謝義苗，張忠會(huì)

(1. 國(guó)網(wǎng)上饒供電公司，江西 上饒 334000；2. 南昌大學(xué) 信息工程學(xué)院，南昌 330031)

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基于全壽命周期的配電自動(dòng)化工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

謝義苗1，張忠會(huì)2

(1. 國(guó)網(wǎng)上饒供電公司，江西 上饒 334000；2. 南昌大學(xué) 信息工程學(xué)院，南昌 330031)

為更加科學(xué)合理地對(duì)配電自動(dòng)化工程經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)估，提出基于全壽命周期理論，考慮配電自動(dòng)化工程整個(gè)壽命周期內(nèi)的初始投入成本、運(yùn)行成本、故障損失成本和設(shè)備退役處置成本，對(duì)配電自動(dòng)化工程的經(jīng)濟(jì)、管理和社會(huì)三方面的效益進(jìn)行了量化，構(gòu)建了配電自動(dòng)化工程成效經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，定義了相應(yīng)的評(píng)價(jià)模型。以某自動(dòng)化實(shí)施區(qū)配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程為例進(jìn)行系統(tǒng)、客觀評(píng)價(jià)和靈敏度分析，為今后配電自動(dòng)化工程試點(diǎn)的建設(shè)提供決策依據(jù)。

全壽命周期；靈敏度分析；配電自動(dòng)化；經(jīng)濟(jì)效益

自2009年國(guó)家電網(wǎng)啟動(dòng)配電自動(dòng)化試點(diǎn)工作，已超過(guò)30多個(gè)城市配電自動(dòng)化通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)公司驗(yàn)收。配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程的成功，說(shuō)明我國(guó)在配電管理和技術(shù)水平方面有了長(zhǎng)足進(jìn)步，為進(jìn)一步建設(shè)智能電網(wǎng)夯實(shí)了基礎(chǔ)。因此，為進(jìn)一步推動(dòng)配電網(wǎng)改造升級(jí)，提升配電網(wǎng)運(yùn)行管理水平，對(duì)配電自動(dòng)化建設(shè)成效進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，具有重要意義[1-2]。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者主要從可靠性方面對(duì)配電自動(dòng)化的效益進(jìn)行了分析，文獻(xiàn)[3，4]較早地從可靠性角度分析了配電自動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)效益；文獻(xiàn)[5] 則介紹了20世紀(jì)90年代我國(guó)的配電自動(dòng)化工程特點(diǎn)，并結(jié)合具體的停電損失，對(duì)配電自動(dòng)化進(jìn)行了綜合性的經(jīng)濟(jì)評(píng)估；文獻(xiàn)[6，7]通過(guò)正態(tài)云理論，結(jié)合可靠性理論，定義多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)配電自動(dòng)化改造方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性評(píng)估；文獻(xiàn)[8] 對(duì)傳統(tǒng)的配電可靠性方法進(jìn)行修正，建立配電自動(dòng)化可靠性評(píng)估模型，通過(guò)成本效益法，分析了配電自動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)效益；文獻(xiàn)[1，9]提出要對(duì)配電自動(dòng)化工程進(jìn)行社會(huì)經(jīng)濟(jì)定性分析，但并無(wú)具體量化方法。

這些文獻(xiàn)對(duì)配電自動(dòng)化的效益評(píng)估側(cè)重單個(gè)設(shè)備的局部效益，對(duì)自動(dòng)化工程長(zhǎng)期的時(shí)間因素考慮不足，本文基于全壽命周期理論，考慮配電自動(dòng)化工程整個(gè)壽命周期內(nèi)的初始投入成本、運(yùn)行成本、故障損失成本和設(shè)備退役處置成本，對(duì)配電自動(dòng)化工程的經(jīng)濟(jì)、管理和社會(huì)三方面的效益進(jìn)行了量化，構(gòu)建了配電自動(dòng)化工程經(jīng)濟(jì)評(píng)估指標(biāo)，定義了相應(yīng)的評(píng)價(jià)模型，對(duì)某自動(dòng)化實(shí)施區(qū)配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程進(jìn)行系統(tǒng)、客觀評(píng)價(jià)和靈敏度分析，為今后配電自動(dòng)化工程試點(diǎn)的建設(shè)提供決策依據(jù)。

1 全壽命周期理論

國(guó)際電工委員會(huì)(IEC60300-3-3)將設(shè)備的壽命周期分為4個(gè)階段：最原始的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)階段、制造安裝等準(zhǔn)備階段、運(yùn)行維護(hù)等實(shí)際投入運(yùn)行階段以及產(chǎn)品最后報(bào)廢階段。根據(jù)IEC60300-3-3對(duì)設(shè)備全壽命周期的分析，設(shè)備在其整個(gè)壽命期間所消耗的總成本，稱為設(shè)備全壽命周期成本(Life Cycle Cost，簡(jiǎn)稱LCC)。本文應(yīng)用全壽命周期理論的思想對(duì)配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程進(jìn)行整個(gè)全壽命期間內(nèi)成本的分析與決策。

2 配電自動(dòng)化全壽命周期成效分析

2.1 配電自動(dòng)化全壽命成本分析

配電自動(dòng)化全壽命周期內(nèi)的成本包含配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程所有設(shè)備的初始購(gòu)置成本、運(yùn)行成本、設(shè)備運(yùn)行故障成本、設(shè)備報(bào)廢費(fèi)用，則配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程全壽命周期成本LCC公式為：

LCC=C1+C2+C3+C4

(1)

式中C1——配電自動(dòng)化試點(diǎn)所有設(shè)備的初始購(gòu)置成本；

C2——配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程的運(yùn)行成本；C3——配電自動(dòng)化工程中的設(shè)備運(yùn)行故障成本；

C4——配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程設(shè)備報(bào)廢費(fèi)用。

(1)配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程全壽命周期內(nèi)設(shè)備購(gòu)置成本C1為：

C1=C主站+C通信+C一次網(wǎng)架改造+C配電終端+C自動(dòng)化機(jī)房

(2)

式中C主站——配電自動(dòng)化工程主站投資；

C通信——通信系統(tǒng)及相應(yīng)的通信終端投資；

C一次網(wǎng)架改造——自動(dòng)化建設(shè)所需的一次網(wǎng)架及設(shè)備投資；

C配電終端——配電終端投資；

C自動(dòng)化機(jī)房——配電自動(dòng)化機(jī)房投資。

其中配電自動(dòng)化通信投資C通信為

C通信=C通信系統(tǒng)+C通信終端+C通信光纖+C無(wú)線公網(wǎng)+C通信電源

(3)

式中C通信系統(tǒng)——配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)建設(shè)投資；

C通信終端——通信終端建設(shè)投資；C通信光纖——配電終端信息采集通信光纖投資；

C無(wú)線公網(wǎng)——配電終端信息采集無(wú)線公網(wǎng)投資；

C通信電源——通信電源投資。

其中配電終端投資C通信終端為

C配電終端=CDTU+CFTU+CTTU

(4)

式中CDTU——環(huán)網(wǎng)柜站所終端投資；

CFTU——饋線柱上開(kāi)關(guān)終端投資；

CTTU——配變終端投資。

(2)配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程全壽命周期內(nèi)運(yùn)行成本C2為：

C2=C1×λ運(yùn)行

(5)

式中λ運(yùn)行——配電自動(dòng)化工程全壽命周期內(nèi)年運(yùn)行成本系數(shù)。

(3)配電自動(dòng)化工程中的設(shè)備運(yùn)行故障成本C3為

(6)

式中EENSi——第i個(gè)設(shè)備故障引起的缺電負(fù)荷；

Ti——第i個(gè)設(shè)備故障中斷供電時(shí)間；

μ——售電價(jià)格；

f——故障設(shè)備總和。

(4)配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程設(shè)備報(bào)廢費(fèi)用C4為

C4=C1×λ報(bào)廢

(7)

式中λ報(bào)廢——自動(dòng)化工程設(shè)備由于設(shè)備退役所造成的搬運(yùn)、儲(chǔ)存損失系數(shù)。

2.2 配電自動(dòng)化全壽命效益分析

為合理反映配電自動(dòng)化建設(shè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，某自動(dòng)化實(shí)施區(qū)運(yùn)用全壽命周期管理理論，采用投入產(chǎn)出比作為試點(diǎn)工程效益的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并通過(guò)敏感性分析對(duì)配電自動(dòng)化效益的影響因素進(jìn)行分析。某自動(dòng)化實(shí)施區(qū)進(jìn)行配電自動(dòng)化效益可以從經(jīng)濟(jì)、管理和社會(huì)三方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，如圖1所示。

圖1 配電自動(dòng)化成效分析圖

2.2.1 經(jīng)濟(jì)效益

實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化，供電部門在增加一定投入的同時(shí)，也可通過(guò)得到可觀的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)配電自動(dòng)化建設(shè)可提高配網(wǎng)供電能力，增加系統(tǒng)的可靠性，縮短人員查找和處理故障的時(shí)間，節(jié)省人力、物力，提高工效和電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。在用戶不變的情況下最大限度地提高了售電量，增加經(jīng)濟(jì)效益。

(1)節(jié)約企業(yè)成本

1)節(jié)約操作成本

配電自動(dòng)化工程可以實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)隔離并恢復(fù)供電，可節(jié)約平常因故障所需出車次數(shù)及減少相應(yīng)的車輛、工具的配備與日常維護(hù)。配電自動(dòng)化年節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)操作成本R操作效益：

R操作=C量測(cè)×N量測(cè)次數(shù)×M

(8)

式中C量測(cè)——每條線路負(fù)荷量測(cè)成本；

N量測(cè)次數(shù)——每年每條線路開(kāi)展負(fù)荷量測(cè)次數(shù)；

M——裝設(shè)了配電自動(dòng)化的總條數(shù)。

按照某市實(shí)際情況，單條線路開(kāi)展負(fù)荷量測(cè)平均時(shí)間為3天，按照費(fèi)用300/天，每條線路每年量測(cè)5次計(jì)算，共66條線路裝設(shè)配電自動(dòng)化，每年共節(jié)約日?，F(xiàn)場(chǎng)操作成本29.7萬(wàn)元。

2)減少故障檢測(cè)成本

配電自動(dòng)化工程可以實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)定位與隔離，故可減少查找故障所需的車輛及人力成本，配電自動(dòng)化減少故障檢測(cè)成本R檢測(cè)效益為

R檢測(cè)=C檢測(cè)成本×N故障次數(shù)×M

(9)

式中C檢測(cè)成本——每條線路故障檢測(cè)成本；

N故障次數(shù)——每年每條線路每年因配電自動(dòng)化可減少的故障檢測(cè)次數(shù)。

按照某市實(shí)際情況，單條線路故障檢測(cè)成本按照500元/條，故障檢測(cè)減少次數(shù)按照每條線路5次計(jì)算，每年減少故障現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)成本16.5萬(wàn)元。

3)節(jié)約人力成本

由于配電自動(dòng)化的建設(shè)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)所需的人員降低。故配電自動(dòng)化建設(shè)可節(jié)約的年人力成本R人力效益為

(10)

式中C人力成本——每個(gè)員工的年收入；

N運(yùn)維——配電自動(dòng)化實(shí)施前所需的配電運(yùn)維人數(shù)；

按照某市實(shí)際情況，配電自動(dòng)化實(shí)施前運(yùn)維人數(shù)按照100人，自動(dòng)化實(shí)施后按照40人，人力成本按照每年10萬(wàn)元計(jì)算，配電自動(dòng)化建設(shè)節(jié)省日常運(yùn)維人力成本600萬(wàn)元。

4)降低線損率

配電自動(dòng)化的建設(shè)，對(duì)線路進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)偷電現(xiàn)象，通過(guò)監(jiān)測(cè)線路負(fù)載率，調(diào)整運(yùn)行方式，可降低線路的線損率。配電自動(dòng)化年降損收益R線損為

R線損=μ×P電量×(Lo-Lo′)

(11)

式中P電量——配電自動(dòng)化實(shí)施區(qū)電量；

Lo——配電自動(dòng)化實(shí)施前線損率；

Lo′——配電自動(dòng)化實(shí)施后線損率；

μ——售電價(jià)格。

按照區(qū)域內(nèi)線損率由4.08%降至3.98%，按照區(qū)域內(nèi)售電量7億kWh，綜合電價(jià)0.6元/kWh計(jì)，則實(shí)施配電自動(dòng)化一年降低線路損耗帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益為42萬(wàn)元。

5)緩解電網(wǎng)一次投資

配電自動(dòng)化建設(shè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)線路負(fù)載率，調(diào)整運(yùn)行方式，優(yōu)化潮流分布，可充分利用現(xiàn)有設(shè)備，緩解一次網(wǎng)架及設(shè)備的建設(shè)投資，每年節(jié)約資金收益為

R投資=C投資×λ利率×λ貸款率

(12)

式中C投資——配電自動(dòng)化實(shí)施區(qū)每年配電網(wǎng)投資金額；

λ利率——銀行貸款利率，λ貸款率——貸款金額占總金額的比例。

按照區(qū)域內(nèi)每年配電網(wǎng)投資0.6億元，銀行利率4.9%，向銀行貸款80%，則實(shí)施配電自動(dòng)化一年可少向銀行繳納235.2萬(wàn)元利息。

(2)增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)配電自動(dòng)化技術(shù)，可縮小停電范圍和停電時(shí)間，故每年可為企業(yè)增加售電量

R增售電=P電量×μ×(r-r′)

(13)

式中P電量為配電自動(dòng)化實(shí)施區(qū)電量；

r——配電自動(dòng)化實(shí)施前供電可靠率；

r′——配電自動(dòng)化實(shí)施后供電可靠率；

μ——售電價(jià)格。

實(shí)施配電自動(dòng)化后，供電可靠性從99.962 4%提升至99.977 4%。按照售電量7億kWh，綜合電價(jià)0.6元/kWh，則實(shí)施配電自動(dòng)化一年降低線路損耗帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益為6.3萬(wàn)元。

則配電自動(dòng)化總體經(jīng)濟(jì)效益R經(jīng)濟(jì)為

R經(jīng)濟(jì)=R操作+R檢測(cè)+R人力+R線損+R投資+R增售電

(14)

2.2.2 管理效益

通過(guò)配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施，某自動(dòng)化實(shí)施區(qū)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電資源的集中管理，配電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理水平、電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平、企業(yè)管理水平和企業(yè)形象都得到極大提升。

(1)提高配電數(shù)據(jù)管理水平

由于配電自動(dòng)化的建設(shè)，提升了對(duì)數(shù)據(jù)的管理水平。故配電自動(dòng)化建設(shè)可節(jié)約的數(shù)據(jù)管理人員的成本R數(shù)據(jù)水平效益為

(15)

式中C數(shù)據(jù)管理——每個(gè)數(shù)據(jù)管理員工的年收入；

N數(shù)據(jù)管理——配電自動(dòng)化實(shí)施前數(shù)據(jù)管理人數(shù)；

按照某市實(shí)際情況，配電自動(dòng)化實(shí)施前數(shù)據(jù)管理人數(shù)按照10人，自動(dòng)化實(shí)施后按照3人，人力成本按照每年10萬(wàn)元計(jì)算，配電自動(dòng)化建設(shè)節(jié)省數(shù)據(jù)管理人力成本70萬(wàn)元。

(2)提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平

配電自動(dòng)化建設(shè)有利于提高電網(wǎng)運(yùn)行水平，降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，減少運(yùn)行損失。配電自動(dòng)化建設(shè)提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平R運(yùn)行水平為

R運(yùn)行水平=C經(jīng)濟(jì)效益×λ運(yùn)行水平

(16)

式中C經(jīng)濟(jì)效益——配電自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)效益的總和；

λ運(yùn)行水平——配電自動(dòng)化安全運(yùn)行水平效益系數(shù)。

按照某市實(shí)際情況，配電自動(dòng)化安全運(yùn)行水平效益系數(shù)為5%，配電自動(dòng)化建設(shè)提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平產(chǎn)生效益為41.48萬(wàn)元。

(3)促進(jìn)電力企業(yè)管理水平的提高

配電自動(dòng)化建設(shè)有利于促進(jìn)電力企業(yè)管理水平的提高。配電自動(dòng)化建設(shè)促進(jìn)電力企業(yè)管理水平提高效益R運(yùn)行水平為

R管理水平=C管理費(fèi)用×λ管理費(fèi)率

(17)

式中C管理費(fèi)用——企業(yè)年管理費(fèi)用，

λ管理費(fèi)率——企業(yè)管理費(fèi)率。

按照某市實(shí)際情況，某自動(dòng)化實(shí)施區(qū)管理費(fèi)用每年為500元，管理費(fèi)率為3%，則配電自動(dòng)化建設(shè)促進(jìn)電力企業(yè)管理水平提高產(chǎn)生的效益為15萬(wàn)元。

(4)提升電力企業(yè)的形象

配電自動(dòng)化建設(shè)。提升供電可靠性，有利于維護(hù)電力企業(yè)的形象。配電自動(dòng)化建設(shè)提升電力企業(yè)的形象效益R品牌形象為

R品牌形象=C品牌形象×λ品牌形象

(18)

式中C品牌形象——企業(yè)品牌形象；

λ品牌形象——自動(dòng)化建設(shè)提升公司品牌系數(shù)。

按照世界品牌實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)國(guó)家電網(wǎng)品牌價(jià)值2 508.18億元，折算某市供電公司的品牌價(jià)值為5.6億元，取自動(dòng)化建設(shè)提升公司品牌系數(shù)為3%，則配電自動(dòng)化建設(shè)提升電力企業(yè)的形象產(chǎn)生的效益為14.07萬(wàn)元。則配電自動(dòng)化管理效益為

R管理=R數(shù)據(jù)管理+R運(yùn)行水平+R管理水平+R品牌形象

(19)

2.2.3 社會(huì)效益

在提高能源可供條件，降低社會(huì)能耗指標(biāo)，保障社會(huì)安定等方面，具有巨大的社會(huì)效益。

(1)拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)

配電自動(dòng)化實(shí)施區(qū)用電量較大，是重要用戶的集中區(qū)，保障這部分用戶的用電，能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，配電自動(dòng)化建設(shè)拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益R拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)為

R拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)=V×P電量×(r-r′)

(20)

式中P電量——配電自動(dòng)化實(shí)施區(qū)電量；

r配電自動(dòng)化實(shí)施前供電可靠率；

r′——配電自動(dòng)化實(shí)施后供電可靠率；

V——每度電量促進(jìn)的經(jīng)濟(jì)效果。

按照2014年某市的GDP為1 124.8億元，售電量為46.07億kWh，也就是說(shuō)每kWh電量可間接帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益約為24.4元。由于提高供電可靠性，范圍內(nèi)每年可減少10.5萬(wàn)kWh的電量損失，因此減少的電量損失可帶來(lái)間接經(jīng)濟(jì)效益約為10.5×24.4=256.35萬(wàn)元。

(2)節(jié)能減排

電力系統(tǒng)的損耗需要發(fā)電來(lái)抵消，因此，高效的電網(wǎng)將減少能源消耗，減少二氧化碳及其它污染物的排放，故配電自動(dòng)化節(jié)能減排效益。

R節(jié)能減排=μ標(biāo)準(zhǔn)煤×λ煤-CO2×λ電-煤×λ電-CO2×P電量×(Lo-Lo′)

(21)

式中P電量——配電自動(dòng)化實(shí)施區(qū)電量；

r——配電自動(dòng)化實(shí)施前供電可靠率；

r′——配電自動(dòng)化實(shí)施后供電可靠率；

μ標(biāo)準(zhǔn)煤為標(biāo)準(zhǔn)煤的價(jià)格；

λ煤-CO2——每噸煤產(chǎn)生的二氧化碳；

λ電-煤——火電廠每千瓦時(shí)煤耗(按標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算)；

λ電-CO2——每千瓦時(shí)減少二氧化碳排放。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，每節(jié)約1 kWh電可減少0.997 kg二氧化碳的排放，而實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化后每年可降低線損約70萬(wàn)kWh，也就說(shuō)光是這一項(xiàng)便可減少“二氧化碳”的排放大約：70×0.997=69.79萬(wàn)kW=697.9 t，按照1噸標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生2.66 t二氧化碳，火電廠每千瓦時(shí)煤耗350 g標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算，每年節(jié)能減排減少的二氧化碳排放量相當(dāng)于262.37 t標(biāo)準(zhǔn)煤，按每噸標(biāo)準(zhǔn)煤500元計(jì)算，相當(dāng)于產(chǎn)生13.12萬(wàn)元的社會(huì)效益。

此外，降低線損還可減少大量由于發(fā)電而產(chǎn)生的碳粉塵、二氧化硫等有害物質(zhì)。

配電自動(dòng)化工程社會(huì)效益R社會(huì)為

R社會(huì)=R拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)+R節(jié)能減排

(22)

2.2.4 全壽命周期效益

配電自動(dòng)化工程全壽命周期效益R全壽命周期為

R全壽命周期=(R經(jīng)濟(jì)+R管理+R社會(huì))×T+R殘值

(23)

式中T——設(shè)備全壽命周期；

R殘值——設(shè)備殘值，一般取設(shè)備初值的5%。

2.3 配電自動(dòng)化工程成效評(píng)價(jià)

根據(jù)前述方法，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)價(jià)配電自動(dòng)化工程成效。

(1)財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值

財(cái)務(wù)是指按社會(huì)折現(xiàn)率將項(xiàng)目計(jì)算期內(nèi)各年的經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)金流量折現(xiàn)到建設(shè)期初的現(xiàn)值之和，在經(jīng)濟(jì)費(fèi)用效益分析中，如果經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值大于零或等于零，表明項(xiàng)目可以達(dá)到符合社會(huì)折現(xiàn)率的效率水平，認(rèn)為該項(xiàng)目從經(jīng)濟(jì)資源配置的角度可以被接受，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值FNPV為

(24)

式中Ra——每年現(xiàn)金流入；

Ca——每年現(xiàn)金流出；

T——全壽命周期。

(2)內(nèi)部收益率

經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率(EIRR)指項(xiàng)目在計(jì)算期內(nèi)經(jīng)濟(jì)凈效益流量的現(xiàn)值累計(jì)等于零時(shí)的折現(xiàn)率，如果經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率大于或等于社會(huì)折現(xiàn)率，表明項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)資源配置的經(jīng)濟(jì)效率達(dá)到了可以被接受的水平,經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率(EIRR)為

(25)

(3)投資回收期

項(xiàng)目投資回收期也稱返本期，是反映項(xiàng)目投資回收能力的重要指標(biāo)。

(26)

式中T0——累計(jì)凈現(xiàn)值首次不為負(fù)值時(shí)的年數(shù)。

(4)投入產(chǎn)出比

配電自動(dòng)化全壽命周期的效益與全壽命周期內(nèi)的成本LCC比值定義為投入產(chǎn)出比η

(27)

3 算例分析

3.1 計(jì)算邊界條件

(1)售電價(jià)格按照0.60.63元/kWh。

(2)運(yùn)維費(fèi)用：按增量效益的2%提取。

(3)折舊率：6.67%，(按15年平均折舊),

(4)設(shè)備殘值率取5%。

(5)稅負(fù)：增值稅17%，城建稅7%，教育費(fèi)附加3%，所得稅率25%。

(6)資本金為20%。

(7)銀行貸款利息：4.9%(長(zhǎng)期貸款)。

(8)項(xiàng)目全壽命周期時(shí)間為2016～2030年。

3.2 配電自動(dòng)化成效

本文以某自動(dòng)化實(shí)施區(qū)為算例，根據(jù)前述配電自動(dòng)化工程評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，得出計(jì)算結(jié)果，驗(yàn)證本文方法的正確性。

根據(jù)2.1節(jié)，計(jì)算了配電自動(dòng)化的全壽命周期成本，根據(jù)2.2節(jié)的理論，配電自動(dòng)化從經(jīng)濟(jì)效益、管理效益和社會(huì)效益三方面評(píng)價(jià)了配電自動(dòng)化的全壽命周期內(nèi)的效益，采用2.4節(jié)對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的定義，得出配電自動(dòng)化工程的成效如表1所示。從表1可以看出，配電自動(dòng)化全壽命周期內(nèi)，配電自動(dòng)化工程財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為818.69萬(wàn)元，內(nèi)部收益率為8.92%，回收期為9.27年；同時(shí)全壽命周期內(nèi)配電自動(dòng)化總投入17 432萬(wàn)元，產(chǎn)生的總效益為20 396萬(wàn)元，投入產(chǎn)出比為1.17?？梢?jiàn)配電自動(dòng)化工程內(nèi)部收益率、投資回收期等指標(biāo)較為合理，同時(shí)全壽命周期內(nèi)的投入產(chǎn)出比高于1，說(shuō)明達(dá)到了預(yù)期的成效。

3.3 配電自動(dòng)化成效敏感性分析

配電自動(dòng)化建設(shè)過(guò)程中，有很多不確定性因素的影響，為了考慮配電自動(dòng)化工程中的不確定性，本文對(duì)配電自動(dòng)化工程引入靈敏度分析方法，評(píng)價(jià)這些因素對(duì)配電自動(dòng)化建設(shè)成效指標(biāo)的影響程度，本文定義配電自動(dòng)化成效指標(biāo)與影響因素的靈敏度為：

(28)

式中SE——配電自動(dòng)化建設(shè)成效對(duì)影響因素的靈敏度指標(biāo)；

Out——配電自動(dòng)化建設(shè)成效指標(biāo)；

Input表示影響因素。

3.3.1 設(shè)備價(jià)格

隨著配電自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步以及生產(chǎn)工藝的成熟，生產(chǎn)成本逐漸下降，設(shè)備價(jià)格會(huì)有一定的回落，配電終端及主站設(shè)備投資將減小，必將對(duì)配電自動(dòng)化的建設(shè)成效產(chǎn)生較大的影響，配電自動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)效益將日益顯現(xiàn)，配電自動(dòng)化工程的全壽命周期內(nèi)的成本、效益及相應(yīng)的配電自動(dòng)化指標(biāo)如表1所示。

表1 設(shè)備價(jià)格波動(dòng)靈敏度分析

從表1可以看出隨著設(shè)備價(jià)格的波動(dòng)，配電自動(dòng)化工程的財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率、財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值以及投入產(chǎn)出比隨著價(jià)格降低呈上升趨勢(shì)，投資回收期縮短，說(shuō)明隨著設(shè)備價(jià)格降低，配電自動(dòng)化工程效益越明顯，這與實(shí)際是相符的。

3.3.2 售電價(jià)格

隨著電力市場(chǎng)的開(kāi)放，未來(lái)電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將日漸激烈，電價(jià)有可能發(fā)生波動(dòng)，因此需將電力價(jià)格的波動(dòng)作為一個(gè)影響因素，考慮電價(jià)波動(dòng)對(duì)配電自動(dòng)化工程的影響，配電自動(dòng)化工程的全壽命周期內(nèi)的成本、效益及相應(yīng)的配電自動(dòng)化指標(biāo)如表2所示。

表2 電價(jià)波動(dòng)靈敏度分析

從表2可以看出，電價(jià)波動(dòng)對(duì)配電自動(dòng)化工程的影響不明顯，這是因?yàn)榕潆娮詣?dòng)化的效益分析中，與電價(jià)直接關(guān)聯(lián)的效益比較少，故對(duì)整個(gè)配電自動(dòng)化工程的影響不大。

根據(jù)表1和表2分析得出，對(duì)配電自動(dòng)化成效影響更大是設(shè)備的價(jià)格波動(dòng)，故在今后配電自動(dòng)化工程的建設(shè)過(guò)程中，更應(yīng)該關(guān)注設(shè)備的價(jià)格波動(dòng)，以期更好地達(dá)到配電自動(dòng)化的預(yù)期效果。

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種基于全壽命周期的配電自動(dòng)化工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估方法，并對(duì)配電自動(dòng)化成效進(jìn)行了敏感性分析，得出以下結(jié)論：

(1)在全壽命周期內(nèi)，分析了配電自動(dòng)化工程的成本、效益，并根據(jù)定義的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，計(jì)算了財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率、財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值、回收期和投入產(chǎn)出比，說(shuō)明了配電自動(dòng)化工程的合理性。

(2)采用靈敏度分析方法，分析了設(shè)備價(jià)格和售電價(jià)格波動(dòng)對(duì)配電自動(dòng)化成效的影響，結(jié)果說(shuō)明設(shè)備價(jià)格波動(dòng)比售電價(jià)格波動(dòng)對(duì)其影響更大，所以更應(yīng)該關(guān)注設(shè)備的價(jià)格波動(dòng)，以期更好地達(dá)到配電自動(dòng)化的預(yù)期效果。

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(本文編輯：楊林青)

Economic Benefits Evaluation of Power Distribution Automation Projects Based on Life Cycle Theory

XIE Yi-miao1， ZHANG Zhong-hui2

(1. State Grid Shangrao Power Supply Company，Shangrao 334000，China2. School of Information Engineering，Nanchang University, Nanchang 330031，China)

To achieve more scientific and reasonable evaluatio of economic benefits of power distribution automation pilot projects, this paper proposes the method based on life cycle theory. Considering the initial investment cost, running cost, breakdown cost and equipment decommissioning disposal cost in the full life cycle, the economic benefits, management benefits and social benefits of power distribution automation projects are quantified; economic evaluation indicators are listed; evaluation model is defined. The systematic and objective evaluation and sensitivity analysis of a pilot project of distribution automation have verified the proposed method, which can provide a guidance for automation project in the future.

life cycle；sensitivity analysis；distribution automation；economic benefits

10.11973/dlyny201605002

謝義苗(1990)，男，碩士，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)與控制及配電自動(dòng)化等。

TM76

A

2095-1256(2016)05-0538-07

2016-04-13