電網(wǎng)公司保底服務實施后的增量配電網(wǎng)投資策略 [J]. 電力系統(tǒng)自動化

一、研究背景

2016年10月11日，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布了《售電公司準入與退出管理辦法》和《有序放開配電網(wǎng)業(yè)務管理辦法》(以下簡稱《辦法》)?！掇k法》是為鼓勵社會資本有序投資、運營增量配網(wǎng)，促進配電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，提高配電網(wǎng)運營效率而制定的。向社會資本開放增量配網(wǎng)領(lǐng)域的投資建設(shè)，在引入競爭提高效率的同時，投資風險也將會升高。為防范增量配網(wǎng)的運營風險，《辦法》明確指出“擁有配電網(wǎng)運營權(quán)的售電公司申請自愿退出或無力提供售電服務時，若無其他公司承擔該地區(qū)配電業(yè)務，由電網(wǎng)企業(yè)接收并提供保底供電服務”。由此保底服務實施后電網(wǎng)公司如何投資增量配網(wǎng)成為了一個新問題。

(來源：微信公眾號 電力系統(tǒng)自動化 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)公司保底服務實施后的增量配網(wǎng)投資策略主要存在以下特點：

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

2)不同于已長久運營的存量網(wǎng)絡，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)保底服務下，電網(wǎng)公司投資增量配網(wǎng)具有很強的被動性。電網(wǎng)公司對保底接手增量配網(wǎng)的時間、原網(wǎng)絡規(guī)劃、設(shè)備選型都難以把控，接手后只能在原網(wǎng)絡的基礎(chǔ)上進行改造更新。

本文文章將以增量配網(wǎng)為研究對象;以電網(wǎng)公司保底增量配網(wǎng)為應用場景;以有效資產(chǎn)為導向，對電網(wǎng)公司保底服務實施后的增量配網(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)輸配電價由省發(fā)改委按照省級電網(wǎng)輸配電價定價辦法，對增量配網(wǎng)開展成本監(jiān)審、確定準許收益和稅金。按照省級電網(wǎng)輸配電價定價方法，輸配電價的組成如圖1所示。

圖1 輸配電價組成結(jié)構(gòu)圖

由上看出，輸配電價核算中，準許成本與準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)域負荷增長或提高網(wǎng)絡可靠性等需求進行的新建或改造網(wǎng)絡工程項目。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)備折舊退出時將原設(shè)備更替為質(zhì)量性能更佳，價格更高的優(yōu)質(zhì)設(shè)備既可以增強配電可靠性，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)時間受原設(shè)備折舊退出的時間限制。由此可以在決策時間上分為提前更替換優(yōu)、按時更替換優(yōu)和延遲更替換優(yōu)。

提前更替換優(yōu)按照會計賬面計提原則“提前報廢的固定資產(chǎn)，不再補提折舊”，該部分資產(chǎn)賬面凈值將無法回收，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)，會降低配電網(wǎng)可靠性。此外按照會計賬面計提原則“提足折舊后的設(shè)備資產(chǎn)無論是否繼續(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，不計提其折舊成本和收益。

三、投資優(yōu)化

3.1 目標函數(shù)

參照國外保底服務的調(diào)研結(jié)果，配電網(wǎng)的保底服務往往存在著保底的時間限定。假定保底服務的開展存在著一定時間年限n，那么對于電網(wǎng)公司而言，其投資規(guī)劃周期就是整個保底服務的時間。整個保底時間內(nèi)的凈收益將主要由準許收益和投資過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荷增長的最小投資需求。

3)設(shè)備更替換優(yōu)的設(shè)備價格一般不會超過原設(shè)備過多，即額外的設(shè)備更替換優(yōu)投資金額應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)備價格的比例上限，θi,scr為第i年報廢資產(chǎn)比例，在設(shè)備集中退出的情況下，可按時間分別取為提前延遲和按時更替換優(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)應滿足可靠性要求：

3.4 輸配電價約束

輸配電價是政府管控電網(wǎng)投資的重要信號。在新電改的背景下政府勢必會強化投資約束機制，抑制過度投資。由此推斷未來政府可能會直接對輸配電價進行嚴格監(jiān)管，長期看來會希望輸配電價呈現(xiàn)穩(wěn)定或下降的發(fā)展態(tài)勢。因此設(shè)立輸配電價年上漲約束：

四、算例分析

假定某增量配電網(wǎng)運營商在增量配電網(wǎng)建設(shè)運營一段時間后，無力維持而觸發(fā)保底事件，電網(wǎng)公司對其開展保底服務并規(guī)劃其未來10年的投資計劃，而設(shè)備主要集中在第4年折舊退出。圖2和圖3是考慮了輸配電價約束的年投資金額分布，凈收益和輸配電價的結(jié)果。

圖2 考慮輸配電價約束的年投資額安排

圖3 考慮輸配電價約束下凈收益和輸配電價曲線

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。原因在于輸配電價上漲約束致使設(shè)備無法在第4年集中更替換優(yōu)，投資資金向提前更替換優(yōu)轉(zhuǎn)移。而提前進行了設(shè)備更替使得網(wǎng)絡整體設(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)生的效益都會降低原收益率，此時設(shè)備更替換優(yōu)投資將不再是絕對占優(yōu)，在第1年進行新建改造工程的投資方式開始顯現(xiàn)價值。

此外文章還進一步分析了輸配電價增長約束、投資總金額和保底服務發(fā)生時間對電網(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)化目標建立了投資優(yōu)化模型對新建改造工程和設(shè)備更替換優(yōu)的提前、按時和延遲進行了投資安排。通過對優(yōu)化模型的算例分析得到了如下結(jié)論與建議。

1)對于電網(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)投資對有效資產(chǎn)的形成具有更直接的效益。在投資時間允許的情況下，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)對設(shè)備進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)絡運行低可靠性的風險。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)備更替帶來資金的損失也無法反映到輸配電價中。

3)收益的增長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上漲，在進行投資安排時必須考慮投資對輸配電價的影響。

4)面對可能的輸配電價管控，電網(wǎng)公司的策略應該是多元化投資手段，分散投資安排，在謀求高收益的同時平穩(wěn)輸配電價的增長過程。

增量配網(wǎng)保底服務的開展是當前新電改需要考慮的一個點。當前我國電改尚處于探索期，提前對增量配網(wǎng)保底服務的開展進行探索性的分析對保底服務的參與方以及保底服務的具體細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間成本、輸配電價管制約束不夠精細化等，有待電改政策明朗后進一步擴充改善。

主要作者及團隊介紹

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

王蓓蓓，博士，東南大學副教授、博士生導師，東南大學電氣工程學院電力經(jīng)濟技術(shù)研究所副所長，江蘇省六大人才高峰入選者。主持和參與完成科技部863、國家自然科學基金等省部級科研項目近30項。在國內(nèi)外刊物發(fā)表論文近90篇，其中SCI收錄16篇，Ei收錄超過40篇，有2篇論文入選中國精品科技期刊頂尖學術(shù)論文(F5000)。主要致力于電力市場、電力需求響應和考慮新能源接入的電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行等方向的研究。

東南大學電氣工程學院電力經(jīng)濟技術(shù)研究所，研究所目前擁有教授2名，副教授3名，博士生導師3名，在讀博士13名，碩士生42名。團隊近年來承擔國家自然科學基金6項。負責863子課題3項，參加2項。主要研究領(lǐng)域包括電力市場，電力規(guī)劃，需求側(cè)管理，電力系統(tǒng)節(jié)能與經(jīng)濟運行。