（1.国网湖州供电公司 浙江湖州 313000；2.上海博辕信息技术服务有限公司 上海长宁 200050）
摘要：科学评估配网投资的经济效益，有利于实现配网投资的精准管理。考虑到配网投资产生的效益具有时延特性，建立了考虑时延特性的投资效益评估模型。配网投资和用电量等数据具有明显季节性，首先，对投资和经济效益等数据按时延方法进行平滑处理；其次，基于延迟时间序列方法，建立考虑时延特性的配网投资模型、配网经济效益模型和配网投资效益评估模型；最后，基于H市的投资和用电量等实际数据，通过与EDA算法结果对比分析，验证了本模型的正确性。研究结果为电网公司配网投资效益的科学评估提供支撑，为配网投资的精准管理和投资时间的合理安排提供参考依据。
关键词：时间序列方法；经济效益；配网投资；时延特性；数据包络法
中图分类号 文献标识码：A 文章编号
Research on the economic benefits of the distribution network considering Time Delay
CAO Jianwei1 WANG long1 YE Xinjiong1 GAO Junhui 2 ZHU Jinchun2
（1.State Grid Huzhou Power Supply Company，Huzhou 313000；2.Shanghai beyond information technology Services Limited，Shanghai，200050）
Abstract：The scientific evaluation of the economic benefits of the distribution network investment is conducive to the realization of the precise management of distribution network investment.Considering the time delay characteristics of the investment and the benefit of the distribution network，this paper establishes the investment benefit evaluation model considering the time delay characteristics，and makes a reasonable evaluation for the distribution network investment.The distribution of investment and consumption data has obvious seasonal，firstly，the investment and economy data are smoothing by time delay method；Secondly，the distribution network investment model and distribution model economic benefit model are built based on time delay method；finally，the correctness of this model is verified by comparing with the EDA algorithm based on the actual investment of H city.These research results provide a scientific reference for the scientific evaluation of the investment benefit of the Power Grid Co rp distribution network，and provide a scientific reference for the investment management of the distribution network and the reasonable arrangement of the investment time.
Key words：Time delay method，economic benefit，distribution network investment，time delay characteristic，data envelopment analysis.
0 引言
电网企业作为电力改革的重要参与主体，科学评估配网投资的经济效益，是电网公司实现配网投资精准管理的前提和基础。如何科学评估配网投资产生的经济效益，是国内外专家和学者的研究重点。
截至日前，关于配网投资经济效益评估的研究已取得了一定成果。文献[1]使用模糊综合评价法对电网投资的经济效益进行后评价，但是该方法主观性太强；文献[2]应用数据包络法对各电网投资效益进行了测算和评估，但评价容易受极值的影响；文献[3]研究使用人工神经网络对配网投资进行效益评估，但该方法评估时需要大量的训练样本数据；文献[4-8]提出了一种电网规划成本效益分析与评价的数学模型。上述文献从多个角度对配网投资效益进行有效评估，但是评估模型均未考虑投资效益的时延特性。
考虑到配网指标数据一般具有很强的季节特性，如用电量数据，一年中在夏季会出现极大值，在春节期间会出现极小值；此外，配网项目投资产出的效益并不会在投资后立即显现，即投入产出之间具有一定的时延特性，文章考虑投资的时延特性，建立了配网投资经济效益评估模型，对配网投资产生的经济效益进行科学评估。首先，对投入产出数据按时延进行平滑处理（脱季节性）；其次，基于延迟时间序列方法，建立了考虑时延特性的配网投资模型、配网经济效益模型和配网投资效益评估模型；最后，基于H市的投资和用电量等实际数据，通过与EDA算法结果对比分析，验证了本模型的正确性。
1 投资折算模型
1.1 某市数据
投资效益分析以浙江H市配网投资为对象，该市下辖五个区县，为简便表述，该五个区县名称分别用A区、B区、C区、D区、E区表示。研究所需的基础数据有：（1）五个区县在2013年7月至2016年8月共37个月的配网投入资金（万元）、用电量（千瓦时）；（2）五个区县在2013年7月的资产估算数据。
1.2 投资折算模型
设定各区县2013年7月的资产估算初值为A（0），之后第i个月的投入、产出值分别为A（i），y（i），i∈[1，n]。对于每月的投入资金数据，可得到：
投入总资产（万元），A（i）表示第i月的投入金额（万元）。δ为折旧率，如果i按年算，δ为年折旧率；如果i按月算，δ为月折旧率。
2 投资效益评估模型
考虑产出与投入之间的时延特性，设定时延为T个月，可得第t月的投资效益评估模型如下：
图1 H市2013年7月-2016年8月的用电量时序曲线
Fig.1 power consumption time curve of H city betweetn2013.7 and 2016.8
分析图1可知，H市用电量具有明显的季节特性，其2月份最低（图中有3个局部最小值），8月份最高。为消除此季节特性对评估结果的影响，可对投入和产出进行平滑处理，如按延时6个月进行平滑处理，平滑示意如图2所示，则公式（3）、（4）中的N为12，T为5。
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图2 投入产出平滑处理示意图
Fig.2 smoothing of investment and economy
将设定值代入公式（2）即可得到考虑时延后的投资经济效益评估结果，如图3所示。
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图3 经济效益评估拟合曲线
Fig.3 fitting curve of economic result evaluation
分析图3可知，投资效益评估系数a为0.4061，b为11850（元）。
取不同的时间延迟参数T值，可得到对应不同的投入产出系数，如表1所示。
表1 不同时延下的投资效益评估系数
Tab.1 result of investing evaluation under different time delay
分析表1可知，当时间延迟为9个月时，投资效益评估系数最高，达到0.9597。即投资9个月后产生的经济效益最佳。
计算各时期的投资与经济效益，即可得到投资经济效益评估系数的时序曲线如图4所示。分析发现，在2013到2015年的17个月中，投资经济效益评估系数不断下降，从1.2附近下降到了0.8附近。对比分析同期该地区的GDP增长率[9]可知，产出效益还与该地区GDP的变化趋势密切相关，即在配网投资时，既要考虑产出经济效益，也要综合考虑地区的经济形势。
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图4 投资经济效益评估系数的时序曲线
Fig.4 time curve of investing economic effectiveness evaluation
3.2 模型校验
为验证本模型的正确性，将上述投资经济效益评估结果与数据包络方法[10]（DEA）计算得到的投资经济效益评估结果进行比较分析。
数据包络法采用CCR模型[11]，计算得到H市A、B、C、D、E各区在2015年的投资效益评估结果，如表2。考虑数据的敏感性，我们仅列出效率最高的A区、效率最低的C区数据。
表2 本模型与EDA方法的计算结果比较
Tab.2 the comparing result of this model with EDA method
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分析表2可知，A区与C区的相对值，两种模型得到的数值分别为0.53和0.55，两种方法的计算结果较为接近，据此可得本时延模型的正确性。
4 结论
为科学评估配网投资的经济效益，文章建立了考虑时延特性的配网投资经济效益评估模型，并通过与数据包络法对比分析，验证了模型的正确性。研究得到：
（1）H市用电量具有明显的季节特性，其2月份最低，8月份最高。为消除此季节特性对投资评估结果的影响，可采取延迟时间序列方法进行平滑处理。
（2）当时延为9个月时，其对应的投资经济效益评估系数最高，即投资9个月后产生的经济效益最佳，为得到预期的经济效益结果，电网公司应合理安排投资时间。
（3）随着投资的逐年累积，投资经济效益评估系数不断下降，且产出效益与该地区GDP的变化趋势密切相关，即在规划配网投资时，既要考虑其产出经济效益，也要考虑地区的经济形势。
（4）考虑时延特性的配网投资经济效益评估结果与EDA法得到的结果较为接近，但结论包含的信息更丰富，即本模型还可为公司的配网投资时间安排提供参考。
本模型可准确评估配网投资的经济效益，也可为配网投资的精准管理提供参考和指导，研究结论具有重要意义。
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