变损比，为电压等级j的变损率，为电压等级j+1的变损率；所述电力平衡模型为：式中，g
j
为电压等级j的上网负荷，v
j+1,j
为电压等级j从电压等级j+1获得的供电负荷，为电压等级j的线损率，p
j
为电压等级j的用户负荷，s
j,j-1
为电压等级j向电压等级j-1的供电负荷，为电压等级j的线路损耗负荷，为电压等级j向电压等级j-1供电的变损率，v
j,j-1
为电压等级j-1从电压等级j获得的供电负荷，为电压等级j向电压等级j-1供电的变电损耗负荷；步骤s23，预测最高负荷增量需求：先根据不同电压等级的电力平衡关系，从低电压等级向高电压等级逐级计算各电压等级每年的最高负荷总需求，再计算最高负荷增量需求；所述最高负荷总需求的计算公式为：式中，为第t年电压等级j的最高负荷总需求(包括本级负荷需求和向下级供电负荷需求)，为第t年电压等级j的用户负荷，为第t年电压等级j向电压等级j-1的供电负荷(包含变损)，为第t年电压等级j的线路损耗负荷，为电压等级j的线损率，v
tj,j-1
为第t年电压等级j从电压等级j+1获得的供电负荷(扣除变损)。为电压等级j向电压等级j-1供电的变损率；所述最高负椅增量需求的计算公式为:
式中，为第t年电压等级j的最高负荷增量需求，为第t+1年电压等级j的最高负荷总需求，第t年电压等级j的最高负荷总需求；步骤s24，测算新增容量需求：先由步骤s23中预测得到的最高负荷增量需求计算电网新增容量需求，再根据电网最高负荷增量需求的连续性，计算一段时间周期内各地区不同电压等级的累积最高负荷增量需求，即电网项目投资数量需求；所述新增容量需求的计算公式为：式中，为第t年电压等级j的新增容量需求，为第t+1年电压等级j的最高负荷总需求，为第t年电压等级j的最高负荷总需求，为电压等级j的容载比，为第t年电压等级j的最高负荷增量需求；所述电网项目投资数量需求的计算公式为：式中，为第t年电压等级j的电网项目投资数量需求，为第t年电压等级j的新增容量需求，为电压等级j的单位变电站容量。3.根据权利要求2所述的基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，其特征在于：在步骤s3中，所述平均单位投资的计算公式为：式中，ui
j,k
为电压等级j项目类型k电网项目的平均单位投资，为电压等级j项目类型k变电站的平均单位投资，为电压等级j项目类型k变电站的配比长度，为电压等级j项目类型k线路的平均单位长度投资。4.根据权利要求3所述的基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，其特征在于：所述步骤s3中，在确定电网项目的总投资额时，分不同电压等级进行计算，具体如下：电压等级500kv一定类型项目的投资额的计算公式为：式中，为第t年电压等级500kv项目类型k的电网项目投资额，为第t年地区i电压等级500kv项目类型k的电网项目投资数量，ui
500,k
为电压等级500kv项目类型k电网项目的平均单位投资，为第t-1年地区i电压等级500kv项目类型k的电网项目投资
数量，为第t-2年地区i电压等级500kv项目类型k的电网项目投资数量；电压等级220kv一定类型项目的投资额的计算公式为：式中，为第t年电压等级220kv项目类型k的电网项目投资额，为第t年地区i电压等级220kv项目类型k的电网项目投资数量，ui
220,k
为电压等级220kv项目类型电网项目k的平均单位投资，为第t-1年地区i电压等级220kv项目类型k的电网项目投资数量；电压等级110kv及以下一定类型项目的投资额的计算公式为：式中，为第t年电压等级j项目类型k的电网项目投资额，为第t年地区i电压等级j项目类型k的电网项目投资数量，ui
j,k
为电压等级j项目类型k电网项目的平均单位投资。5.根据权利要求4所述的基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，其特征在于：所述步骤s4中，输配电价改革下的电网投资能力的计算公式为：y
t
＝l
t
+z
t
+r
t-j
t
ꢀꢀ
(14)式中，y
t
为输配电价改革下第t年的投资能力，l
t
为输配电价改革下第t年的留存利润，z
t
为输配电价改革下第t年的折旧额，r
t
为输配电价改革下第t年的新增融资额，j
t
为输配电价改革下第t年的新增流动资产；其中，所述留存利润的计算公式为：l
t
＝(1-10％)
×
p
a,t
ꢀꢀ
(15)式中，l
t
为输配电价改革下第t年的留存利润，p
a,t
为第t年的准许收益；其中，所述折旧额的计算公式为：式中，z
t
为输配电价改革下第t年的折旧额，g
1,p
为2015年1月1日之前形成的第p类资产固定资产净值，m
1,p
为第p类固定资产折旧年限中值，g
2,p
为2016年及以后形成的第p类资产固定资产原值，m
2,p
为第p类固定资产折旧年限，β为固定资产残值率；其中，所述新增流动资产的计算公式为：j
t
＝(c
t-c
t-1
)
×
γ (17)式中，j
t
为第t年的新增流动资产，c
t
为第t年的营业总成本，c
t-1
为第t-1年的营业总成本，γ为留存流动资产计提比例；其中，所述新增融资额的计算公式为：式中，r
t
为第t年的新增融资额，该年负债增长额即为当年新增融资额，q
t-1
为第t-1年的资产总额，l
t
为第t年的利润总额，s
t-1
为第t-1年的负债总额，f
t
为第t年的资产负债率。6.根据权利要求5所述的基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，其特征在于：所
述步骤s5中，在确定投资项目效益时，对于输配电价改革下，电网项目投资将通过有效资产计入电网企业的准许成本和准许收入，其中，电网项目投资和有效资产之间的关系为：式中，δe
a,t
为第t年新增投资引起的有效资产变化量，i
t
为第t年的电网项目投资额，为有效资产计入比率。7.根据权利要求6所述的基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，其特征在于：所述步骤s5中，在确定投资项目效益时，对于新建项目、扩建项目和技改项目三类不同类型投资项目，其效益表现在满足符合增长需求、降低供电损耗和减少停电损失三个方面，具体如下：在满足负荷需求增长方面，其计算公式为：式中，为第t年项目由于提高电网输送能力带来的直接经济收益，δp
t,t
为第t年电网输送能力增量，p
t,t
为第t年输配电价；在降低供电损耗方面，其计算公式为：式中，为第t年项目由于降低供电能耗带来的直接经济收益，δp
l,t
第t年网损电量减少量，p
t,t
为第t年输配电价；在减少停电损失方面，其计算公式为：式中，为第t年项目由于减少停电损失带来的直接经济收益，δp
c,t
为第t年直接停电损失电量减少量，p
t,t
为第t年输配电价；因此，不同类型项目的年综合经济收益的计算公式为：式中，r
e,t
为第t年项目综合直接经济收益，为第t年项目由于提高电网输送能力带来的直接经济收益，为第t年项自由于降低供电能耗带来的直接经济收益，为第t年项目由于减少停电损失带来的直接经济收益。8.根据权利要求7所述的基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，其特征在于：所述步骤s6中，构建的基于投资收益最大的电网最优投资组合模型为：max g＝p
ic,t (25)式中，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入。9.根据权利要求8所述的基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，其特征在于：对于电网企业，所述准许收入由准许成本、准许收益和价内税金组成，所述准许收入的计算公式为:p
ic,t
＝p
c,t
+p
r,t
+t
t (26)式中，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入，p
c,t
为第t年电网企业的准许成本，p
r,t
为第t年
电网企业的准许收益，t
t
为第t年电网企业的价内税金；其中，所述准许成本的计算公式为：式中，p
c,t
为第t年电网企业的准许成本，p
c,0
为电网企业的基期准许成本，δp
c,t
为第t年电网企业的准许成本变化，为第t年电网企业的新增准许成本，为第t年电网企业的减少准许成本，为第t年电网企业的新增折旧，为第t年电网企业的新増运行维护成本，此处，值得一提的是，准许成本中的折旧、运行维护费都可以通过有效资产的增加而增加，为第t-1年地区i电压等级j项目类型k的投资额，为电压等级j项目类型k的新增投资有效资产计入系数，为电压等级j项目类型k的新增投资有效资产折旧率；其中，所述准许收益的计算公式为：式中，p
r,t
为第t年电网企业的准许收益，e
a,t
为第t年电网企业的有效资产总额，r
oe,t
为第t年电网企业的加权平均资本收益率，e
a,t-1
为第t-1年电网企业的有效资产总额，δe
a,t-1
为第t-1年电网企业的有效资产变化量，为第t-1年电网企业的新增有效资产，为第t-1年电网企业的减少有效资产，为第t年地区i电压等级j项目类型k的电网项目投资额，为电压等级j项目类型k的新增投资有效资产计入系数，r
oe,t
为第t年电网企业的加权平均资本收益率，r
oce,t
为第t年电网企业的权益资本收益率，d
ar,t
为第t年电网企业的资产负债率，d
cy,t
为第t年电网企业的债务资本收益率；其中，所述价内税金的计算公式为：式中，t
t
为第t年电网企业的价内税金，t
i,t
为第t年电网企业的所得税，t
u,t
为第t年电网企业的城市维护建设税，t
e,t
为第t年电网企业的教育费附加，e
a,t
为第t年电网企业的有效资产总额，d
ar,t
为第t年电网企业的资产负债率，r
oce,t
为第t年电网企业的权益资本收益率，r
i
为所得税率，p'
r,t
为第t年电网企业的不含增值税准许收入，r
va
为增值税税率，p
c,i,t
为第t年电网企业的准许成本进项税抵扣额，r
u
为城市建设维护费率，r
e
为教育费附加费率。
10.根据权利要求9所述的基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，其特征在于：所述步骤s7中，确定的电网投资约束条件包括投资需求约束、投资能力约束、输配电价约束、平衡账户盈亏约束和非负与整数约束；其中，所述投资需求约束包括：(1)不同地区投资需求约束：对于不同地区，电网项目投资应当满足当地基本的增量负荷需求，由于500kv电网投资往往不区分地区，由省级电网企业统一规划，因此不同地区的电网项目投资涉及500kv以下的电压等级；对于某一地区，其电网项目投资应当满足：式中，为第t年地区i电压等级j新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年地区i电压等级j的新增电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的扩建电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的技改电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中必须进行技改的项目数量比例，为第t年现有电网项目中具有技改条件的项目数量比例，对于不同地区，约束表达式相同，其中参数不同；(2)不同电压等级投资需求约束：由于500kv电网投资往往不区分地区，由省级电网企业统一规划，因此500kv电压等级的电网项目投资应当统一考虑，500kv以下电压等级的电网项目投资需考虑不同地区的不同电压等级投资需求；对于电压等级500kv，电网项目投资应当满足：00kv，电网项目投资应当满足：式中，为第t年电压等级500kv新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年电压等级500kv的新增电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv的扩建电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv的技改电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中必须进行技改的项目数量比例，为第t年现有电网项目中具有技改条件的项目数量比例；对于电压等级500kv以下，电网项目投资应当满足：
式中，为第t年地区i电压等级j新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年地区i电压等级j的新增电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的扩建电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的技改电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中必须进行技改的项目数量比例，为第t年现有电网项目中具有技改条件的项目数量比例，对于不同电压等级，约束表达式相同，其中参数不同；(3)不同项目类型投资需求约束：由于新建项目、扩建项目和技改项目的类型和特点不同，因此不同类型项目的投资需求以及相关约束不同；对于扩建电网项目，其投资应当满足:式中，为第t年电压等级500kv的扩建电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中具有扩建条件的项目数量比例，为第t年地区i电压等级j的扩建电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j现有电网项目的总数量；对于技改电网项目，其投资应当满足：式中，为第t年电压等级500kv的技改电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv现有电网项目的总数量，为第t年现有电网项目中必须进行技改的项目数量比例，为第t年现有电网项目中具有技改条件的项目数量比例，为第t年地区i电压等级j的技改电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j现有电网项目的总数量；对于新建项目和扩建项目，这两种类型项目投资之和应当满足相应增量负荷需求：式中，为第t年电压等级500kv新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年电压等级500kv的新增电网项目投资数量，为第t年电压等级500kv的扩建电网项目投
资数量，为第t年地区i电压等级j新增负荷的电网项目投资数量需求，为第t年地区i电压等级j的新增电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j的扩建电网项目投资数量；其中，所述投资能力约束为：不同地区、不同电压等级和不同类型电网项目投资额之和不超过省级电网企业的最大投资能力，如下公式：式中，为第t年地区i电压等级j项目类型k的电网项目投资数量，ui
j,k
为电压等级j项目类型k电网项目的平均单位投资，k
t
为第t年的企业内部资金，w
t
为第t年的企业外部资金；其中，所述输配电价约束为：在输配电价改革下，政府将不允许输配电价在不同监管周期之间具有较大幅度增长，不同电压等级输配电价计算的方法为：式中，为电压等级j的输配电价，为电压等级j的输配电服务总成本，q
j
为电压等级j的总供电量；不同电压等级的输配电服务总成本计算方法为：式中，为第t年电压等级j的准许收入，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入，为第t年电压等级j的有效资产占比，为第t年电压等级j的变电站有效资产，为第t年电压等级j的变电站有效资产占比，为第t年电压等级j线路有效资产，为第t年电压等级j的线路有效资产占比，为电压等级j的输配电服务总成本，为电压等级j的线路有效资产，为电压等级j+1的变电站有效资产，ζ
j+1/j
为电压等级j+1向电压等级j的变电比例，为电压等级j+1的输配电服务总成本，ξ
j+1/j
为电压等级j+1向电压等级j的供电量比例。不同电压等级输配电价在不同监管周期的变化波动范围应在合理范围之内，如下公式：
式中，为上一监管周期内电压等级j的输配电价，为电压等级j输配电价的波动变化下限，为电压等级j的输配电价，为电压等级j输配电价的波动变化上限；其中，所述平衡账户盈亏约束为平衡账户亏损小于准许收益，如下公式：式中，p'
ic,t
为第t年电网企业的实际收入，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入，p
r,t
为第t年电网企业的准许收益，为第t年电网企业电压等级i的实际输配电量，为第t年电压等级i的输配电价核定值；在一个输配电价监管周期内，各年实际收入与准许收益的偏差不同，但是在核算周期内，总的平衡账户额应该大于等于零，如下公式：式中，p'
ic,t
为第t年电网企业的实际收入，p
ic,t
为第t年电网企业的准许收入；其中，所述非负与整数约束为电网投资项目为非负整数，如下公式：式中，为第t年电压等级500kv项目类型k的电网项目投资数量，为第t年地区i电压等级j项目类型k的电网项目投资数量，z
+
为正整数。
技术总结一种基于输配电价改革的电网投资组合优化方法，包括采集电网电力和财务数据；测算不同电压等级、不同项目类型的电网投资需求；根据平均单位投资额以及电网项目投资数量需求，确定电网项目的总投资额；测算输配电价改革下的电网投资能力；确定投资项目效益；构建基于投资收益最大的电网最优投资组合模型；确定不同地区、不同电压等级、不同项目类型的电网投资约束条件；综合确定的电网投资约束条件，对构建的电网最优投资组合模型进行求解，得到收益最大的省级电网最优投资组合。本发明可以合理安排电网企业进行投资组合以提高整体资产收益率，同时能够为输配电监审部门评价电网企业整体投资效果提供有效信息。业整体投资效果提供有效信息。业整体投资效果提供有效信息。
技术研发人员：何英静 邬樵风 叶顺然 李帆 周林 但扬清 沈舒仪 朱克平 王曦冉 沈志恒 孙飞飞 钱佳佳 陈佳玺
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司经济技术研究院
技术研发日：2022.03.29
技术公布日：2022/7/5
