CN102855544A

CN102855544A - 一种分布式发电项目综合评价方法

Info

Publication number: CN102855544A
Application number: CN2012103000343A
Authority: CN
Inventors: 李蕊; 苏剑; 刘海涛
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2013-01-02

Abstract

本发明提供了一种分布式发电项目综合评价方法，综合考虑复杂电价体系下分布式发电项目不同运营主体的运营模式、并网技术方案、投资收益、以及初始投资、运行维护、投资回收期等成本因素对分布式发电项目综合评价的影响，以收益与成本两者的比值来评估项目的可行性，并优选出最优的运营模式。本发明的方法弥补了从前分布式发电项目综合评价方法较为粗犷的缺点，考虑了项目全寿命周期的收益和成本，采用细致全面的思路，考虑复杂电价体系及利益攸关方的成本分摊，综合不同运营主体的运营模式，对分布式发电项目进行综合评价，并优选出最优的方案。实证分析结果表明，该方法在分布式发电项目综合评价中是有效的且准确的。

Description

一种分布式发电项目综合评价方法

技术领域

本发明涉及电力系统和新能源领域，具体涉及一种分布式发电项目综合评价方法。

背景技术

近一年来中国的分布式电源发电项目承外冷内热的发展态势，技术创新和激励政策的推进，使中国的分布式电源发电系统已基本形成了稳定的技术和产业体系，发电系统在设置容量上也得到了迅速发展。

这些项目虽然在清洁能源利用、节能方式上有大胆尝试和突破，但整个项目的综合评价及优选方法是投资者最为关心且较难预测的，且不同经营模式下的投资商、运营商等不同主体的投资收益情况与并网技术和电价机制密切相关，计算非常复杂，以前一直没有相关深入系统研究。在项目的经济评价上，投资方一直采用较为粗旷的计算方法，导致预测不准很多项目运行后亏损严重，更没有采用项目全寿命周期内（全寿命周期成本（LCC）也被称为寿命周期费用，是政府或项目为了设置和获得系统以及系统一生所消耗的总费用）的评价计算方法，同时以往的研究多侧重于发电成本的研究，而没有将电费这项投资回报计入投资决策需要考虑的重要指标。在项目的优选分析中，投资方往往仅考虑项目的最终受益，而忽略了对配电网的影响，以及配电网接纳分布式电源的能力及改造等一系列成本，在本方法中设置了配电网适用性判断环节。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种分布式发电项目综合评价方法，综合考虑复杂电价体系下分布式发电项目不同运营主体的运营模式、并网技术方案、投资收益、以及初始投资、运行维护、投资回收期等成本因素对分布式发电项目综合评价的影响，以收益与成本两者的比值来评估项目的可行性，并优选出最优的运营模式。本发明的方法弥补了从前分布式发电项目综合评价方法较为粗犷的缺点，考虑了项目全寿命周期的收益和成本，采用细致全面的思路，考虑复杂电价体系及利益攸关方的成本分摊，综合不同运营主体的运营模式，对分布式发电项目进行综合评价，并优选出最优的方案。

本发明提供的一种分布式发电项目综合评价方法，其特征在于，运用计算机的计算模块，判断出项目的可行性，对项目方案进行综合评价，并选出项目并网及运营方案；所述方法包括如下步骤：

（1）列出分布式发电项目的并网技术方案及运营方案；

（2）计算所述方案第一年的收益；

（3）计算所述方案第一年的费用；

（4）计算所述方案寿命周期内的总体收入和总费用的现值；

（5）计算所述方案寿命周期内的年均收入和年均费用的现值；

（6）计算每种方案的收益/成本的值PI；

（7）对所有方案的PI值进行由大到小排序，在所有PI值大于1的方案中选出排序第一，即收益最大的方案；如果排序第一方案的PI值都小于1，则返回步骤（1）；

（8）将步骤（7）选出的收益最大方案投入到电网适应性计算模块计算；

（9）根据电网适应性计算模块计算结果进行判断，如果显示电网能够适应该分布式发电项目接入及运营方案，则方法结束；如果显示电网不能够适应该分布式发电项目接入及运营方案，则舍弃此方案，返回步骤（7），按PI值顺序选择下一个方案进行配电网适应性计算。

其中，所述并网技术方案是根据项目的投资方、项目的最终用户类型、项目的补贴方式、项目的并网方式和并网点进行划分。

其中，步骤（2）所述收益包括售电收入、购销差价收入和补贴收入。

其中，步骤（3）所述费用包括初期投资费用、维护费用、线损费用、配电设备投资、年直接停电损失、年贷款利息、设备折旧费用和房顶年租金。

其中，所述售电收入包括上网售电收入和自用售电收入；

所述收益公式为：

S＝365×(E_t×P_t+E_k×P_k+E_p×P_p)

式中E_t为典型日内的多余上网电量，是指分布式发电电源就地消纳以外多余的电量值；P_t为分布式发电上网电价；E_k为典型日分布式发电电源自发自售的电量值；P_k为分布式发电销售电价；E_p为典型日内向大电网购买的电量值；P_p为分布式发电购销差价。

其中，所述补贴收入为政府补贴或者电价补贴；所述政府补贴为G＝P×50%，其中P为现值，是指建设初期的投资额或折算到建设初期的金额；

所述电价补贴为G＝365×(E_t×P_b+E_k×P_b)，其中E_t为典型日内的多余上网电量，是指分布式发电电源就地消纳以外多余的电量值；P_b为政府的补贴电价；E_k为典型日内分布式发电电源自发自售的电量值。

其中，所述初期投资费用为分布式发电的期初投资，

I_g＝W×C_w

式中，I_g为分布式发电的初期投资费用；W为分布式发电的装机容量；C_w为单位装机容量费用。

其中，所述维护费用为分布式发电的运行维护费用，

M＝I×R_m

式中，M为分布式发电的运行维护费用；I为光伏发电的初期投资费用；R_m为分布式发电的运行维护率。

其中，所述线损费用为

L_l＝L_l1+L_l2

式中：

L_l1＝365×(E_k×R_l1×P_k)

L_l1为分布式发电用户自发自售部分的电量线损；E_k为典型日分布式发电电源自发自售的电量值；R_l1为根据其传输距离测算光伏用户自发自售部分电量损耗的百分比；P_k为分布式发电销售电价。

L_l2＝365×(E_t×R_l2×P_t)

L_l2为分布式发电上网电量线损；E_t为典型日内的多余上网电量，是指分布式发电电源就地消纳以外多余的电量值；R_l2为根据其传输距离测算分布式发电上网部分电量损耗的百分比；P_t为分布式发电上网电价。

其中，所述配电设备投资的费用为

I_{e} = Σ_{i = 0}^{n} Q_{i} \times I_{i}

式中，I_e为配电设备投资费用；Q_i为配电线路、开关、变压器、计量表计不同配电设备的建设规模；I_i为单位设备的综合造价。

其中，步骤（4）所述计算技术方案寿命周期内的总体收入和总费用的现值包括：总收入的现值：

Bp = Σ_{t = 0}^{n} Bt (P_{B} / F_{B}, i_{c}, t) = Σ_{t = 0}^{n} Bt {(1 + i_{c})}^{- t}

式中，Bp为技术方案寿命周期内的总收入现值；FB为终值，其含义是指初期收入的资金转换为计算期末的期终值，即期末本利和的价值；t为计息次数，即寿命期；PB为现值，是指建设初期的收益或折算到建设初期的金额；Bt为寿命期内各年度的收入；i_c为折现率。

总费用的现值：

Cp = Σ_{t = 0}^{n} Ct (P_{C} / F_{C}, i_{c}, t) = Σ_{t = 0}^{n} Ct {(1 + i_{c})}^{- t}

式中，Cp为技术方案寿命周期内的总费用现值；Fc为终值，是指初期投入或产出的资金转换为计算期末的期终值，即期末本利和的价值；t为计息次数，即寿命期；Pc为现值，是指建设初期的投资额或折算到建设初期的金额；Ct为寿命期内各年度的费用支出；i_c为折现率。

其中，步骤（5）计算技术方案寿命周期内的年均收入和年均费用的现值包括：

年均收入现值的计算表达式为：

Ba = Σ_{t = 0}^{n} Bt (P_{B} / F_{B}, i_{c}, t) (A / P_{B}, i_{c}, t) = Σ_{t = 0}^{n} Bt {(1 + i_{c})}^{- t} \frac{i_{c} {(1 + i_{c})}^{n}}{{(1 + i_{c})}^{n} - 1}

式中，Ba为技术方案寿命周期内的年均收入现值；FB为终值，其含义是指初期收入的资金转换为计算期末的期终值，即期末本利和的价值；t为计息次数，即寿命期；P_B为现值，是指建设初期的收益或折算到建设初期的金额；Bt为寿命期内各年度的收入；i_c为折现率。

年均费用现值的计算表达式为：

Ca = Σ_{t = 0}^{n} Ct (P_{C} / F_{C}, i_{c}, t) (A / P_{C}, i_{c}, t) = Σ_{t = 0}^{n} Ct {(1 + i_{c})}^{- t} \frac{i_{c} {(1 + i_{c})}^{n}}{{(1 + i_{c})}^{n} - 1}

式中，Ca为技术方案寿命周期内的总费用现值；Fc为终值，是指初期投入或产出的资金转换为计算期末的期终值，即期末本利和的价值；t为计息次数，即寿命期；Pc为现值，是指建设初期的投资额或折算到建设初期的金额；Ct为寿命期。

其中，所述配电网适应性计算包括配电网网损计算、短路电流计算、电能质量谐波注入量计算、电网稳态/暂态计算等计算。

与现有技术比，本发明的有益效果为：

本发明的方法弥补了从前分布式发电项目综合评价较为粗犷的缺点，考虑了全寿命周期的收益和成本，采用细致全面的思路，综合考虑复杂电价体系下不同运营主体的收益，以及初始投资、运行维护、投资回收期等成本因素对分布式发电项目经济性的影响，以收益与成本两者的比值来评估项目的可行性，并综合考虑配电网适应性优选出最优的技术和运营方案。实证分析结果表明，该方法在分布式发电项目经济性评价中是有效的且准确的。

附图说明

图1为本发明提供的分布式发电项目综合评价方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本实施例的总体流程如图1所示，具体包括如下步骤：

（1）列出分布式发电项目的技术方案及运营方案；

根据项目的投资方、项目的最终用户类型、项目的补贴方式、项目的并网方式及并网点划分技术方案。

（2）计算所述技术方案第一年（即建设初期）的收益；

计算技术方案建设初期的总体收益=分布式发电的售电及与大电网的购销差价收入+政府补贴（或电价补贴）

I＝S+G

式中，I-技术方案建设初期的总体收益；S-分布式发电的售电收入及与大电网的购销差价收入；G-政府在建设初期的一次性补贴或电价形式的长期补贴。

其中分布式发电的售电收入与大电网的购销差价收入指三部分收益，一是分布式电源的余量上网售电收入，二是分布式电源就地消纳的售电收入，三是分布式电源从大电网购电又转卖给用户的购销差价收入：

S＝365×(E_t×P_t+E_k×P_k+E_p×P_p)

式中E_t—典型日（是指随意选出一年中的几个典型月的日子，例如1月、3月、8月等）内的多余上网电量，是指分布式发电电源就地消纳以外多余的电量值；P_t—分布式发电上网电价；E_k为典型日分布式发电电源自发自售的电量值；P_k—分布式发电销售电价（取普通居民电价、商业、非居售电电价的折算值0.7元/kWh）；E_p—典型日内向大电网购买的电量值；P_p—分布式发电购销差价。

补贴收入为政府补贴或者电价补贴（只能取其一）；所述政府补贴为G＝P×50%，式中P—现值，是指建设初期的投资额或折算到建设初期的金额；

所述电价补贴为G＝365×(E_t×P_b+E_k×P_b)，式中E_t—典型日内的多余上网电量，是指分布式发电电源就地消纳以外多余的电量值；P_b—政府的补贴电价；E_k—典型日内分布式发电电源自发自售的电量值。

（3）计算所述技术方案第一年的费用；

费用包括初期投资费用、维护费用、线损费用、配电设备投资、年直接停电损失、年贷款利息、设备折旧费用和房顶年租金等。

分布式发电的初期投资费用：

I_g＝W×C_w

式中，I_g-分布式发电的初期投资费用；W-分布式发电的装机容量；C_w-单位装机容量费用。

分布式发电的运行维护费用：

分布式发电的运行维护费用=分布式发电项目的初期投资费用×运行维护率（3%）

M＝I×R_m

式中，M-分布式发电的运行维护费用；I-光伏发电的初期投资费用；R_m-分布式发电的运行维护率。

线损费用：

线损费用＝分布式发电用户自发自售部分电量线损+分布式发电上网电量线损

L_l＝L_l1+L_l2

其中：

L_l1＝365×(E_k×R_l1×P_k)

式中，L_l1—分布式发电用户自发自售部分的电量线损；E_k—典型日分布式发电电源自发自售的电量值；R_l1—根据其传输距离测算光伏用户自发自售部分电量损耗的百分比；P_k—分布式发电销售电价（取普通居民电价、商业、非居售电电价的折算值0.7元/kWh）。

L_l2＝365×(E_t×R_l2×P_t)

式中，L_l2—分布式发电上网电量线损；E_t—典型日内的多余上网电量，其含义是指分布式发电电源就地消纳以外多余的电量值；R_l2—根据其传输距离测算分布式发电上网部分电量损耗的百分比；P_t—分布式发电上网电价。

配电设备投资：

I_{e} = Σ_{i = 0}^{n} Q_{i} \times I_{i}

式中，I_e—配电设备投资费用；Q_i—配电线路、开关、变压器、计量表计等不同配电设备的建设规模；I_i—单位设备的综合造价。

（4）计算所述技术方案寿命周期内的总体收入和总费用的现值；

这时需要考虑寿命周期内的年贷款利息、设备折旧费用等，需要把项目计算期内各年的收入和费用，按照一个指定的折现率折算到建设初期（即项目计算期第一年年初）的现值之和。

总收入现值（B_P）的计算表达式为：

Bp = Σ_{t = 0}^{n} Bt (P_{B} / F_{B}, i_{c}, t) = Σ_{t = 0}^{n} Bt {(1 + i_{c})}^{- t}

式中，Bp-技术方案寿命周期内的总收入现值；F_B-终值，其含义是指初期收入的资金转换为计算期末的期终值，即期末本利和的价值；t-计息次数，即寿命期(单位：年)；P_B-现值，表示建设初期的收益或折算到建设初期的金额；Bt-寿命期（包括建设期及运行期）内各年度的收入；ic-折现率。

总费用现值（C_P）的计算表达式为：

Cp = Σ_{t = 0}^{n} Ct (P_{C} / F_{C}, i_{c}, t) = Σ_{t = 0}^{n} Ct {(1 + i_{c})}^{- t}

式中，Cp—技术方案寿命周期内的总费用现值；Fc为终值，其含义是指初期投入或产出的资金转换为计算期末的期终值，即期末本利和的价值；t-计息次数，即寿命期(单位：年)；Pc—现值，表示建设初期的投资额或折算到建设初期的金额；Ct—寿命期（包括建设期及运行期）内各年度的费用支出；ic—折现率。

（5）计算所述技术方案寿命周期内的年均收入和年均费用的现值；

即将各技术方案寿命周期内的总收入和总费用换算成等额年费用。

年均收入现值（Ba）的计算表达式为：

Ba = Σ_{t = 0}^{n} Bt (P_{B} / F_{B}, i_{c}, t) (A / P_{B}, i_{c}, t) = Σ_{t = 0}^{n} Bt {(1 + i_{c})}^{- t} \frac{i_{c} {(1 + i_{c})}^{n}}{{(1 + i_{c})}^{n} - 1}

式中，Ba—技术方案寿命周期内的年均收入现值；F_B—终值，其含义是指初期收入的资金转换为计算期末的期终值，即期末本利和的价值；t-计息次数，即寿命期(单位：年)；P_B—现值，表示建设初期的收益或折算到建设初期的金额；Bt—寿命期（包括建设期及运行期）内各年度的收入；ic—折现率。

年均费用现值（C_a）的计算表达式为：

Ca = Σ_{t = 0}^{n} Ct (P_{C} / F_{C}, i_{c}, t) (A / P_{C}, i_{c}, t) = Σ_{t = 0}^{n} Ct {(1 + i_{c})}^{- t} \frac{i_{c} {(1 + i_{c})}^{n}}{{(1 + i_{c})}^{n} - 1}

式中，Ca—技术方案寿命周期内的总费用现值；Fc—终值，其含义是指初期投入或产出的资金转换为计算期末的期终值，即期末本利和的价值；t-计息次数，即寿命期(单位：年)；Pc—现值，表示建设初期的投资额或折算到建设初期的金额；Ct-寿命期（包括建设期及运行。

（6）计算每种方案的收益/成本的值(PI)；

PI=B/C

具体的，本实施例以一个实际工程为例，计算了不同方案下项目全寿命周期的收益和成本，最后优选出了最佳的方案。

算例结果与分析

(1)运营方案设计

本说明以一个实际大型光伏发电并网项目为基础，分别设计了九种光伏并网和运营模式方案，并进行了实际的经济性测算和评估，九种方案见表1。

表1光伏发电项目运营模式方案

方案	分布式电源投资主体	发电商	供电商	分界点
					方案1	独立发电商	独立发电商	独立发电商	分界点1
方案2	电网企业	电网企业	电网企业	分界点1
					方案3	独立发电商	独立发电商	电网企业	分界点1
方案4	独立发电商	独立发电商	独立发电商	分界点2
					方案5	电网企业	电网企业	电网企业	分界点2
方案6	独立发电商	独立发电商	电网企业	分界点2
					方案7	独立发电商	独立发电商	独立发电商	分界点3
方案8	电网企业	电网企业	电网企业	分界点3
					方案9	独立发电商	独立发电商	电网企业	分界点3

三个分界点分别为：

分界点1：把35kV变电站10kV出线侧作为产权分界点。

分界点2：把箱式变电站的高压进线侧作为产权分界点。

分界点3：把每栋楼下的0.4kV总配电箱进线侧作为产权分界点。

(2)全寿命周期的成本/收益预测

第一年的收益情况见表2.

表2光伏发电项目第一年收益情况

第一年成本情况见表3。

表3光伏发电项目第一年成本情况

总收益成本B/C值见表4。

表4光伏发电项目总收益成本B/C值

经营模式	收入	成本	B/C
				方案1	56635.91	74970.21	0.76
方案2	56872.25	38627.76	1.47
				方案3	16007.70	34623.94	0.46
方案4	133852.20	157474.07	0.85
				方案5	134324.87	84789.16	1.58
方案6	32015.40	74956.96	0.43
				方案7	76480.83	427651.25	0.18
方案8	76717.16	241339.50	0.32
				方案9	16007.70	37478.48	0.43

年均收益成本B/C值见表5。

表5光伏发电项目年均收益成本B/C值

从表4和表5的B/C年均费用现值和总费用现值曲线可以看出，数值大于1的方案是盈利的，小于1的方案是亏损的，数值接近1的是基本持平的。由计算结果可知：

由计算结果可知：

方案5和方案2是最优方案，即电网企业发供一体，产权分界点在2（箱式变电站的高压进线侧），或1（35kV变电站10kV出线侧）的集中并网方式，方案的B/C值在1.5-2.5左右。

方案4和方案1是收支平衡的方案，即由独立发电商发电，由电网企业供电的模式，B/C值在1-1.5左右。

其他方案都是亏损的方案，其中方案7是收益最小的方案，即独立发电商发供一体，产权分界点在3（每栋楼下的0.4kV总配电箱进线侧），此方案的B/C值在0.2左右。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种分布式发电项目综合评价方法，其特征在于，运用计算机的计算模块，判断出项目的可行性，对项目方案进行综合评价，并选出项目并网及运营方案；所述方法包括如下步骤：

（1）列出分布式发电项目的并网技术方案及运营方案；

（2）计算所述方案第一年的收益；

（3）计算所述方案第一年的费用；

（4）计算所述方案寿命周期内的总体收入和总费用的现值；

（6）计算每种方案的收益/成本的值PI；

（7）对所有方案的PI值进行（什么排序？由大到小吗）排序，在所有PI值大于1的方案中选出排序第一，即收益最大的方案；如果排序第一方案的PI值都小于1，则返回步骤（1）；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述并网技术方案是根据项目的投资方、项目的最终用户类型、项目的补贴方式、项目的并网方式和并网点进行划分。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述收益包括售电收入、购销差价收入和补贴收入。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述费用包括初期投资费用、维护费用、线损费用、配电设备投资、年直接停电损失、年贷款利息、设备折旧费用和房顶年租金。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述售电收入包括上网售电收入和自用售电收入；

所述收益公式为：

S＝365×(E_t×P_t+E_k×P_k+E_p×P_p)

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述补贴收入为政府补贴或者电价补贴；所述政府补贴为G＝P×50%，其中P为现值，是指建设初期的投资额或折算到建设初期的金额；

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述初期投资费用为分布式发电的期初投资，

I_g＝W×C_w

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述维护费用为分布式发电的运行维护费用，

M＝I×R_m

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述线损费用为

L_l＝L_l1+L_l2

式中：

L_l1＝365×(E_k×R_l1×P_k)

其中，L_l1为分布式发电用户自发自售部分的电量线损；E_k为典型日分布式发电电源自发自售的电量值；R_l1为根据其传输距离测算光伏用户自发自售部分电量损耗的百分比；P_k为分布式发电销售电价。

L_l2＝365×(E_t×R_l2×P_t)

其中，L_l2为分布式发电上网电量线损；E_t为典型日内的多余上网电量，是指分布式发电电源就地消纳以外多余的电量值；R_l2为根据其传输距离测算分布式发电上网部分电量损耗的百分比；P_t为分布式发电上网电价。

10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述配电设备投资的费用为

I_{e} = Σ_{i = 0}^{n} Q_{i} \times I_{i}

11.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，步骤（4）所述计算技术方案寿命周期内的总体收入和总费用的现值包括：

总收入的现值：

Bp = Σ_{t = 0}^{n} Bt (P_{B} / F_{B}, i_{c}, t) = Σ_{t = 0}^{n} Bt {(1 + i_{c})}^{- t}

总费用的现值：

Cp = Σ_{t = 0}^{n} Ct (P_{C} / F_{C}, i_{c}, t) = Σ_{t = 0}^{n} Ct {(1 + i_{c})}^{- t}

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（5）计算技术方案寿命周期内的年均收入和年均费用的现值包括：

年均收入现值的计算表达式为：

Ba = Σ_{t = 0}^{n} Bt (P_{B} / F_{B}, i_{c}, t) (A / P_{B}, i_{c}, t) = Σ_{t = 0}^{n} Bt {(1 + i_{c})}^{- t} \frac{i_{c} {(1 + i_{c})}^{n}}{{(1 + i_{c})}^{n} - 1}

年均费用现值的计算表达式为：

Ca = Σ_{t = 0}^{n} Ct (P_{C} / F_{C}, i_{c}, t) (A / P_{C}, i_{c}, t) = Σ_{t = 0}^{n} Ct {(1 + i_{c})}^{- t} \frac{i_{c} {(1 + i_{c})}^{n}}{{(1 + i_{c})}^{n} - 1}

13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述配电网适应性计算包括配电网网损计算、短路电流计算、电能质量谐波注入量计算、电网稳态/暂态计算。