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摘要：在电网工程建设过程中，应该积极对投资决策进行研究分析，才能保证其社会效益和经济效益最大化。我国电力项目工程建设过程中，存在严重的问题，使得输出网络投资建设力度不足，只有积极对投资方式进行研究分析，构建完善的融资方式，才能保护投资决策的合理化，保证电力工程的建设工作的顺利开展。基于此，本文对电网建设项目投资优化模型进行了研究。
关键词：电网工程建设；优化模型；研究
1电网项目优选模型
电网项目优选模型由3个部分组成：初步筛选、项目排序、优化投资组合，具体模型如图1所示。(1)项目初步筛选指标体系。根据电力系统特征，从电网发展、建设准备、建设环境等方面出发，按照层次分析法基本思想，构建电网建设项目优选多层次指标体系，项目评价分析偏向于采用综合评价法，而在项目初步筛选过程中，为在最大范围内遴选出满足条件的项目，文中采用最大值法，即任一指标满足优选条件则此项目即可作为储备项目，避免了综合评价带来的“信息沉没”。(2)项目投资筛选优化。对于通过投资初选的项目，利用已估算出的项目在建设期和生产运营期的现金流量，在考虑资金时间价值的前提下各项目的净现值等经济指标，结合负荷需求满足以及项目重要性分析，设计指标权重计算各备选项目在考虑以上影响因素情况下的综合得分，按照总分高低对初选得到的各单项目进行建设投资优先级排序。(3)投资组合优化。在实际电网建设过程中，由于项目建设种类多，不同电压等级配套建设协同进行，而一定时间内总投资规模有限，这要求电网企业既要对单个项目进行优选，又要对投资组合进行优化，最终确定投资规模并实现投资分配最优。
2电网建设项目投资组合优化模型研究
2.1电网建设项目投资组合优化模型构建
电网建设的目的是向社会提供经济、安全、优质的电能。因此，在分析电网建设项目投资优化管理工作时，综合考虑了项目投资组合的经济效益，项目建设对社会产生的影响，所要满足的可靠性要求，以及资金总额的约束，以投资组合效益最大化为目标，建立了相应的投资组合优化模型及其求解方法，选出最优项目组合。基于以上分析，本文采用净现值指标衡量电网建设项目投资组合的经济效益，即通过计算各个建设项目的投资成本、年收益、年运营成本，得出投资组合的净现值，在项目投资组合优化模型中用N(X)表示。
式（1）中：xi为投资变量；X=[x1,x2,…,xn]T，n为项目总数；CIit为第i个项目第t年的售电收入；COit为第i个项目第t年的运营成本；T为电网建设项目寿命周期；I为投资回报率；Qi为第i个项目投资建设成本。 容载比是评价电网运行可靠性的关键指标。采用容载比指标衡量电网建设项目投资组合的可靠性，即依据电网不同电压等级建设项目，考虑到容载比过高时的投资浪费，过低时对经济的抑制作用，以及为提高投资效益，在满足用电需求和可靠性要求的前提下，应逐步降低容载比取值，选取容载比1.6-1.8、1.8-2.0为可靠性约束条件，并将其经济化，在项目投资组合优化模型中用可靠性成本函数P(X)表示。
式（3）中Cue为最大缺电成本。同时，在模型构建中分析电网建设投资的资金约束条件，即项目组合的总投资不应超过总的资金限制F，将其经济化，在项目投资组合优化模型中用罚函数F(X)表示。综合考虑了电网建设项目投资组合的经济性、社会性、可靠性目标，以及容载比、资金总额约束条件，建立了投资组合优化模型maxZ=N(X)+S(X)-P(X)-F(X) (4)。
2.2电网建设项目投资组合优化模型求解
由于电网建设项目规模庞大，建设周期长，涉及到电网公司、政府、设备供应商、施工单位等众多参与方，需要投入大量资金，其投资模型的高离散性、非线性、高维数等特点，采用常规的优化算法无法准确求解本文构建的投资组合优化模型。遗传算法是基于自然选择和遗传机制，依据优胜劣汰原则进行全局搜索和优选的随机优化方法，特别适合于整数型变量和组合优化问题，其优点包括：操作简单，通过交叉和变异等逐步完成进化，最终逐步收敛到最优解，相对灵敏度分析、线性规划等数学方法更便于执行；在获得最优解的同时也能给出次优解，为决策者根据实际情况改变投资方案提供信息，弥补了数学规划只能求得单解的不足；多点寻优，能以较大概率找到全局最优解，不受搜索空间的限制，不要求连续性、导数存在等假设。
针对所构建的电网建设项目投资组合优化模型，本文运用遗传算法进行求解，通过简单的编码技术和进化机制将投资问题抽象为纯数学问题，便于同时处理整数变量和连续变量，具体步骤如下：(1)准备必要数据。在求解最优项目投资组合之前，分析整理电网运行现状、各项目新增容量，以及负荷预测等数据，确定电网建设项目的投资成本，年运营成本和年收益等经济参数。(2)建立模型。综合考虑电网建设项目投资组合的经济性、社会性、可靠性目标，计算N(X)、P(X)、S(X)，运用目标函数Z对每个投资组合方案进行评价。同时，将投资组合资金总额约束条件以罚函数形式F(X)并入模型目标函数中，从而将有约束条件的优化问题转化成无约束条件的规划问题。(3)编码求解。对电网建设项目投资组合方案的所有决策变量进行编码，设定变异率和交叉率。在遗传算法中每个投资组合方案X对应于1个染色体。采用整数编码，每个待选项目xi对应于1个基因，若该项目出现在这个方案中，则其基因值为1，否则为0。
3结束语
综上所述，在电力企业发展过程中，积极对电网建设项目投资决策优化分析具有重要意义，不仅能够保证电力企业良好的社会效益以及经济效益，而且还能保证良好的供电质量。在实际的电网建设项目投资决策优化工作，工作人员应该依据项目的实际状况构建完善的模型，选择合适的计算方式，才能保证其合理性，从而推动电力企业的持续发展。
参考文献
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[3]电网工程投资评价与组合优化研究[D].乔卫国.华北电力大学，2015.
论文作者:张志宇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/19
标签：电网论文; 投资组合论文; 项目论文; 建设项目论文; 模型论文; 条件论文; 最优论文; 《电力设备》2017年第13期论文;