1、輸電投資，0，第8章輸電投資，0，輸電投資，輸電投資，1，基本內(nèi)容，8.1簡(jiǎn)介，8.2輸電業(yè)務(wù)特點(diǎn)，8.3基于成本的輸電擴(kuò)建，1，輸電投資，8.4基于價(jià)值的輸電擴(kuò)建，輸電投資，2，簡(jiǎn)介，實(shí)現(xiàn)輸電網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建主要有兩種方式，即新建線路或升級(jí)現(xiàn)有設(shè)施。為了最大限度地提高全社會(huì)的經(jīng)濟(jì)福利，實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)，應(yīng)該遵循成本最小的原則。建立輸電網(wǎng)投資機(jī)制的兩個(gè)發(fā)展方向：商業(yè)輸電投資和基于監(jiān)管激勵(lì)的輸電投資。第一種方法的理論基礎(chǔ)是市場(chǎng)力量是促進(jìn)輸電投資和擴(kuò)張的關(guān)鍵因素。第二種方法的理論前提是傳輸網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是壟斷性的，因此需要監(jiān)管。輸電投資，2，輸電投資，3，基本內(nèi)容，8.1簡(jiǎn)介，8.2輸電服務(wù)特點(diǎn)，8

2、.3成本基礎(chǔ)輸電容量擴(kuò)展，3，輸電投資，8.4價(jià)值基礎(chǔ)輸電容量擴(kuò)展，輸電投資，4，輸電服務(wù)特點(diǎn)，輸電服務(wù)基本原則：發(fā)電廠和負(fù)荷位置不同，負(fù)荷需要通過輸電網(wǎng)絡(luò)才能實(shí)現(xiàn)用電，這就是輸電服務(wù)存在的原因。隨著生產(chǎn)者和用戶之間距離的增加，傳輸服務(wù)的市場(chǎng)空間也將繼續(xù)增加。傳輸業(yè)務(wù)的特點(diǎn)：傳輸具有自然壟斷性：在現(xiàn)實(shí)中，很難想象一些投資者會(huì)決定建立一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)來與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)。此外，輸電網(wǎng)絡(luò)的最小經(jīng)濟(jì)規(guī)模也決定了輸電是一種典型的自然壟斷業(yè)務(wù)。輸電投資，4、輸電投資，5、輸電業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，輸電是一項(xiàng)資本密集型業(yè)務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)電力的遠(yuǎn)程安全傳輸，輸電企業(yè)需要購(gòu)買大量昂貴的設(shè)備。架空輸電線路顯然是輸電業(yè)務(wù)中最常見的

3、昂貴設(shè)備。此外，變壓器、開關(guān)和無功功率補(bǔ)償設(shè)備的成本極高。傳輸資產(chǎn)使用壽命長(zhǎng)。大多數(shù)傳動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)使用壽命約為2040年，有些甚至更長(zhǎng)。傳輸網(wǎng)絡(luò)具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)性。電力傳輸?shù)钠骄杀緦㈦S著電力傳輸量的增加而降低。輸電投資，5，輸電投資，6，輸電業(yè)務(wù)特點(diǎn)，輸電投資是不可改變的。輸電線路一旦建成，輸電企業(yè)就不可能為了獲得更多的利潤(rùn)而將線路轉(zhuǎn)移到其他地方。傳輸投資起伏不定。當(dāng)一個(gè)新的輸電設(shè)施建成時(shí)，其額定容量通常不完全等于容量需求值。新輸電設(shè)施的投資頻率非?？欤ǔＲ詤^(qū)塊形式增加。商業(yè)傳輸。不是由受監(jiān)管的地區(qū)輸電企業(yè)，而是由一些不受監(jiān)管的企業(yè)提供輸電建設(shè)所需的資金。輸電投資，6，輸電投資，7，基本內(nèi)容，

4、8.1簡(jiǎn)介，8.2輸電服務(wù)特點(diǎn)，8.3成本基礎(chǔ)輸電擴(kuò)建，7，輸電投資，8.4價(jià)值基礎(chǔ)輸電擴(kuò)建，輸電投資，8.8.3.1輸電能力投資水平設(shè)置。采用傳統(tǒng)方法時(shí)，輸電設(shè)施投資一般按以下順序進(jìn)行：輸電企業(yè)根據(jù)人口和經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)，對(duì)輸電能力需求進(jìn)行預(yù)測(cè)。輸電企業(yè)應(yīng)根據(jù)上述預(yù)測(cè)，制定擴(kuò)張計(jì)劃并提交監(jiān)管機(jī)構(gòu)。監(jiān)管機(jī)構(gòu)審查這些計(jì)劃，并決定建設(shè)或升級(jí)哪些設(shè)施。輸電公司利用股東或債券持有人提供的資金建造新的輸電設(shè)施。新設(shè)施投入運(yùn)行后，輸電企業(yè)通過向電網(wǎng)用戶收取必須支付的輸電費(fèi)來收回投資成本。輸電投資，8，輸電投資，9，輸電容量投資水平設(shè)置，輸電p輸電投資，9，輸電投資，10，輸電容量投資水平的設(shè)定，采用基于成本的方法

5、來回收輸電投資的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)：優(yōu)勢(shì)：可以保證輸電公司的持續(xù)運(yùn)營(yíng)，這種方式是保證各方利益的最佳方式，也是保證輸電成本具有一定的可預(yù)測(cè)性。缺點(diǎn)：輸電能力的投資水平不能保證在經(jīng)濟(jì)上是最優(yōu)的。輸電投資，10，輸電投資，11，8.3.2輸電成本分?jǐn)?，為了幫助輸電公司收回投資成本，監(jiān)管機(jī)構(gòu)需要首先確定他們的許可收益。下一步需要做的是在使用輸電網(wǎng)絡(luò)的電力生產(chǎn)商和消費(fèi)者之間分擔(dān)嵌入成本。主要有以下幾種方法：蓋章法、合同路線法、兆瓦公里法、輸電投資法、11、輸電投資法、12、1。印花方法。為了獲得網(wǎng)絡(luò)使用權(quán)，所有用戶必須向該地區(qū)的輸電企業(yè)支付“系統(tǒng)使用費(fèi)”。像郵票一樣，費(fèi)用一般與電力的來源和目的地?zé)o關(guān)，它只與用戶

6、不在當(dāng)?shù)仉娏鬏斚到y(tǒng)有關(guān)。優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：每個(gè)用戶支付的費(fèi)用不能反映他們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際使用；只有區(qū)域傳輸網(wǎng)絡(luò)的使用成本可以回收。當(dāng)采用合同路徑法時(shí)，通常在合同中規(guī)定一條連續(xù)的電氣路徑(即合同路徑)，并且假定電能根據(jù)該路徑在發(fā)電廠和輸送點(diǎn)之間流動(dòng)。在合同有效期內(nèi)，生產(chǎn)商和用戶同意支付一定的轉(zhuǎn)讓費(fèi)，轉(zhuǎn)讓費(fèi)與交付的電量成正比。通過轉(zhuǎn)讓費(fèi)，公用事業(yè)可以收回合同線路內(nèi)傳輸資產(chǎn)的部分成本。在保持簡(jiǎn)單性和可操作性的同時(shí)，與蓋章法相比，合同路線法能更好地反映實(shí)際使用成本。然而，問題是交易的電力不僅會(huì)在合同路徑中流動(dòng)。為了確定電能在網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際流動(dòng)路徑，經(jīng)常要進(jìn)行潮流計(jì)算。將計(jì)算出每個(gè)交易所對(duì)應(yīng)的兆瓦公里數(shù)

7、。然后，將數(shù)量乘以單位傳輸容量的約定成本，得到的值就是傳輸成本。如果傳輸網(wǎng)絡(luò)是線性系統(tǒng)，這種方法是非常嚴(yán)格的。傳輸網(wǎng)絡(luò)不是線性的。交易評(píng)估中使用的基本趨勢(shì)假設(shè)和交易的計(jì)算順序?qū)?duì)最終計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的重大影響。輸電投資，14，輸電投資，15，以上三種評(píng)價(jià)方法，這三種方法都缺乏可信的經(jīng)濟(jì)理論支持。特別重要的是要注意，它們相應(yīng)的傳輸成本與網(wǎng)絡(luò)的平均成本成正比，而不是與增量成本成正比。上述方法不能提供正確的經(jīng)濟(jì)信號(hào)。然而，它們簡(jiǎn)單且易于操作，因此它們也被廣泛使用。輸電投資，15，輸電投資，16，基本內(nèi)容，8.1簡(jiǎn)介，8.2輸電服務(wù)特性，8.3基于成本的輸電擴(kuò)建，16，輸電投資，8.4基于價(jià)值的輸

8、電擴(kuò)建，輸電投資，17，8.4.1輸電價(jià)值的確定，假設(shè)為雙母線，單線系統(tǒng)。不考慮網(wǎng)絡(luò)損耗，忽略安全約束的影響。假設(shè)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的容量足夠大，每臺(tái)發(fā)電機(jī)可以獨(dú)立承擔(dān)1000兆瓦負(fù)荷的供電；假設(shè)輸電線路有足夠的容量來承擔(dān)任何數(shù)量的輸電任務(wù)。輸電投資，17，輸電投資，18，輸電價(jià)值的確定。對(duì)于公共汽車B，可以從當(dāng)?shù)氐碾姀SG2以45美元/兆瓦時(shí)的價(jià)格購(gòu)買電力，或者從G1的遠(yuǎn)程電廠以20美元/兆瓦時(shí)的價(jià)格購(gòu)買電力，這需要支付輸電費(fèi)用。如果輸電成本低于25美元/兆瓦時(shí)，用戶將選擇從G1電廠購(gòu)買電力，因?yàn)檫@樣做所需的總成本將低于45美元/兆瓦時(shí)。從輸電線路所有者的角度來看，電價(jià)超過25美元/兆瓦時(shí)不是一個(gè)好的

9、選擇。本例中傳輸服務(wù)的價(jià)值為25美元/兆瓦時(shí)。傳輸投資，18，傳輸投資，19，確定傳輸值，當(dāng)傳輸優(yōu)先級(jí)從輸電投資的角度來看，只有當(dāng)輸電線路的分?jǐn)偝杀镜陀?5美元/兆瓦時(shí)，才能對(duì)建設(shè)進(jìn)行真正的投資。如果當(dāng)?shù)匕l(fā)電廠的最大輸出小于1000兆瓦，那么只有輸電線路才能滿足負(fù)載的電力需求。在這種情況下，輸電線路的價(jià)值不再取決于當(dāng)?shù)匕l(fā)電的價(jià)格，而是與消費(fèi)者購(gòu)買電力的意愿有關(guān)?！纠?-2】:輸電邊際值是線路潮流量、輸電投資、19、輸電投資、20、8.4.2輸電需求函數(shù)的函數(shù)。在功率傳輸需求函數(shù)中，將給出舒和魏之間的功率傳輸值和功率流傳輸量F之間的關(guān)系：PT (f)=pW(F)-pS(F)-PT (f)表示功率

10、傳輸值。韋、舒的電價(jià)PW (f)和PS (f)均為潮流輸送量f的函數(shù)，將兩國(guó)的供給函數(shù)代入上式：pt(f)=130.02 ppw(f)-100.01 PPS(f)=30.02 ppw(f)-0.01 PPS(f)，輸電投資，20，輸電投資，21，輸電需求函數(shù)。 舒和魏的發(fā)電量可通過連接線路上的功率流和本地負(fù)載的數(shù)量來表示：PS(F)=DS F PW(F)=DW-F傳輸值函數(shù)可表示為：pt(F)=30.02(DW-F)-0.01(DSF)pt=280.03 F(DS=500)； DW=1500)，輸電投資，21，輸電投資，22，輸電線路所有者的收入，輸電線路所有者的收入可以表示為線路可用容量的函

11、數(shù)：R(F)=pT(F) F=(28-0.03F)F輸電收入是輸電潮流的二次函數(shù)，輸電容量為0，收入為0；傳輸容量最大，收入為0。傳輸容量=466兆瓦；輸電收入最大，輸電投資，22，輸電投資，23，8.4.3輸電供給函數(shù)。輸電線路建成后，其年成本可分為兩部分，即取決于線路容量的可變成本和與容量無關(guān)的固定成本。假設(shè)可變成本是容量的線性函數(shù)：CV(T)=k l T l -線路長(zhǎng)度k -年邊際成本T -線路容量，輸電投資，23，輸電投資，24，輸電供給函數(shù)，年輸電容量邊際成本dCT/dT=k l年邊際成本與輸電投資成本有關(guān)，稱為長(zhǎng)期邊際成本。除以一年中的小時(shí)數(shù)t0(=8760小時(shí))，得到每小時(shí)的長(zhǎng)期

12、邊際成本，即傳輸供應(yīng)函數(shù)：cT(T)=k l /t0。每小時(shí)的邊際成本實(shí)際上是一個(gè)常數(shù)，與線路的傳輸容量無關(guān)。輸電投資，24，輸電投資，25，8.4.4最優(yōu)輸電容量，當(dāng)輸電的供求剛剛平衡時(shí)，輸電容量是最優(yōu)的。假設(shè)有一條長(zhǎng)度為l=1000km公里、k=35美元/(MWkma)的輸電線路，輸電小時(shí)的長(zhǎng)期邊際成本為：cT=4美元/MWh輸電價(jià)格為：pT=cT=4美元/MWh。從輸電需求函數(shù)獲得的最佳容量是：TOPT=800兆瓦，輸電投資，25，輸電投資，26，最佳輸電容量。在圖6-10中，舒和魏的節(jié)點(diǎn)價(jià)格是其各自產(chǎn)量的函數(shù)。當(dāng)聯(lián)絡(luò)線的潮流受到聯(lián)絡(luò)線容量的限制時(shí)，兩條曲線之間的垂直距離就是兩國(guó)電力市場(chǎng)

13、中節(jié)點(diǎn)的價(jià)格之差。價(jià)格差異是與傳輸容量短缺相對(duì)應(yīng)的短期傳輸邊際成本。輸電投資，26，輸電投資，27，最佳輸電能力，如果互連線的輸電能力為800兆瓦，從舒到魏的流量為800 (F=T)，則短期邊際運(yùn)營(yíng)成本為4美元/兆瓦時(shí)。這也意味著短期邊際運(yùn)營(yíng)成本與互連線的長(zhǎng)期邊際成本完全相等。如果互聯(lián)線路的所有者能夠根據(jù)兩個(gè)市場(chǎng)之間的節(jié)點(diǎn)差價(jià)收回成本(或者收取與差價(jià)相等的輸電費(fèi))，此時(shí)的收入將與建設(shè)線路的成本完全相等。對(duì)于第六章的雙節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，各自的可變發(fā)電成本來自兩國(guó)的邊際發(fā)電成本：cs=10 PS1/20.01 PS2 CW=10 PS1/20.02 w2當(dāng)發(fā)電不受輸電網(wǎng)絡(luò)容量的限制時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)發(fā)電成本最小

14、，輸出分配為PS=1433.3MW；PW=566.7MW兆瓦互連線無約束潮流F=933.3MW兆瓦每個(gè)國(guó)家的發(fā)電成本和整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電成本：CS=24605美元/小時(shí)；CW=10578美元/小時(shí)CU=CS CW=35183美元/小時(shí)，傳輸投資，28，傳輸投資，29，線路約束成本和投資成本之間的折衷。無約束調(diào)度及其相應(yīng)的成本稱為最優(yōu)調(diào)度和最優(yōu)成本。如果傳輸容量為800瓦時(shí)，發(fā)電輸出和相應(yīng)的成本為1300瓦時(shí)，成本為21450美元/小時(shí)，功率為700瓦時(shí)，功率為14000美元/小時(shí)。在此約束條件下，總負(fù)載供電成本為35450美元/小時(shí)。約束和非約束條件下的成本差異稱為約束成本或次優(yōu)發(fā)電成本。DC=C

15、C-CU=267美元/小時(shí)，輸電投資，29，輸電投資，30，線路約束成本和投資成本之間的折衷，總輸電成本等于輸電系統(tǒng)建設(shè)成本和約束成本之和。電力傳輸投資。隨著容量的增加，輸電線路的建設(shè)成本將增加，但輸電網(wǎng)絡(luò)對(duì)發(fā)電調(diào)度的限制將減少，因此輸電約束成本將降低。傳輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展應(yīng)該以優(yōu)化總傳輸成本為目標(biāo)。右圖顯示，與上述示例相對(duì)應(yīng)的最佳傳輸容量應(yīng)為800兆瓦。31、輸電投資，8.4.6負(fù)荷波動(dòng)的影響。1.負(fù)荷時(shí)間曲線假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷以同樣的方式波動(dòng)。一天被分成幾個(gè)時(shí)間間隔，并且假定負(fù)載在相同的時(shí)間間隔內(nèi)是恒定的。圖8-5(a)中所示的負(fù)載時(shí)間特性顯示了負(fù)載在一天的不同時(shí)間是如何變化的。將一天分為八個(gè)時(shí)

16、段，每個(gè)時(shí)段三個(gè)小時(shí)。在圖8-5 (b)中，每個(gè)周期的負(fù)荷從高到低重新排列，以便從圖中可以容易地找出一天中超過特定值的負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間。輸電投資，31，輸電投資，32，負(fù)荷時(shí)間曲線，輸電投資，32，輸電投資，33，負(fù)荷時(shí)間曲線，如果負(fù)荷時(shí)間曲線有一段近8760小時(shí)，處理起來會(huì)很不方便，所以通常會(huì)做一定的總結(jié)。例如，通過總結(jié)具有相似值的負(fù)載，負(fù)載被減少到僅四個(gè)部分，導(dǎo)致圖8-5的簡(jiǎn)化結(jié)果。輸電投資，33，輸電投資，34，負(fù)荷-時(shí)間曲線的應(yīng)用實(shí)例。例8-3對(duì)于第6章中由舒和魏組成的雙節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，考慮了負(fù)荷的影響進(jìn)行分析。本例中采用的負(fù)荷時(shí)間曲線直接將負(fù)荷分為兩個(gè)量段：高峰和低谷。高峰時(shí)段持續(xù)時(shí)間為3889小時(shí)；低谷期為4871小時(shí)。為了簡(jiǎn)單起見，假設(shè)兩國(guó)的峰谷完全相同。輸電投資，35，負(fù)荷時(shí)間曲線應(yīng)用實(shí)例，為了確定最優(yōu)水平的輸電能力，折衷每年節(jié)省的能源費(fèi)用的數(shù)額并分配給每年的輸電費(fèi)用。盡管可以通過分析方法直接計(jì)算最優(yōu)容量水平，但是將給出不同傳輸容量水平下的各種成本分量，以確定總