1模型搭建
某一客户报装负荷容量为150MVA,负荷同时率为0.7,最大负荷利用小时数为6 000h,功率因数为0.95。根据电网实际情况,该客户离电源点距离为15km,可选择的供电方案有3种(见图1):方案一是客户自建220kV变电站,采用220kV供电方式;方案二是客户自建110kV变电站,采用110kV供电方式;方案三是由电网企业建设110kV变电站,客户采用10kV供电方式。图1中虚线部分为电网企业投资的变电站,实线部分为客户投资的配电网工程。
2投资决策分析
2.1 配电网工程静态投资比对从图1中可以看出,10kV配电系统是客户用电工程的固定投资,220或110kV配电网工程是客户用电工程的可变投资。为便于决策分析,仅比对客户用电工程的可变投资:1)方案1中,客户运行最大电流可达290A。为了保证线路、变压器等任一设备故障或者检修时客户正常用电需求,客户可以选择导线截面为2×240mm2的双回钢芯铝绞线线路[3-4],建设2台变压器容量为90MVA(220kV电压等级最小容量)的变电站。线路部分按同塔双回每千米200万元计算,需投资3 000万元;变电站部分需投资10 000万元,即本供电方案客户共需投资13 000万元。2)方案2中,客户运行最大电流可达580A。为了保证线路、变压器等任一设备故障或者检修时客户的正常用电需求,客户可以选择导线截面为1×300mm2的双回钢芯铝绞线线路,建设3台变压器容量为40MVA和1台变压器容量为31.5MVA的变电站。线路部分按同塔双回每千米130万元计算,需投资1 950万元;变电站部分需投资4 000万元,即本供电方案客户共需投资5 950万元。3)方案3中,客户共需投资0万元。2.2运营费用比对客户自建变(配)电站均按无人值班设计,运营费用中不计设备运行、检修费用,运营费用主要由两部分组成,即基本电费和电度电费。1)基本电费 大工业基本电价中,每月变压器容量电价为23元/kVA,每月最大需量电价为32元/kVA[3],客户可根据实际情况选择基本电费缴交方式。对于不同的供电方案,客户需缴交基本电费情况如表2所示。 从表2可以看出,客户选择变压器容量电价方式缴交基本电费相对较少,下文在经济效益比对时采用变压器容量基本电费。2)电度电费 客户的电度电量主要由网损电量、客户变电站站用电量和生产电量构成,其中网损电量包括线损电量和变损电量。为简化分析,做如下假设:(1)并列运行的变压器负荷均匀分配,空载损耗为0.1%,短路损耗为0.35%;(2)导线截面为2×240mm2的线路单位电阻为0.07Ω/km,导线截面为1×300mm2的线路单位电阻为0.09Ω/km,线路电阻不受温度影响;(3)忽略线路电晕损耗;(4)220kV变电站站用电量60万kWh/年,110kV变电站站用电量30万kWh/年。根据客户报装负荷资料,可计算各方案客户电度电量如表3所示。由表1和表3可计算出三种不同方案客户需缴交的电度电费如表4所示。3.3 经济效益比对通过比对分析可知,客户费用支出与配电网工程投资和运行费用密切相关。考虑到客户可采用贷款方式投资建设配电网工程,在经济效益比对时有必要将工程静态投资转换为动态投资。假设贷款利率为8‰,采用等额本息还款法还款,全额贷款且期限为25年。客户年费用支出情况如表5所示。 从表5可以看出,采用贷款方式筹建客户配电网工程,与方案三相比,方案一和方案二虽然前期投资较大,但折算到每年的费用总支出较小,3个方案中方案一的年费用支出总额最小,总体经济效益最优。在享受电价优惠政策的条件下,客户自建配电网工程可取得一定的经济效益。
3实例分析
梅州供电局供电区域内,某水泥客户申请报装25MVA用电需求,从负荷水平来看,建设220kV专用变电站造价较高,年费用支出较大。因此,客户选择自建容量为25MVA的110kV专用变电站,并选择距离约3km的电源作为接入点,工程投资约2 900万元,于2010年投产。投产后对该客户的基本电费按报装容量收取,同时对该客户执行35~110kV大工业电价,2011—2013年期间用电量分别为11 819.2、8 835.8、9 565.8万kWh,相对于10kV及以下大工业电价,每年节省电费支出约251万元。
4结语
综上所述,在分析客户配电网工程投资决策时,将配电网工程的综合造价与运营费用相结合,可得到经济效益总体最优的投资方案。而投资决策不是一成不变的,配电网工程的综合造价(如建设规模、设备选型、设备单价、贷款利率)、运营费用(如基本电价、电度电价)如发生变化,投资决策也可能出现变化,因此对于具体工程应具体分析以找出最优的投资方案。
作者:田康 单位:广东电网公司 梅州供电局
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