投资界面延伸下电网接入工程投资博弈策略

摘要为切实降低用户办电成本，电网投资界面被要求延伸至用户红线，而其延伸成本如何在政府、电网、用户多主体间分配尚缺乏统一合理的标准。基于此，首先阐述电网投资界面延伸情况及投资主体利益诉求，并对电网接入工程投资成本进行分析；其次，以最大化各主体投资比例与其最不理想比例差距为目标，构建Nash-Harsanyi讨价还价博弈模型，通过初始投资比例、风险分担比例、合作协同能力量化谈判力水平，为电力接入费用寻求公平合理的政企共担投资策略；最后，以某经济开发区电网接入工程为例进行算例分析，结果表明，电网、用户、政府投资比例由0.65∶0.14∶0.21优化为0.61∶0.12∶0.27，三者满意度均得以提升，其中电网企业由于较高的谈判力得到最大程度提升，这有助于推动电网投资界面延伸工作，进一步优化营商环境。01电网接入工程投资界面及投资主体分析1.1

电网接入工程投资界面分析以往，电网接入工程费用大部分都由用户承担，影响着电力接入质量和企业办电效率。为此，相关政策将电网投资界面延伸至客户红线，使得产权分界点向用户侧偏移，进而形成了投资界面延伸下的电网接入工程，即从产权分界点连接至公共管网发生的入网工程。具体投资界面延伸情况如图1所示。图1

电网接入工程投资界面示意

Fig.1

Investmentinterfacediagramofpoweraccessproject

1.2

电网接入工程投资主体分析除低压小微企业和储备土地配套电网接入工程外，其他类项目(例如机井通电、工业园区等供电项目)的电力外线接入费用由政府和电网企业共同承担，用户建筑区划红线内的受电设施则由用户承担。可见，其中的利益相关方主要涉及政府、电网企业和用户。政府作为政策的制定者和执行者，代表着国家的利益，宏观地指导和影响着电网的发展。营商环境中“获得电力”指数反映了企业从申请用电到获取永久供电所需要的时间和成本，它直接影响到千家万户的日常生活和整个经济社会的发展。因此，政府立足于减轻全社会电力接入环节负担，提高“获得电力”指数水平，协助推进电网接入工程建设，从制度层面为优化营商环境提供更有力的保障和支撑。电网企业作为国有企业，它的利益包含国家的公共利益和企业的个体利益。一方面，电网企业有义务推进政策落地，打通电力接入“最后一公里”；另一方面，电网企业通过为用户提供电力获得经济利润，实现企业的可持续发展。电网企业在资金、技术、设备和市场等方面具备先决条件，可以在投资建设的过程中发挥主导作用，保障电网接入的安全性与稳定性。用户是直接享受电力服务的利益相关者，代表自身的个体利益。用户的利益需求包含2个方面：一是降低用电成本，二是提升用电水平。因此，电力接入项目既要达到用户可接受的费用又要为用户提供优质可靠和便利的电力。02电网接入工程投资成本分析与一般的电网建设项目一样，电网接入工程的投资成本主要包括建设成本和运行成本，前者是工程涉及的电气设备的建设安装费用，后者是运行过程中产生的维护损失费用。2.1

建设成本电网接入工程中主要涉及输电线路、开闭所、计量装置等电气设施的建设。因此，建设成本可以表示为式中：C为电力建设成本折算到每年的值；ξ为年化系数；CL、CS和CM分别为输电线路、开闭所设备以及计量装置建设成本，具体计算方式为式中：M指接入工程按照截面面积划分的导线种类；V0为与导线截面无关的单位长度费用；Vm为第m种导线与截面相关的单位长度单位截面的费用；Sm与Lm分别为第m种导线的截面面积和线路长度；J和Q分别为每基杆塔建设费用和杆塔数量；F代表电网接入工程中涉及的设备种类（如断路器、隔离开关、过电压保护器、避雷器等）；If为开闭所中同类型f配套设备的建设费用系数；Yf为相应设备的数量；B和X分别为表箱的箱体安装费用及安装数量。2.2

运行成本电网在运行过程中产生的成本除了电气设施的日常维护费用，还存在因设备故障产生的损失及阻抗引起的电能消耗所带来的成本，运行成本包括维护成本、停电损失成本及网损成本，即式中：R为电网接入工程的运行成本；RM为维护成本，包括材料费、维修费及薪酬等；RO为停电损失成本，表示设备发生故障所造成的社会经济损失的估算值；RN为网损成本，指线路电阻、线路感抗产生的有功、无功损耗带来的电能损失成本。具体计算方式如下。式中：μ为维护成本率；λ为该区域一年创造的产值与消耗的电能之比；δ为电网接入工程的建设长度占整体供电项目的比例；Ek为负荷节点k的电量不足期望值；K为负荷点总数；φm为接入工程中第m种输电线路的线损率；δm为第m种输电线路长度占比；P为该区域一年输送电量；pt为该区域平均电价。03电网接入工程政企共担投资博弈模型3.1

基本假设合作博弈是指多个参与者为了自身利益，通过联盟、合作的方式进行的博弈和对抗。Nash针对两人博弈问题提出纳什谈判模型，之后进一步被改进为多人非对称博弈模型（Nash-Harsanyi讨价还价博弈），可以计及参与者各种因素对成本分配结果的影响，实现多方合作下的合理分配。本文在构建Nash-Harsanyi讨价还价博弈模型时，需遵循以下假设：投资主体均具有个体理性；合作联盟具有集体理性；各投资主体在合作博弈中谈判力由影响分配结果的各因素共同决定；各投资主体都是风险中性的。3.2

谈判初始点在谈判中，各投资主体的谈判基础是满意度，即投资主体通过投入一定成本能实现其利益诉求的程度。当所有投资主体的满意度高于其谈判初始点时，谈判能够达成。因此，谈判初始点可以通过投资主体的最小满意度来表示。假设参与合作的每个投资主体提出一种成本分配方案，那么n个参与者（投资主体）提出的方案可以形成一个系数矩阵为在矩阵G中，0＜gij＜1且第i行代表所有参与者对第i个主体提出的投资比例的集合，集合中的最大值和最小值分别代表该主体最不理想和最理想的投资比例，即通过最理想和最不理想的投资比例方案，可以定义第i个投资主体的满意度为式中：gi为第i个投资主体的投资比例；ui为满意度，当ui越小时，满意度越低。可见，第i个投资主体的谈判初始点为3.3

谈判力各投资主体在项目中发挥的优势与存在的劣势互不相同，导致在谈判中具有不同的谈判水平。本文从初始投资比例、风险分担比例、合作协同能力3个方面对谈判力进行量化。1）初始投资比例。由于不同主体在社会环境中发挥的职能不同，其对项目投入程度也不尽相同。考虑到成本分配的公平性，初始投资多的主体应当承担更多的成本。对于电网接入工程，初始投资比例计算式为式中：Zi为第i个投资主体的初始投资比例，且Ci与Ri分别代表第i个投资主体承担的建设成本与运维成本。电网接入工程建成后，资产处置与运维养护是影响投资主体初始投资比例的重要因素。若工程建成后移交电网企业，则运维费用全部由电网企业承担，即电网、用户、政府初始投资比例可以表示为：Z1∶Z2∶Z3=(C1+R)∶C2∶C3；若工程建成不移交电网企业，则接入工程的运维费用由相应地建设投资主体承担，即初始投资比例可以表示为：Z1∶Z2∶Z3=(C1+R1)∶(C2+R2)∶(C3+R3)。2）风险分担比例。对电网接入工程而言，存在着建设风险、质量风险、市场风险和政策风险。建设风险是指自然灾害、技术限制等为工程建设带来的影响，质量风险是指项目在运行过程中可能出现的电力服务质量问题，市场风险主要来源于系统的不平衡电力及相应的波动电价，政策风险描述的是宏观环境和国家政策带来的潜在影响。假设风险种类总数为h，第j种风险的权重为αj，第i个投资主体分担第j种风险的比例为Kij，则各投资主体风险分担比例系数Ki可以表示为3）合作协同能力。合作协同能力是指各投资主体保证项目投资、建设和运营顺利实施的能力，包括技术竞争能力、资金支付能力、资源供应能力。技术竞争能力是投资主体在项目建设运营中拥有的核心技术以及管理水平等，资金支付能力反映投资主体能够为项目提供经济支持的能力，资源供应能力反映投资主体为项目提供市场、土地等必要资源的能力。综合水平越高，合作协同能力越强。为与初始投资比例和风险分担比例保持一致，需要将合作协同能力进行归一化处理，即式中：Hi代表归一化后第i个投资主体的合作协同能力；hi、Ai、Ei、Fi分别表示其合作协同能力、技术竞争能力、资金支付能力和资源供应能力；βA、βE和βF指相应的权重系数。4）谈判力的确定。综合上述3个因素，能够计算出每个投资主体的谈判力得分为式中：Vi为第i个投资主体的谈判力得分；ξZ、ξK和ξH为初始投资比例、风险分担比例和合作协同能力的权重系数，需要在联盟成立前达成共识，且满足ξZ+ξK+ξH=1。进一步对上述结果进行归一化处理，最终得到第i个投资主体的谈判力水平vi为3.4

Nash-Harsanyi讨价还价博弈模型对于讨价还价问题的求解，Nash给出了一个使得广义Nash乘积极大值的解作为问题的均衡解，也就是广义Nash讨价还价解，其一般数学表达式为式中：wi为参与者ξ的收益分配占比；Ui(wi)为效用函数；Ui(wi,min)指谈判初始点；αi表示谈判力。式（23）为利益分配问题下的Nash讨价还价解。而对于解决成本分配问题，其本质上就是使所有投资主体的总效用最大化，该过程为：基于谈判初始点、依据谈判力水平，寻求各方满意度W最大的投资比例。电网接入工程政企共担投资策略优化的Nash-Harsanyi讨价还价博弈模型为04算例仿真4.1

算例描述本文算例场景为某地经济开发区10kV业扩配套项目的电网接入工程。新建10kV架空线路路径总长2.899km，其中：JKLYJ-70导线单回路路径长度0.065km，JKLYJ-240导线双回路路径长度2.527km，JKLGYJ-240/30导线双回路路径长度0.307km；新建杆塔共44基；新建10kV真空柱上断路器自动化成套设备4套，过电压保护器16组，10kV户外隔离开关8台，10kV配电和线路型避雷器8组，表箱10套。相关参数如表1所示。根据式（1）~（8），该项目建设总成本为202.28500万元，年运维成本为7.87723万元，进而得出年投资成本共计17.99148万元。表1

某地经济开发区10kV业扩配套项目相关参数Table1

Relevantparametersofa10kVindustrialexpansionsupportingprojectinaneconomicdevelopmentzone按照该地现行成本分配政策，由用户承担位于建筑区划红线内的接入费用，由政府和电网企业按1∶1比例承担红线外的接入费用，工程建成后资产无偿移交至电网企业管理，运维费用全部由电网企业承担。基于此，电网、用户、政府的年投资成本分别为11.670074万元、2.528563万元、3.792844万元，三方主体的初始投资比例为0.65∶0.14∶0.21。4.2

投资比例优化各投资主体根据初始投资比例提出成本分配方案G，如式(25)，可得投资主体的谈判初始点：其中下标1、2、3分别表示电网、用户和政府。根据工程实践及专家经验分析，电网、用户、政府对不同风险的承担情况如表2所示，经计算可得各主体风险分担比例系数为：K1=0.42，K2=0.35，K3=0.23。表2

电网接入工程风险分担情况Table2

Riskallocationofpoweraccessproject合作协同能力包括技术竞争能力、资金支付能力和资源供应能力，假设3种能力在电网接入工程中的重要程度占比分别为50%、30%、20%，各投资主体的合作协同能力指标归一化处理后表现如表3所示。因此，合作协同能力系数为：H1=0.54，H2=0.18，H3=0.28。表3

各投资主体的合作协同能力情况Table3

Cooperationabilityofeachinvestmententity

综上所述，电网、用户、政府的谈判力量化结果为：v1=0.594，v2=0.173，v3=0.233。该电网接入工程成本分配博弈模型最终转化为求解上述问题，电网、用户、政府优化后的投资比例为0.6079∶0.1185∶0.2736。如图2所示，优化后的投资比例均位于最理想与最不理想比例之间，高于最理想比例是由于谈判需考虑到每一方的利益，低于最不理想比例表明所有投资主体能够达成谈判。可见，电网接入工程合作联盟达到了均衡状态。图2

电网接入工程投资比例优化情况

Fig.2

Investmentproportionoptimizationforpoweraccessproject表4展示了各主体谈判前后的满意度对比。可以看出，各投资主体满意度均有所提升，且由于电网企业谈判力水平最高，其满意度提升程度最大，体现了讨价还价博弈结果的合理性。表4

谈判前后各投资主体的满意度情况Table4

Thesatisfactiondegreeofallinvestmententitiesbeforeandafternegotiation4.3

灵敏性分析在博弈过程中，谈判初始点和谈判力水平是投资比例优化的重要影响因素。因此，本节以前文算例场景为基准，不同程度地改变谈判初始点和谈判力水平，分析投资比例的变化情况。1）谈判初始点影响分析。投资主体在谈判前提出的成本分配方案具有一定的主观性，最理想与最不理想比例可能产生波动，使谈判初始点发生改变。因此，可以通过改变投资主体对于投资比例的可接受程度，分析谈判初始点对博弈结果的影响。以电网企业为例，使电网企业在初始分配方案中的投资比例发生±5%、±10%、±15%、±20%的波动，分配结果变化如图3所示。电网初始分配比例变化程度在–5%~5%时，博弈结果变化幅度较小，体现了模型在小波动情况下具有一定的稳定性。当电网初始分配比例发生较大程度的波动时，分配结果也发生大幅度变化，因此进一步对大波动情况下投资主体满意度进行分析。图4展示了初始分配方案中电网投资比例变动±20%情景下博弈满意度提升情况，与基准情景相比，大波动情景下联盟整体的满意度有所降低。因此可以在谈判前设置联盟满意度的最低值，若谈判结果未达到最低值，则需重新博弈以得到更优的分配结果。图3

电网谈判初始点改变引起投资比例变化程度

Fig.3

Thechangedegreeofinvestmentproportionduetothechangeofinitialpointofpowergridnegotiation图4

大波动情景下投资主体满意度提升水平

Fig.4

Satisfactionimprovementofinvestmententitiesunderlargefluctuationscenarios2）谈判力影响分析。谈判力直接影响着投资主体在讨价还价博弈中所占权重。以电网企业为例，在–10%~10%时使其谈判力水平发生变化，引起分配结果变化情况如图5所示。当电网企业谈判力水平变化时，各主体的最终投资比例也发生较大变动，这表明谈判力水平对讨价还价成本分配结果影响显著。具体而言，随着电网企业谈判力水平提升，其最终分配结果越接近最理想投