電網(wǎng)公司保底服務(wù)實(shí)施后的增量配電網(wǎng)投資策略 [J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化

一、研究背景

2016年10月11日，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布了《售電公司準(zhǔn)入與退出管理辦法》和《有序放開配電網(wǎng)業(yè)務(wù)管理辦法》(以下簡(jiǎn)稱《辦法》)。《辦法》是為鼓勵(lì)社會(huì)資本有序投資、運(yùn)營(yíng)增量配網(wǎng)，促進(jìn)配電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，提高配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效率而制定的。向社會(huì)資本開放增量配網(wǎng)領(lǐng)域的投資建設(shè)，在引入競(jìng)爭(zhēng)提高效率的同時(shí)，投資風(fēng)險(xiǎn)也將會(huì)升高。為防范增量配網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，《辦法》明確指出“擁有配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)權(quán)的售電公司申請(qǐng)自愿退出或無(wú)力提供售電服務(wù)時(shí)，若無(wú)其他公司承擔(dān)該地區(qū)配電業(yè)務(wù)，由電網(wǎng)企業(yè)接收并提供保底供電服務(wù)”。由此保底服務(wù)實(shí)施后電網(wǎng)公司如何投資增量配網(wǎng)成為了一個(gè)新問(wèn)題。

(來(lái)源：微信公眾號(hào) 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 ID：AEPS-1977 作者：陳立，王蓓蓓，黃俊輝，談健，林凱穎)

相比傳統(tǒng)電網(wǎng)投資，電網(wǎng)公司保底服務(wù)實(shí)施后的增量配網(wǎng)投資策略主要存在以下特點(diǎn)：

1)新電改環(huán)境下，配售電業(yè)務(wù)分離。增量配網(wǎng)配電業(yè)務(wù)的盈利方式主要是輸配電價(jià)，而輸配電價(jià)的核算主要依賴于有效資產(chǎn)。配電業(yè)務(wù)收益將呈現(xiàn)明顯的投資導(dǎo)向;

2)不同于已長(zhǎng)久運(yùn)營(yíng)的存量網(wǎng)絡(luò)，增量配網(wǎng)是新電網(wǎng)，起始規(guī)劃建設(shè)集中，而配電網(wǎng)中大量設(shè)備壽命又相近，其設(shè)備的更替退出具有明顯的集中性;

3)保底服務(wù)下，電網(wǎng)公司投資增量配網(wǎng)具有很強(qiáng)的被動(dòng)性。電網(wǎng)公司對(duì)保底接手增量配網(wǎng)的時(shí)間、原網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)備選型都難以把控，接手后只能在原網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造更新。

本文文章將以增量配網(wǎng)為研究對(duì)象;以電網(wǎng)公司保底增量配網(wǎng)為應(yīng)用場(chǎng)景;以有效資產(chǎn)為導(dǎo)向，對(duì)電網(wǎng)公司保底服務(wù)實(shí)施后的增量配網(wǎng)投資策略展開研究，以此給出一些投資建議。

二、有效資產(chǎn)分析

增量配網(wǎng)輸配電價(jià)由省發(fā)改委按照省級(jí)電網(wǎng)輸配電價(jià)定價(jià)辦法，對(duì)增量配網(wǎng)開展成本監(jiān)審、確定準(zhǔn)許收益和稅金。按照省級(jí)電網(wǎng)輸配電價(jià)定價(jià)方法，輸配電價(jià)的組成如圖1所示。

圖1 輸配電價(jià)組成結(jié)構(gòu)圖

由上看出，輸配電價(jià)核算中，準(zhǔn)許成本與準(zhǔn)許收益與新增有效資產(chǎn)有著密切關(guān)系。一般的，電網(wǎng)有效資產(chǎn)的投資方式可以分為新建改造工程和設(shè)備更替換優(yōu)兩種方式。

1）新建改造工程

新建改造工程是指為了滿足區(qū)域負(fù)荷增長(zhǎng)或提高網(wǎng)絡(luò)可靠性等需求進(jìn)行的新建或改造網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目。新建改造工程從投資到形成有單據(jù)證明的固定資產(chǎn)，中間存在著大量的成本消耗。在最終的資金轉(zhuǎn)化上存在著工程轉(zhuǎn)資率，有效資產(chǎn)形成效率較低。

2）設(shè)備更替換優(yōu)

按照設(shè)備健康指數(shù)理論，隨著設(shè)備服役年限的增加，設(shè)備性能狀態(tài)逐漸變差，影響配電網(wǎng)可靠性。那么在設(shè)備折舊退出時(shí)將原設(shè)備更替為質(zhì)量性能更佳，價(jià)格更高的優(yōu)質(zhì)設(shè)備既可以增強(qiáng)配電可靠性，又可以增加有效資產(chǎn)。設(shè)備更替換優(yōu)幾乎不存在轉(zhuǎn)資率的影響，但更替換優(yōu)時(shí)間受原設(shè)備折舊退出的時(shí)間限制。由此可以在決策時(shí)間上分為提前更替換優(yōu)、按時(shí)更替換優(yōu)和延遲更替換優(yōu)。

提前更替換優(yōu)按照會(huì)計(jì)賬面計(jì)提原則“提前報(bào)廢的固定資產(chǎn)，不再補(bǔ)提折舊”，該部分資產(chǎn)賬面凈值將無(wú)法回收，造成損失。

延遲更替換優(yōu)，延遲更換的設(shè)備處于低性能狀態(tài)，會(huì)降低配電網(wǎng)可靠性。此外按照會(huì)計(jì)賬面計(jì)提原則“提足折舊后的設(shè)備資產(chǎn)無(wú)論是否繼續(xù)使用，均不再提取折舊”，該部分資產(chǎn)在延遲服役期間凈值為0，不計(jì)提其折舊成本和收益。

三、投資優(yōu)化

3.1 目標(biāo)函數(shù)

參照國(guó)外保底服務(wù)的調(diào)研結(jié)果，配電網(wǎng)的保底服務(wù)往往存在著保底的時(shí)間限定。假定保底服務(wù)的開展存在著一定時(shí)間年限n，那么對(duì)于電網(wǎng)公司而言，其投資規(guī)劃周期就是整個(gè)保底服務(wù)的時(shí)間。整個(gè)保底時(shí)間內(nèi)的凈收益將主要由準(zhǔn)許收益和投資過(guò)程中造成的損失組成：

式中：Mi為工程投資未轉(zhuǎn)化為有效資產(chǎn)的損失;Li為提前更替設(shè)備帶來(lái)的損失。

3.2 資金約束

1)投資金額由于融資能力等因素存在資金總額的約束。

2)每年新建改造工程投入必須大于滿足基本負(fù)荷增長(zhǎng)的最小投資需求。

3)設(shè)備更替換優(yōu)的設(shè)備價(jià)格一般不會(huì)超過(guò)原設(shè)備過(guò)多，即額外的設(shè)備更替換優(yōu)投資金額應(yīng)受制于該年折舊退出的設(shè)備資產(chǎn)。

式中：μ為更替優(yōu)質(zhì)設(shè)備額外增加的資金占原設(shè)備價(jià)格的比例上限，θi,scr為第i年報(bào)廢資產(chǎn)比例，在設(shè)備集中退出的情況下，可按時(shí)間分別取為提前延遲和按時(shí)更替換優(yōu)比例θahead,θdelay, 1-θdelay-θahead。

3.3 設(shè)備質(zhì)量與可靠性約束

假定設(shè)備性能狀態(tài)與服役時(shí)間呈線性相關(guān)，那么配電網(wǎng)的設(shè)備性能狀態(tài)指數(shù)應(yīng)滿足可靠性要求：

3.4 輸配電價(jià)約束

輸配電價(jià)是政府管控電網(wǎng)投資的重要信號(hào)。在新電改的背景下政府勢(shì)必會(huì)強(qiáng)化投資約束機(jī)制，抑制過(guò)度投資。由此推斷未來(lái)政府可能會(huì)直接對(duì)輸配電價(jià)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，長(zhǎng)期看來(lái)會(huì)希望輸配電價(jià)呈現(xiàn)穩(wěn)定或下降的發(fā)展態(tài)勢(shì)。因此設(shè)立輸配電價(jià)年上漲約束：

四、算例分析

假定某增量配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商在增量配電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，無(wú)力維持而觸發(fā)保底事件，電網(wǎng)公司對(duì)其開展保底服務(wù)并規(guī)劃其未來(lái)10年的投資計(jì)劃，而設(shè)備主要集中在第4年折舊退出。圖2和圖3是考慮了輸配電價(jià)約束的年投資金額分布，凈收益和輸配電價(jià)的結(jié)果。

圖2 考慮輸配電價(jià)約束的年投資額安排

圖3 考慮輸配電價(jià)約束下凈收益和輸配電價(jià)曲線

設(shè)備更替換優(yōu)相較與新建改造工程，有效資產(chǎn)形成效率高。而在有輸配電價(jià)約束的情況下，投資的金額得到了分散，出現(xiàn)了大量的新建改造工程投資，一部分的提前和延遲設(shè)備更替換優(yōu)投資。原因在于輸配電價(jià)上漲約束致使設(shè)備無(wú)法在第4年集中更替換優(yōu)，投資資金向提前更替換優(yōu)轉(zhuǎn)移。而提前進(jìn)行了設(shè)備更替使得網(wǎng)絡(luò)整體設(shè)備質(zhì)量與可靠性得到了提升，給予了延遲設(shè)備更替投資空間，但總體上提前或延遲設(shè)備更替產(chǎn)生的效益都會(huì)降低原收益率，此時(shí)設(shè)備更替換優(yōu)投資將不再是絕對(duì)占優(yōu)，在第1年進(jìn)行新建改造工程的投資方式開始顯現(xiàn)價(jià)值。

此外文章還進(jìn)一步分析了輸配電價(jià)增長(zhǎng)約束、投資總金額和保底服務(wù)發(fā)生時(shí)間對(duì)電網(wǎng)公司保底增量配網(wǎng)后的投資效益的影響。

五、結(jié)論與展望

文章分析了有效資產(chǎn)與輸配電價(jià)的關(guān)系，以保底規(guī)劃期內(nèi)累積收益值最大為優(yōu)化目標(biāo)建立了投資優(yōu)化模型對(duì)新建改造工程和設(shè)備更替換優(yōu)的提前、按時(shí)和延遲進(jìn)行了投資安排。通過(guò)對(duì)優(yōu)化模型的算例分析得到了如下結(jié)論與建議。

1)對(duì)于電網(wǎng)公司保底增量配網(wǎng)后的投資方式選擇，設(shè)備更替換優(yōu)投資對(duì)有效資產(chǎn)的形成具有更直接的效益。在投資時(shí)間允許的情況下，電網(wǎng)公司可以側(cè)重選擇設(shè)備更替換優(yōu)的投資方式。

2)對(duì)設(shè)備進(jìn)行提前或延遲更替可以削減設(shè)備更替的集中程度，規(guī)避設(shè)備集體退出年網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行低可靠性的風(fēng)險(xiǎn)。但提前或者延緩設(shè)備更替都不利于投資充分形成收益，提前設(shè)備更替帶來(lái)資金的損失也無(wú)法反映到輸配電價(jià)中。

3)收益的增長(zhǎng)主要取決于有效資產(chǎn)的形成，而有效資產(chǎn)的形成將造成輸配電價(jià)上漲，在進(jìn)行投資安排時(shí)必須考慮投資對(duì)輸配電價(jià)的影響。

4)面對(duì)可能的輸配電價(jià)管控，電網(wǎng)公司的策略應(yīng)該是多元化投資手段，分散投資安排，在謀求高收益的同時(shí)平穩(wěn)輸配電價(jià)的增長(zhǎng)過(guò)程。

增量配網(wǎng)保底服務(wù)的開展是當(dāng)前新電改需要考慮的一個(gè)點(diǎn)。當(dāng)前我國(guó)電改尚處于探索期，提前對(duì)增量配網(wǎng)保底服務(wù)的開展進(jìn)行探索性的分析對(duì)保底服務(wù)的參與方以及保底服務(wù)的具體細(xì)則制定都具有一定的參考意義。此外，文章的工作尚存在一些不足之處比如未充分考慮投資資金的時(shí)間成本、輸配電價(jià)管制約束不夠精細(xì)化等，有待電改政策明朗后進(jìn)一步擴(kuò)充改善。

主要作者及團(tuán)隊(duì)介紹

陳立，東南大學(xué)電氣工程學(xué)院碩士研究生。主要研究方向：電力市場(chǎng)和需求側(cè)管理。

王蓓蓓，博士，東南大學(xué)副教授、博士生導(dǎo)師，東南大學(xué)電氣工程學(xué)院電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所副所長(zhǎng)，江蘇省六大人才高峰入選者。主持和參與完成科技部863、國(guó)家自然科學(xué)基金等省部級(jí)科研項(xiàng)目近30項(xiàng)。在國(guó)內(nèi)外刊物發(fā)表論文近90篇，其中SCI收錄16篇，Ei收錄超過(guò)40篇，有2篇論文入選中國(guó)精品科技期刊頂尖學(xué)術(shù)論文(F5000)。主要致力于電力市場(chǎng)、電力需求響應(yīng)和考慮新能源接入的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方向的研究。

東南大學(xué)電氣工程學(xué)院電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所，研究所目前擁有教授2名，副教授3名，博士生導(dǎo)師3名，在讀博士13名，碩士生42名。團(tuán)隊(duì)近年來(lái)承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金6項(xiàng)。負(fù)責(zé)863子課題3項(xiàng)，參加2項(xiàng)。主要研究領(lǐng)域包括電力市場(chǎng)，電力規(guī)劃，需求側(cè)管理，電力系統(tǒng)節(jié)能與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。