風力發電風險識別及建模評價分析

尹浙鳴

摘 要：以洞頭縣風力發電項目為例，運用AHP和模糊分析法對風力發電項目的實施風險進行了評估，為針對性地進行風險預防打下基礎，以確保風力發電項目的成功實施，為其他風力發電項目風險控制提供參考依據。

關鍵詞：AHP層次模糊；風力發電；風險識別；評價

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）02-0024-02

風力發電已成為了最有潛力的新能源應用技術，它是實現能源可持續發展的重要措施。在現有投資體制下，風電投資熱情高漲，但風電發展受到了宏觀經濟和自然條件的限制，在選址規劃、開發建設和運營的過程中，遇到了很多風險，使得風電項目實施存在諸多不確定性。目前，還缺乏成熟的風電項目風險管理評價體系對它的實施進行有效指導。這就需要我們對風力發電項目進行風險的有效識別，并提出相應的風險防范對策，確保風電項目的經濟、社會效益。

1 風險識別

風力發電項目建設資金缺口較大，影響選址規劃的因素較多，建設周期較長，在項目評價與實施的過程中，隨時出現各種不可預測的不確定因素，且這些因素會貫穿于整個項目的始終，因此，有必要對該項目作詳細的風險分析，進一步評估該項目的風險。本文通過AHP層次模糊分析法對風力發電風險評價指標建模，并對其進行評價和分析，確定該項目的風險水平，為下一步風險預控作準備。

1.1 可行性研究與方案設計階段

由于我國發電項目基本采用的是國有資金，所以，該項目的實施受國家政策的影響較大，主要投資主體為各發電集團或各省市投資公司等。目前，政策規定風電項目不參與電力市場的競爭，政府在稅收、電價、融資準入方面對風電給予了特別的優惠。由于政府政策風險具有不可抗力，所以，它對風電場的經營同樣有影響，這是很難人為去控制的。如何防范發電項目建成、運行后的政策風險，是風電項目選址規劃必須關注的焦點。

目前，發電項目前期市場調查所獲取的信息不準確，發電項目在論證時采用的研究方法、可行性研究方法選擇不當，投資估算就會出現偏差，計算方法可能也會對結果產生一定的影響，因為這里有太多的不確定性。由于風電項目方案設計人員實際操作經驗不足，風電建設單位缺少專業人才，必然會導致設計方案存在不確定風險或評估不夠準確。這些不確定因素一旦在運營后發現，就可能會對風電項目造成嚴重的影響。

1.2 施工建設階段

建設質量、進度和費用三方面的風險是風電項目施工階段的重中之重。由于風力發電機組需要進行相關的高空作業安裝，例如安裝風力發動機、葉片和轉動裝置一旦失控，必然會對現場施工人員造成危害，這也是對發電項目能否順利運行的巨大考驗。風電建設正在高速發展， 但是，目前相關設備生產、設計的供給能力是有限的，如何在工期要求內讓設備能夠正常供應，供貨能力的風險是必須考慮的。由于風電技術在國內還不是特別成熟，許多設備需要特制或是進口，施工所需的與風電相關的部分設備需要通過長距離的運輸才能運送到施工現場，這需要對運輸過程中出現的風險進行考慮。

1.3 運行階段

在運行階段，必須要注意由于政府調控電價而產生的風險。由于風力發電運行的不穩定性和反調峰性，這可能會加大風力發電的成本，而且風力發電的上網電價按照目前政策的規定是采用政府指導價進行收費的。在風力電價一定的情況下， 如果隨著技術的成熟和發展使得電價下降，如何確保風力發電能夠長期、穩定、順利運行，已成為我們關注的重點。因為風力發電屬于新事物、新能源，很多事情都是領導決定的，一旦人事調動，必然會出現風力發電合同履行不到位的情況，所以，它產生的合同風險也是必須要考慮的。

風力發電的自然條件許多時候是不可預見的，例如出現長期無風的情況或沙塵暴天氣增多，都會造成停電。一旦停電，如何確保風力發電正常運行也是必須要考慮的風險因素。

2 案例背景

洞頭縣風力發電項目位于浙江省洞頭縣，風電場建設規模為18×750 kW風力發電機組，總裝機容量為13.5 MW，配套建設一座35 kV的升壓變電站。風電場總投資17 672.85萬元，靜態投資16 281.82萬元，動態投資16 787.80萬元，35 kV送出工程投資885.05萬元。項目2008-01-23開工，首臺機組于2008-11-25并網試運行，全部18臺機組于2009-03-26全部并網，投入商業試運行。

項目建成后，設計年上網電量1.705×107 kW·h。按火力發電標準煤耗350 g/kW·h計算，每年可為國家節省標煤5 975 t，相應可減排二氧化碳約1 1391 t/a，二氧化硫約104 t/a，二氧化氮約41 t/a，煙塵約535 t/a，減少的灰渣約2 071 t/a。此外，還可節約淡水5.0×104 m?/a，并減少相應的廢水排放和溫排水，環境效益十分顯著。當然，該項目建設是調整地方能源結構、實施能源可持續發展的有效手段，它不僅促進了當地旅游業的發展，而且還有助于地方產業結構的調整，促進經濟發展，具有良好的社會效益和綜合經濟效益。另外，風力發電場在生產過程中，不排放任何有害氣體和固體廢棄物，環境效益顯著。

3 基于AHP模糊集成法構建風險評價模型

3.1 風力發電項目實施風險指標權重設定

根據對洞頭縣風力發電項目實施風險因素的分析和建立風險評價指標的設計原則，結合風電項目的特點，運用AHP層次分析法建立目標層，為風力發電項目實施風險評價。一級指標分為規劃建設風險、管理風險、市場財務風險三方面，同時，一級指標下屬二級指標（共12個指標）。風力發電項目實施風險的層次指標模型如圖1所示。

3.2 確定風險因素的權重

在風力發電項目實施過程中，它所涉及的風險因素的重要程度有所不同。為了能夠定量分析該風險的重要程度，本文應用AHP層次分析軟件來確定項目風險指標的權重，由10位熟悉風電工程項目專家組成評估小組，通過比較風電項目各項指標間的兩兩重要程度，采用9-1標度法對準則層和指標層的各因素進行打分，賦予每個風險因素以相應的權重，為進行定量分析打下基礎。

3.3 各層次判斷矩陣的構建

AHP模糊層次法主要是通過構造、判斷矩陣建立風電項目評價模型，對其進行風險評價、分析。具體步驟如下：①將同層次中的各因素與上一層次中的某因素兩兩進行比較，判斷其重要程度，確定一個比值，填入矩陣中，就得到了一個判斷矩陣；②構造完判斷矩陣，必須對其一致性進行檢驗。

根據指標體系建立A1，B1，B2，B3四個判斷矩陣，由于篇幅限制，這里只列出A1判斷矩陣。由AHP軟件得到各層次的判斷矩陣，如表2所示。

3.4 模糊綜合評價

由于風力發電項目風險因素繁多，重要程度也不一樣，過多的不確定性導致建立的評價指標體系具有多層次的結構特點。因此，這里對多層次模糊綜合評價模型進行評價。

第一步：確定評語集；

V=[V1，V2，V3，V4，V5]=[風險高，風險較高，風險中等，風險較低，風險低]

第二步：確定評價指標的權重。由上述層次分析法確定的各評價指標的權重向量為：

W=[0.2，0.3，0.5]，W1=[0.4，0.25，0.15，0.2]，

W=[0.2，0.4，0.4]，W3=[0.3，0.28，0.14，0.12，0.16]

第三步：確定各個風險因素的評價矩陣。由專家打分法確定風力發電項目實施的風險因素等級，這里給出各個指標的評價矩陣：

， ，

.

第四步：確定各層的綜合評價。根據上述各指標權重和評價矩陣得出各層的綜合評價結果：

=[0.135，0.295，0.250，0.230，0.090].

=[0.11，

0.42，0.27，0.14，0.06].

=[0.071，0.253，0.321，0.265，0.090].

第五步：進行綜合評價。對風力發電項目實施風險進行綜合評價，其綜合評價結果如下：

=[0.096，0.312，0.292，0.2220，0.080].

從上述矩陣結果中可以看出，0.312最大。由評價結果可得，整個風力發電項目實施風險相對較小。

4 結束語

風力發電項目實施風險的綜合評價是一個比較復雜的問題，它涉及很多方面。在洞頭縣風力發電項目的實施過程中，通過對風力發電項目實施過程的風險進行分析，建立了洞頭縣風力發電項目實施風險綜合評價的三大指標體系和12個具體評價指標，以期為今后同類型的項目提供參考。

圖1 風力發電項目實施風險指標

表2 A1判斷矩陣

A1 B1 B2 B3 W B5

B1 1 1/2 1/3 0.2 λ=3.009

B2 2 1 1/2 1.3 CI=0.005

B3 3 2 1 0.5 CR=0.009

參考文獻

[1]成曉燕.風力發電場建設中的危險源辨識與應急管理[J].電網與清潔能源，2010（12）.

[2]周艷芬，耿玉杰，呂紅轉.風電場對環境的影響及控制[J].湖北農業科學，2011（13）.

〔編輯：白潔〕

Risk Identification and Modeling of Wind Power Evaluation and Analysis

Yin Zheming

Abstract： Dongtou wind power projects， for example， the use of AHP and fuzzy risk analysis method for implementing wind power projects were assessed for risk prevention targeted to lay the foundation to ensure the successful implementation of wind power projects， and for other wind power project risk control provides reference.

Key words： AHP level fuzzy； wind power； risk identification； evaluation

3.3 各層次判斷矩陣的構建

AHP模糊層次法主要是通過構造、判斷矩陣建立風電項目評價模型，對其進行風險評價、分析。具體步驟如下：①將同層次中的各因素與上一層次中的某因素兩兩進行比較，判斷其重要程度，確定一個比值，填入矩陣中，就得到了一個判斷矩陣；②構造完判斷矩陣，必須對其一致性進行檢驗。

根據指標體系建立A1，B1，B2，B3四個判斷矩陣，由于篇幅限制，這里只列出A1判斷矩陣。由AHP軟件得到各層次的判斷矩陣，如表2所示。

3.4 模糊綜合評價

由于風力發電項目風險因素繁多，重要程度也不一樣，過多的不確定性導致建立的評價指標體系具有多層次的結構特點。因此，這里對多層次模糊綜合評價模型進行評價。

第一步：確定評語集；

V=[V1，V2，V3，V4，V5]=[風險高，風險較高，風險中等，風險較低，風險低]

第二步：確定評價指標的權重。由上述層次分析法確定的各評價指標的權重向量為：

W=[0.2，0.3，0.5]，W1=[0.4，0.25，0.15，0.2]，

W=[0.2，0.4，0.4]，W3=[0.3，0.28，0.14，0.12，0.16]

第三步：確定各個風險因素的評價矩陣。由專家打分法確定風力發電項目實施的風險因素等級，這里給出各個指標的評價矩陣：

， ，

.

第四步：確定各層的綜合評價。根據上述各指標權重和評價矩陣得出各層的綜合評價結果：

=[0.135，0.295，0.250，0.230，0.090].

=[0.11，

0.42，0.27，0.14，0.06].

=[0.071，0.253，0.321，0.265，0.090].

第五步：進行綜合評價。對風力發電項目實施風險進行綜合評價，其綜合評價結果如下：

=[0.096，0.312，0.292，0.2220，0.080].

從上述矩陣結果中可以看出，0.312最大。由評價結果可得，整個風力發電項目實施風險相對較小。

4 結束語

風力發電項目實施風險的綜合評價是一個比較復雜的問題，它涉及很多方面。在洞頭縣風力發電項目的實施過程中，通過對風力發電項目實施過程的風險進行分析，建立了洞頭縣風力發電項目實施風險綜合評價的三大指標體系和12個具體評價指標，以期為今后同類型的項目提供參考。

圖1 風力發電項目實施風險指標

表2 A1判斷矩陣

A1 B1 B2 B3 W B5

B1 1 1/2 1/3 0.2 λ=3.009

B2 2 1 1/2 1.3 CI=0.005

B3 3 2 1 0.5 CR=0.009

參考文獻

[1]成曉燕.風力發電場建設中的危險源辨識與應急管理[J].電網與清潔能源，2010（12）.

[2]周艷芬，耿玉杰，呂紅轉.風電場對環境的影響及控制[J].湖北農業科學，2011（13）.

〔編輯：白潔〕

Risk Identification and Modeling of Wind Power Evaluation and Analysis

Yin Zheming

Abstract： Dongtou wind power projects， for example， the use of AHP and fuzzy risk analysis method for implementing wind power projects were assessed for risk prevention targeted to lay the foundation to ensure the successful implementation of wind power projects， and for other wind power project risk control provides reference.

Key words： AHP level fuzzy； wind power； risk identification； evaluation

3.3 各層次判斷矩陣的構建

AHP模糊層次法主要是通過構造、判斷矩陣建立風電項目評價模型，對其進行風險評價、分析。具體步驟如下：①將同層次中的各因素與上一層次中的某因素兩兩進行比較，判斷其重要程度，確定一個比值，填入矩陣中，就得到了一個判斷矩陣；②構造完判斷矩陣，必須對其一致性進行檢驗。

根據指標體系建立A1，B1，B2，B3四個判斷矩陣，由于篇幅限制，這里只列出A1判斷矩陣。由AHP軟件得到各層次的判斷矩陣，如表2所示。

3.4 模糊綜合評價

由于風力發電項目風險因素繁多，重要程度也不一樣，過多的不確定性導致建立的評價指標體系具有多層次的結構特點。因此，這里對多層次模糊綜合評價模型進行評價。

第一步：確定評語集；

V=[V1，V2，V3，V4，V5]=[風險高，風險較高，風險中等，風險較低，風險低]

第二步：確定評價指標的權重。由上述層次分析法確定的各評價指標的權重向量為：

W=[0.2，0.3，0.5]，W1=[0.4，0.25，0.15，0.2]，

W=[0.2，0.4，0.4]，W3=[0.3，0.28，0.14，0.12，0.16]

第三步：確定各個風險因素的評價矩陣。由專家打分法確定風力發電項目實施的風險因素等級，這里給出各個指標的評價矩陣：

， ，

.

第四步：確定各層的綜合評價。根據上述各指標權重和評價矩陣得出各層的綜合評價結果：

=[0.135，0.295，0.250，0.230，0.090].

=[0.11，

0.42，0.27，0.14，0.06].

=[0.071，0.253，0.321，0.265，0.090].

第五步：進行綜合評價。對風力發電項目實施風險進行綜合評價，其綜合評價結果如下：

=[0.096，0.312，0.292，0.2220，0.080].

從上述矩陣結果中可以看出，0.312最大。由評價結果可得，整個風力發電項目實施風險相對較小。

4 結束語

風力發電項目實施風險的綜合評價是一個比較復雜的問題，它涉及很多方面。在洞頭縣風力發電項目的實施過程中，通過對風力發電項目實施過程的風險進行分析，建立了洞頭縣風力發電項目實施風險綜合評價的三大指標體系和12個具體評價指標，以期為今后同類型的項目提供參考。

圖1 風力發電項目實施風險指標

表2 A1判斷矩陣

A1 B1 B2 B3 W B5

B1 1 1/2 1/3 0.2 λ=3.009

B2 2 1 1/2 1.3 CI=0.005

B3 3 2 1 0.5 CR=0.009

參考文獻

[1]成曉燕.風力發電場建設中的危險源辨識與應急管理[J].電網與清潔能源，2010（12）.

[2]周艷芬，耿玉杰，呂紅轉.風電場對環境的影響及控制[J].湖北農業科學，2011（13）.

〔編輯：白潔〕

Risk Identification and Modeling of Wind Power Evaluation and Analysis

Yin Zheming

Abstract： Dongtou wind power projects， for example， the use of AHP and fuzzy risk analysis method for implementing wind power projects were assessed for risk prevention targeted to lay the foundation to ensure the successful implementation of wind power projects， and for other wind power project risk control provides reference.

Key words： AHP level fuzzy； wind power； risk identification； evaluation