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基于区间数的分布式电源投资效益分析(2)

时间:2016-01-05 14:43 点击:
分布式供能系统的运行过程中,由于受燃料价格、电价、系统年利用天数等多种因素的影响,其技术参数和经济数据在动态环境中可能发生较大变化。根据实际生产情况,本文考虑了燃料价格、电价和系统利用天数3种不确定因

  分布式供能系统的运行过程中,由于受燃料价格、电价、系统年利用天数等多种因素的影响,其技术参数和经济数据在动态环境中可能发生较大变化。根据实际生产情况,本文考虑了燃料价格、电价和系统利用天数3种不确定因素的影响,并在分布式能源经济效益评估模型中利用区间数来表示这3种不确定性因素变量。

  a.燃料价格的影响。燃料费在三联供分布式发电系统的年运行成本中占有很大比例,尤其在分布式燃气发电中最高可达78%,最低也有44%。因此燃料价格的波动将直接影响系统的年运行成本。

  b.电价的影响。电收益为分布式供能系统的主要收益,分布式电源的发电成本通常低于普通火力发电成本,当市场售电价升高时会增加系统投资收益,提高系统的运行经济性,相反,售电价的降低也将直接影响到系统的经济效益。

  c.系统年利用天数的影响。分布式供能系统启停迅速且启停成本较低,因而系统每年总的运行时间将对其经济效益产生较大影响。系统年利用天数越长,设备利用效率越高,则分布式供能系统的经济效益越好。

  考虑到以上3种不确定因素的波动性,为了准确评估对分布式电源经济效益的影响程度,还需要在经济效果评估中进行敏感性分析,为各市场主体提供更准确的决策依据。

  2.6分布式电源投建对各利益主体经济效益的影响

  基于分布式电源的投建和运营过程中涉及到多个利益相关者,且不同的投建模式对各利益相关者的影响也不同,本节主要研究合同能源管理模式下相关利益主体的经济效益及其利益诉求。

  a.节能服务公司侧效益。

  节能服务公司按照合同规定投建分布式电源,并在合同期内以一定的节能效益分享比例分享用户侧的节能效益,以回收其投资并获取合理收益。其节能效益分享比例计算如下:ΔRt=θ×(RI,t-×CO,t)(10)×Cv≤t=1naΔRt(1+i0)t+t0(11)其中,θ=[θ-,θ+]为区间节能效益分享比例;ΔR=[ΔRt-,ΔRt+]为年区间节能效益分享额(元);na为合同规定的节能效益分享年限(a)。

  b.用户侧效益。

  用户侧效益主要体现为节能效益,通过参与分布式电源的建设和运行,在设备的寿命周期内用户每年可得到的节能效益如下:Vt=R,t-×CO,t-ΔRtt≤naRI,t-×CO,tna<t≤n(12)其中,Vt=[Vt-,Vt+]为用户的年区间节能效益(元)。

  c.电网企业效益。

  分布式电源的投建在一定程度上减少了电网企业的售电量;另一方面,分布式电源一般建在负荷附近,降低了输配电网损,缓建或避免了配电设施的投建。分布式电源的投建对电网企业经济效益影响的分析如下:Be=Δpe×W×h(13)Bl=pm×W×h×π(14)Bv=W××h×φ(15)ΔB=Bl+Bv-Be(16)其中,Be=[Be-,Be+]、Bl=[Bl-,Bl+]、Bv=[Bv-,Bv+]分别为电网企业减少的区间售电收益、区间输电网损和避免的区间输配电投资(元);Δpe=[Δpe-,Δpe+]为区间购售电价差(元/(kW·h));pm=[pm-,pm+]为区间购电价(元/(kW·h));π=[π-,π+]为区间输配电网损率;φ=[φ-,φ+]为区间单位负荷容量的输配电投资(元/kW);ΔB=[B-,B+]为电网企业的区间年净效益(元)。

  3、算例分析

  以北京地区某三联供分布式电源为例,其投建模式采取节能效益分享模式,由节能服务公司负责投建和运维,同时通过分享用户的节能效益来回收投资。该供能系统采用燃气轮机-余热/直燃溴化锂吸收式空调机联合循环方案,初始投资895万元,建设期为1a,设备寿命为20a,折现率取i=[8%,10%],分析在其投建和运行过程中各方的经济效益。

  针对该分布式供能系统的投资效益分析如下。

  a.分布式供能系统的财务分析。

  利用第2.4节中提出的财务分析方法可进一步求得该分布式供能系统的基本经济效益数据。

  b.敏感性分析。

  敏感性分析是一种可行性分析方法,在技术经济分析中常用来研究不确定因素的变化对项目经济效益产生的影响。分布式供能系统的运行过程中不确定因素对其经济效益的影响也存在差异,此处选择电价和燃气价格2个可变因素,对分布式电源的动态投资回收期和内部收益率进行敏感性分析,考虑电价和燃气价格的变动对其产生的影响。

  随着电价降低幅度的增加,动态投资回收期逐渐增加,内部回收率减小。当电价降低10%时,动态投资回收期增加到[16.4,19.6],内部收益率减小到[0.084,0.114],区间距离增大,且动态投资回收期的上限和内部收益率的下限都接近于临界值,说明电价继续降低将会对项目的投资收益带来较大风险。同理,作为影响发电成本的重要因素,燃气价格上涨也将对项目的动态投资回收期和内部收益率产生影响。

  c.分布式发电对不同利益主体的经济效益影响。

  假设节能服务公司与用户签订的合同规定:在分布式供能系统20a的生命周期内,参与分享前15a系统运行效益,后5a将所有权交付给用户。此外,对于电网企业,分布式电源的投建减少了其售电量进而引起售电收益的减少,同时也减少了输电网损和避免了输电投资。假设区间降损率为[0.09,0.11],区间年单位输电设施投资额为[250,300]元/kW。

  各相关利益者将会从自身利益出发做出投资决策,或采取适当的措施避免自身利益的受损。如节能公司将考虑在效益分享期内合理确定节能效益分享比例,以有效回收投资;电网企业也将调整未来一段时期内的输电网投资计划,以确保在自身利益不受损的情况下为用户提供稳定可靠的供电服务。

  d.不同投资模式间经济效益比较。

  针对第1种分布式电源投资模式———合同能源管理投资模式。

  如果本文算例采取第2种投资模式———电网企业、发电厂或新能源企业投资模式,电网企业、发电厂或新能源企业替代节能服务公司作为投资主体。结合本文算例分析,如果电网企业作为投资主体,考虑到投建分布式电源对其带来的经济影响,电网企业在合同期内要求的年节能效益分享比例不能小于[0.842,0.913],该节能效益分享比例也是电网企业做出投资决策的基本出发点。

  如果本文算例采取第3种投资模式———用户单方投资模式,投资主体和受益主体均为用户自身,其考虑经济效益的方式较为单一,仅需分析分布式供能系统运营期内的成本效益。但鉴于多数用户在分布式电源投建、运维方面的经验不足,该种模式在实际中较少采用。


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