農業信息化背景下光伏發電扶貧模式及效益提升機制研究

童光毅，倪 琦，潘躍龍，杜松懷，蘇 娟，楊 曼，楊 光

農業信息化背景下光伏發電扶貧模式及效益提升機制研究

童光毅1,2，倪 琦1，潘躍龍2，杜松懷1※，蘇 娟1，楊 曼1，楊 光1

（1. 中國農業大學信息與電氣工程學院，北京 100083；2. 國家能源局，北京 100824）

精準扶貧已進入攻堅克難的決勝時期，光伏扶貧作為精準扶貧工程之一，在解決脫貧問題中發揮重要作用。農業信息化是促進貧困地區實現農業現代化的重要手段，該文以國家級貧困縣W縣為例，結合光伏扶貧信息化建設，系統梳理近年來4種典型的光伏扶貧模式，對比分析各種模式的適用范圍及其特點，設計光伏扶貧綜合效益計算方法。運用層次分析法和模糊綜合評價法設計基于光伏扶貧指標評價的收益分配方法，根據典型案例分析，驗證所提方法的有效性。綜合從5個視角5個層面構建光伏扶貧效益提升機制總體架構，旨在為中國貧困地區光伏扶貧工程提供技術與決策支撐。

光伏效應；貧困地區；模型；光伏扶貧；效益分析；收益分配；提升機制

0 引 言

黨的十九大全面總結了中國脫貧攻堅的偉大成就，明確提出要重點攻克深度貧困地區脫貧任務，確保到2020年中國現行標準下農村貧困人口實現脫貧，貧困縣全部摘除，解決區域性整體貧困，做到脫真貧、真脫貧。截至2017年底，全國有3 046萬農村貧困人口，貧困發生率3.1%。

光伏扶貧是從能源角度實現精準扶貧的有效途徑，也是增加貧困戶收入、造福貧困地區的惠民工程。近年來，中國政府制定了大量支持光伏扶貧的方針政策，光伏扶貧得到前所未有的重視。截至2017年底，光伏扶貧項目累計建成規模1 011萬kW，涉及25個省（區、市）、940個縣，直接惠及約3萬個貧困村的164.6萬戶貧困戶，光伏扶貧取得的成績有目共睹。

農業信息化建設對光伏扶貧具有重要的推動作用，將能更大限度提升光伏扶貧的成效。目前學者對于光伏扶貧的研究多在于光伏扶貧模式分析、扶貧效益分析以及光伏發電的綜合評價等。文獻[1-4]通過案例分析中國不同地區光伏扶貧特有模式與運行現狀。文獻[5-8]分析了不同地區光伏扶貧存在的突出問題并提出針對性建議。文獻[9-12]分析了光伏扶貧案例的扶貧效益與收益分配模式。文獻[13-14]從綜合成本、碳排放等角度分析了光伏發電項目的綜合效益。文獻[15-16]建立了光伏發電項目評價指標體系，對光伏發電項目進行綜合評價。文獻[17]認為不科學的光伏財政補助會導致產能過剩，使政府調控政策失去作用。文獻[18]研究了光伏發電的自消費商業模式，并考察激勵政策的不同因素對光伏投資者的影響程度。文獻[19]通過實際數據研究降低光伏發電成本、提高運行收益的可行性。文獻[20]提出以負荷失電率和能量溢出比作為技術指標的光伏儲能協同配置策略，保證光伏扶貧電站經濟運行。文獻[21]結合工程應用提出光伏扶貧智能運維服務系統設計方案。

本文以貧困地區W縣為例，通過大量實地調研，探析該縣貧困現狀及光伏扶貧目標，并結合光伏扶貧信息，系統梳理光伏扶貧典型模式、設計光伏扶貧綜合效益計算方法、建立基于光伏扶貧指標評價的收益分配方法、構建光伏扶貧效益提升機制總體架構，為中國實現脫貧攻堅總目標提供可行的技術方法與路徑。

1 W縣光照條件及貧困現狀

W縣位于中國西北地區，海拔1 112～2 201 m之間，年均氣溫9.3 ℃，年降水量 573.1 mm，年日照時數1 912.7 h，年太陽輻射值在5 000～5 200 MJ/m2之間，年日照百分率在46%～51%之間，屬二類光照資源區。

2013年底，W縣有貧困人口2.09萬戶9.48萬人，貧困村121個，貧困發生率31.6%。2014～2017年，全縣累計脫貧1.45萬戶6.7萬人，退出貧困村25個，貧困發生率降至9.4%，貧困群眾人均收入增加到4 450元。自2014年W縣被列為光伏扶貧試點縣以來，W縣光伏扶貧產業得到長足發展。2018—2020年，W縣光伏扶貧項目將惠及121個貧困村和9 269戶貧困戶。

2 W縣光伏扶貧典型模式分析

2.1 W縣4種典型光伏扶貧模式

通過對W縣的鄉鎮、村、農戶進行實地系統調研，本文梳理歸納出以下4種典型光伏扶貧模式。

2.1.1 模式一：戶用分布式光伏扶貧模式

模式一戶用分布式光伏扶貧模式如圖1所示。

圖1 戶用分布式光伏扶貧模式

模式一利用貧困戶屋頂或閑置空地，采用“斜屋面、平屋頂、房前屋后空地”3種建設類型，資金來源為“省預算內基建投資+縣財政配套+群眾自籌”，產權歸貧困戶。每戶統一設計規模3 kW的光伏發電系統，日常管護由貧困戶負責。采用“自發自用、余電上網”的并網方式，發電直接供給貧困戶生活需要，減少貧困戶對電網的依賴，余電并網銷售給電網公司，售電收益和發電補貼歸貧困戶所有。除去運維費用，貧困戶每年純收益3 000元左右，持續收益20 a以上。

2.1.2 模式二：村級光伏扶貧電站模式

模式二村級光伏扶貧電站模式如圖2所示。

圖2 村級光伏扶貧電站模式

模式二利用貧困村荒山荒坡、村頭空地或農業設施等未利用區域建設規模60 kW的村級光伏電站，采用“統一設計、集中建設、全額上網、統一管護”的開發方案，資金來源為“扶貧專項資金+縣財政配套”，產權歸村集體。日常管護由村集體安排人員負責，全部電量由電網公司收購，售電收益和發電補貼按照比例分給貧困戶和村集體。村集體可將收益用作集體設施和村級公益事業，為部分勞動力提供就業，也可扶持無勞動能力、無經濟來源的深度貧困戶。

2.1.3 模式三：聯村式光伏扶貧電站模式

模式三聯村式光伏扶貧電站模式如圖3所示。

圖3 聯村式光伏扶貧電站模式

模式三屬于“小飛地模式”。根據貧困戶房屋破舊且房屋周圍無空地的情況，多個貧困村聯合選擇在光照條件好、交通相對便利、并網條件較好的區域集中建設光伏扶貧電站，資金來源為“扶貧專項資金+縣財政配套+群眾自籌”，產權歸貧困戶所有。每戶平均設計規模3 kW，日常管護由專職貧困戶負責。采用“全額上網”的并網方式，全部電量由電網公司按上網電價收購，電網公司每月將收益撥付銀行專戶，由扶貧辦扣除施工單位墊資款、工程管護費、土地租用費、工程運維基金后平均分配到戶。

2.1.4 模式四：集中式光伏扶貧電站模式

模式四集中式光伏扶貧電站模式如圖4所示。

圖4 集中式光伏扶貧電站模式

模式四利用貧困鄉鎮大面積荒山或空地，采用“BOO”模式（建設-擁有-經營）承建10 MW以上的大型光伏電站，資金來源為“企業出資+銀行貸款”，產權歸投資企業。此模式采用“流轉土地、分塊發電、集中并網、農光互補”的開發方案，采用光伏陣列間種植農作物實現土地空間立體化應用。企業負責自身管護與運維，一方面通過發電上網，獲得賣電收益和發電補貼，另一方面通過農業種植經營增收，電站收入可用于返還銀行貸款、承擔扶貧責任和土地費用。

2.2 W縣典型光伏扶貧模式的比較

W縣4種典型光伏扶貧模式存在不同的適用范圍與特點，具體對比如表1所示。

表1 典型光伏扶貧模式對比

模式一涉及W縣617戶貧困戶。其優點在于充分利用建筑面積，避免了光伏電站占地面積大的弊端，且資金成本低、建設周期短，貧困戶參與度高。但其缺點在于受地理位置、光伏組件安裝方向、并網點位置等情況影響，貧困戶發電量存在差異，并且其電壓和無功調節存在困難，安全措施少，管理難度較高。

模式二涉及W縣20座村級光伏電站。其優點在于可操作性較強、建設周期較短，且具有出電的穩定性，不僅能解決貧困戶和村集體土地撂荒的問題，還能解決貧困村無集體經濟收入來源的問題。但其缺點在于增大了電網改造難度，運維難度較大。

模式三涉及W縣5鄉鎮6村200戶貧困戶。其優點在于能有效解決貧困戶房屋破舊且無空地的問題，也一定程度解決了發電量存在差異的問題。此模式節省了投資成本和工程量，有利于節約農網改造成本，便于后期管護。但其缺點在于電站離貧困戶較遠，貧困戶參與度較低，且占用較多土地，對生態環境存在影響。

模式四涉及W縣20和30 MW 2座光伏扶貧電站。其優點在于裝機容量大、出電穩定、收益可觀、便于管理，電站可進行無功和電壓控制，運行方式靈活。但其缺點在于資金成本高、占地面積廣、建設周期較長、技術要求高，電站輸電線路存在損耗、電壓跌落、無功補償等問題，故可普及范圍較小。

3 W縣光伏扶貧綜合效益分析

3.1 經濟效益分析

3.1.1 光伏扶貧項目年總發電量

光伏扶貧項目年總發電量的計算公式為

式中Q為第年的發電量，kW?h；為光伏扶貧項目數；為系統裝機容量，kW；為年滿負荷日照小時數，h；為光伏發電系統的平均年衰減率，一般小于0.5%；為光伏發電系統的綜合效率，一般取值為0.75～0.85。

根據式（1）計算，W縣各類光伏扶貧項目建成后，年平均發電量將達到6 000萬kW?h左右，可保證全縣社會年用電量的43%。按照光伏扶貧項目25 a運行壽命計算，現有項目建成后累計發電量將超過15億kW?h，相當于全縣約10 a的總用電量。

3.1.2 光伏扶貧項目年扶貧總收益

1）年扶貧總收益子分量的計算方法

年上網售電收益G為

式中Q為第日的上網電量，kW?h；P為上網電價，元/(kW?h)。

年補貼收益G為

式中P為政府補貼電價，元/(kW?h)。

新增就業收益G為

式中I為第月就業收入，元；為新增就業人數。

年土地租費收益G為

式中G1為貧困戶年土地租費收益，元；G2為村集體年土地租費收益，元。

年帶貧責任收益G為

式中I為戶均帶貧收益額，元；為年帶貧戶數。

收益子分量還包括：輔助產業收益G，元。

2）年扶貧總收益支出子分量的計算方法

年運維費用C為

式中為年運維次數；R為第次運維費用，元。

年貸款利息C為

式中C為項目投資成本，元；I為投資貸款比例；I為年貸款利率。

支出子分量還包括：其他支出C，元。

3）年扶貧總收益的計算方法

根據式（2）～（8）設計4種典型光伏扶貧模式不同對象年扶貧總收益的計算方法，如表2所示。表2中系數為貧困戶收益占比，一般大于0.6。

表2 光伏扶貧典型模式的收益計算

注：1為模式一下貧困戶的年總收益；1 2和2 2分別為模式二下貧困戶與村集體的年總收益；1 3和2 3分別為模式三下貧困戶與村集體的年總收益；1 4、2 4、3 4分別為模式四下貧困戶、村集體、投資企業的年總收益。

Note:1is the total annual income of poor households under model 1;1 2 and2 2 are respectively the annual total income of poor households and village collective under model 2;1 3 and G2 3 are respectively the annual total income of poor households and village collective under model 3;1 4,2 4 and3 4 are respectively the annual total income of poor households, village collective and investment enterprise under model 4.

目前，W縣部分光伏扶貧項目正在建設之中，初步估算，各類模式光伏扶貧項目建成后，地方財政、村集體、貧困戶可實現光伏扶貧收益1 300萬元左右，25 a累計將達到3.25億元左右，光伏扶貧可以為W縣創造長期穩定的經濟效益。

3.2 生態效益分析

光伏發電有效替代了柴草、煤炭的使用，而光伏扶貧實現了扶貧開發與新能源利用、節能減排相結合。本文所設計光伏扶貧生態效益的計算方法分為2步：一是根據節能減排標準計算節能減排量；二是根據環境價值標準計算減排帶來的環境價值[22]。

按W縣光伏扶貧項目年均發電量6 000萬kW?h計算，其年均節能減排量與環境價值計算結果如表3所示。W縣光伏扶貧項目有效節約用水16.68萬t，代替燃煤2.4萬t，大幅減排CO2、SO2、NOX、總懸浮顆粒物（total suspended particulate，TSP）等污染物，有效遏制了霧霾，并避免了大量的污染經濟損失，產生了可觀的環境價值。

表3 W縣光伏扶貧節能減排量與環境價值

3.3 社會效益分析

從就業角度看，W縣光伏扶貧可吸收超過150人從事農業種植與管護工作，拓寬了貧困戶的就業渠道。

從技能角度看，W縣光伏扶貧所帶動的知識與技能培訓，提升了當地貧困戶的理論知識與脫貧技能。

從發展角度看，W縣光伏扶貧既擴大了光伏市場，也帶動了其他產業發展。光伏扶貧所帶動的危房改造、基礎設施建設及農網改造加快了建設新農村的步伐。

從社會角度看，W縣村民集體活動隨著收入提高得到豐富，貧困戶主動脫貧的自覺性和積極性不斷提高，貧困地區的精神風貌正日益改善。

4 貧困戶光伏扶貧效益測算及收益分配

目前除光伏伏扶貧模式一外，其他3種模式貧困戶售電收益與補貼收益均為平均分配，這不能完全符合實際扶貧需求。因此本文結合光伏扶貧信息，運用層次分析法和模糊綜合評價法，設計基于光伏扶貧指標評價的收益分配方法，以達到光伏扶貧收益分配更加合理化。

4.1 貧困戶光伏扶貧指標評價模型與收益分配方法

4.1.1 建立多層次綜合評價指標體系

根據光伏扶貧綜合效益影響因素與貧困戶貧困信息設定多級指標評價因素集。本文所設定一級指標與二級指標如下：電力指標1（年發電量11、供電可靠性12、安全措施13、年運維率14）；經濟指標2（年售電收益21、年輔助產業收益22、年增加就業收益23、年土地租用收益24）；貧困指標3（家庭總收入31、勞動力數量32、居住條件33、教育水平34）；環保指標4（廢棄物情況41、植被覆蓋情況42、噪聲情況43、光污染情況44）。

4.1.2 構造貧困戶光伏扶貧指標判斷矩陣

本文采用多名專家評定的方式，依據1~9標度法對各級指標的重要程度進行量化，逐對比較各級指標重要性，確定各級指標判斷矩陣。一級指標判斷矩陣如表4所示，表中（=1，2，3，4）為上述一級指標，同理可確定二級指標判斷矩陣。

表4 一級指標判斷矩陣UA

4.1.3 確定各指標權重及一致性檢驗

1）計算判斷矩陣每一行乘積S，根據判斷矩陣的階數，計算S的次方根：

式中w為所對應評價指標的權重值，=[1,2,…,w]為特征向量。

式中()為向量中第個向量分量。

4）一致性檢驗。一致性指標CI和一致性比率CR的計算公式分別為

（12）

式中RI為平均一致性指標值，本文階數=4，取RI=0.90。當CR=0時，具有完全一致性，CR＜0.10則具有滿意的一致性，否則需對判斷矩陣參數進行修正。

根據式（9）～（13）計算各級指標權重值及檢驗一致性，計算結果如表5所示。

表5 各級指標權重值及一致性檢驗

4.1.4 設計各指標劃分標準與計算綜合評分

本文所設計評語集的定量劃分標準如表6所示。

表6 評語集Y的定量劃分標準

將4類一級指標下的二級指標分別按照利于發電優先、收益多優先、貧困優先、環保優先的原則進行排名，根據評語集確定貧困戶指標評價表，得出各一級指標的評價矩陣，再根據各一級指標下的二級指標權重向量計算一級指標評價向量=R。

根據一級指標評價向量確定總評價矩陣=[1，2，…，]，計算貧困戶指標綜合評價向量==[1，2，…，c]。根據語評集的各評語賦值，采用加權平均法確定貧困戶綜合評分為

4.1.5 貧困戶光伏扶貧收益分配計算

綜合計算當前模式下所有貧困戶的指標綜合評分之和V，再根據該模式年售電與補貼總收益0和各貧困戶評分V綜合分配各貧困戶收益G，計算公式為

4.2 案例分析

4.2.1 案例一：貧困戶L光伏扶貧指標評價

假設光伏扶貧模式二下20座村級光伏扶貧電站均負責扶貧20戶，貧困戶總售電與補貼收益0為120萬元。按原分配方式，貧困戶L可由甲電站平均分配3 000元。此外，貧困戶L作為電站管護員，可增收1 000元左右。根據貧困戶L的各指標排名確定其評價表如表7所示。

基于本文所提方法，按以下步驟計算：

1）由表7確定貧困戶L的各一級指標評價矩陣，計算各一級指標的評價向量。評價向量1為

表7 貧困戶L指標評價表

同理可計算出2=[0.472，0.236，0.292，0]；3=[0，0.333，0.248，0.418]；4=[0.467，0，0.095，0.436]。

2）確定總評價矩陣=[1，2，3，4]，計算貧困戶L光伏扶貧指標綜合評價向量為

3）根據式（14）計算貧困戶L綜合評分V為

4.2.2 案例二：貧困戶M光伏扶貧指標評價

假設按原分配方式，光伏扶貧模式二下貧困戶M可由乙電站平均分配年售電與補貼收益3 000元。貧困戶M有輕微殘疾，除少量農業生產收入外，無其他工作收入。按本文方法計算貧困戶M綜合評分V=3.152。

4.2.3 案例三：貧困戶N光伏扶貧指標評價

假設按原分配方式，光伏扶貧模式二下貧困戶N可由甲電站平均分配年售電與補貼收益3 000元。貧困戶N為孤寡老人，無穩定收入來源。按本文方法計算貧困戶N綜合評分V=3.368。

4.2.4 收益分配與結果分析

1）計算模式二所有貧困戶的綜合評分之和0

由于案例數量限制，本文隨機選取10位貧困戶的評分平均值，可估算所有貧困戶綜合評分之和0為

2）分配3個案例中的貧困戶收益

根據式（15）計算貧困戶L收益G為

根據式（15）計算貧困戶M收益G為

根據式（15）計算貧困戶N收益G為

3）分配結果對比分析

根據計算，貧困戶L比原平均收益少130.2元，貧困戶M比原平均收益多270.3元，貧困戶N比原平均收益多494.4元。貧困戶M比貧困戶L多收益400.5元，貧困戶N比貧困戶L多收益624.6元。由于貧困戶L有電站管護收入，綜合計算，貧困戶L共增收3 869.8元，貧困戶M與貧困戶L的增收差距從1 000元縮至599.5元，貧困戶N與貧困戶L的增收差距從1 000元縮至375.4元。

通過對貧困戶進行光伏扶貧指標評價，貧困戶N綜合評分更高，分配收益相對更多，但貧困戶L通過就業收入使其總體增收更多。貧困戶收入差距得到縮小，既激發了收入較少者的脫貧動力，也保證了收入較多者的勞動收益。此收益分配因戶而異，杜絕了平均分配的弊端，激勵了光伏扶貧指標的提升，可以促進光伏扶貧項目可持續發展。基于以上分析，可以驗證本文所提光伏扶貧指標評價模型和收益分配方法的有效性和可行性。

5 光伏扶貧效益提升機制

本文歸納的4種光伏扶貧典型模式與設計的收益分配方法能夠滿足當前生產力水平下的光伏扶貧目標需要，但從效益提升與可持續發展的角度看，目前光伏扶貧還存在巨大潛力。本文綜合技術、發展、電力、安全、管理5個層面，從政府、電網公司、投資企業、村集體、貧困戶5個視角來設計光伏扶貧效益提升機制，總體架構如圖5所示。

圖5 光伏扶貧效益提升機制總架構

5.1 技術層面

政府需要完善光伏產業技術服務平臺，逐步形成產學研一體化，推動光伏產業結構優化升級。電網公司則應配套發展分布式電源與微電網，提高電網的裝備水平和自動化水平，力爭突破光伏發電就地消納和并網的技術瓶頸。投資企業需提升對貧困戶的技術服務，推動科技創新，加強光伏發電核心技術的研發和核心設備的制造，增強市場核心競爭力。村集體應建立技能培訓體系，劃分培訓內容與培訓形式，推廣應用光伏溫室、光伏水泵、光伏殺蟲燈等光伏新技術[23-25]。貧困戶可根據文化程度不同，分組參加技能學習，及時反饋日常技術難題。

5.2 發展層面

政府需要制定適合光伏產業發展的中長期規劃，設立光伏扶貧基金，引入社會資本，鼓勵企業或個人捐資，形成多元化投入機制。電網公司則應加快農網改造工作，鼓勵光伏扶貧項目靠近電力負荷建設，優先對光伏扶貧項目的電網線路和電力設施進行改造。投資企業可以加強與金融機構的合作，簡化貸款程序，成立光伏售電公司，市場化運營提升售電收益。村集體應積極探索光伏扶貧新模式，如光伏+種植業、光伏+養殖業、光伏+第三產業、農村微能網等特色模式，形成以綠色能源為支撐的復合產業體系[26]。貧困戶應積極響應光伏扶貧政策，可采取眾籌集資的方式，結合光伏扶貧特色模式開展光伏創業。

5.3 電力層面

政府需要加快農村危房改造以滿足光伏發電對建筑的硬件要求，針對部分缺少空地、安裝條件差的貧困戶，可集中選取區域建設，居住環境極為惡劣的貧困戶可協調搬遷，統一規劃[27]。電網公司則應合理設置光伏接入點，改善電網網架結構，配置無功補償裝置，提升貧困地區供電質量。投資企業需優化光伏電站的設計，降低設備和線路的損耗，引入儲能裝置，監測光伏電站的電能質量。村集體應優先消納光伏發電，將光伏發電與灌溉系統、路燈照明、農業機械等農村基礎設施相結合[28-30]。貧困戶應自覺保護電力設施，保證生活用電與生產用電，提升家庭電氣化水平。

5.4 安全層面

政府應完善電力安全評價工作，健全各級安全組織，明確分工職責。確立并細化安全管理目標,實行目標控制與過程管理。電網公司需建立安全信息庫，實時搜集歸類安全信息，建立安全預警平臺，完善聯合應急預案，加強預警演練。投資企業應保證光伏設備和建設施工的質量，增加防護措施和警示標牌，設置防火防雷措施，防止惡劣天氣對光伏設備的損害。村集體應豐富電力安全教育活動，定期進行安全知識評比，樹立安全模范。貧困戶需拓寬安全知識學習渠道，結合線上與線下的方式，提升光伏設備安全使用常識與用電常識，提高安全操作能力。

5.5 管理層面

政府應及時制定光伏扶貧政策，加大光伏扶貧支持力度，健立光伏扶貧項目全程監管體系，加強對電力市場的監管。電網公司應全方位引入行業技術標準，標準化管理電力系統的設計規劃、建設施工、檢修維護等工作。投資企業需建立統一云平臺管理系統，結合“互聯網＋”、大數據等先進信息技術對光伏扶貧項目進行動態實時監控，建立完善的運維管理制度與人員管理制度[31]。村集體應針對貧困戶實行負責到人，根據扶貧情況實行獎懲措施。貧困戶需加強自身責任意識，可結合就業扶貧，建立光伏電站日常管護團隊與脫貧生產小組。

6 結 論

本文圍繞農業信息化背景下光伏扶貧存在的問題、典型光伏扶貧模式、光伏扶貧綜合效益分析、光伏扶貧指標評價與收益分配、以及貧困地區光伏扶貧效益提升機制開展研究，提出了相應的數學模型和計算方法，并用案例驗證了所提模型與方法的可行性和有效性。主要結論如下：

1）光伏扶貧無統一套用模式，不僅需要借鑒學習其他地區的模式，更應因地制宜通過綜合效益評估來確定符合自身發展的建設方案。

2）W縣已有的4種典型光伏扶貧模式符合當地實際情況，它們存在各自的特點，能夠基本滿足脫貧的目標需求，但從機理上還存在很大的發展潛力。

3）本文所建立的基于光伏扶貧指標評價的收益分配方法能合理的分配貧困戶收益，并具有激勵導向作用，可以促進各光伏扶貧指標的提升。限于數據與案例數量限制，本文所提分配方法可以進一步完善。

4）本文從5個視角5個層面設計的光伏扶貧效益提升機制總架構，可以為進一步提升光伏扶貧效益提供技術與決策支撐。

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Photovoltaic poverty alleviation model and benefit promotion mechanism under background of agricultural informatization

Tong Guangyi1,2, Ni Qi1, Pan Yuelong2, Du Songhuai1※, Su Juan1, Yang Man1, Yang Guang1

(1.100083,2.100824,)

Precise poverty alleviation has entered a decisive period to storm fortifications and overcome difficulties. As one of the precise poverty alleviation projects, photovoltaic (PV) poverty alleviation plays an important role in solving the problem of poverty alleviation.Agricultural informatization construction will enhance the effectiveness of PV poverty alleviation to a greater extent. Taking W County of national poverty-stricken counties as an example, this paper systematically sorts out four typical PV poverty alleviation models in recent years,which are household distributed PV poverty alleviation model, village-level PV poverty alleviation power station model, joint-village PV poverty alleviation power station model and centralized PV poverty alleviation power station model. The detailed comparative analysis of various models’ application scope and characteristics are carried out. Then this paper analyses the comprehensive benefits of PV poverty alleviation in W county. In view of economic benefits, this paper first designs the calculation of total annual power generation of PV poverty alleviation projects, then designs the annual sub-components of total poverty alleviation income, obtains the annual total poverty alleviation calculation method under different models and different objects. In view of ecological benefits, this paper analyzes its ecological benefits from two aspects: Annual energy-saving (ES) & emission-reduction (ER) quantity, environmental value (EV). In view of social benefits, this paper analyses its social benefits from the four perspectives of employment, skills, development and society. Because the evaluation of PV poverty alleviation benefit index is hierarchical and ambiguous, this paper combines analytic hierarchy process and fuzzy comprehensive evaluation method to establish PV poverty alleviation index evaluation model and income distribution method. First step, establish a multi-level comprehensive evaluation index system. Second step, construct a judgment matrix for PV poverty alleviation index. Third step, determine the weights of each index and test consistency. Fourth step, design the criteria for dividing each index and calculate the comprehensive score. Fifth step, calculate the allocation of PV poverty alleviation incomes of poor households. In order to verify the proposed model and method, this paper selects the poor household L, M and N from two different village-level PV poverty alleviation power stations as three examples, calculates their PV poverty alleviation indexes scores, and calculates their income distribution amount. Through comprehensive evaluation of the power indexes, economic indexes, poverty indexes and environmental protection indexes of poor households, the poor household N has higher comprehensive scores and relatively more distributed incomes, but the poor household L increases the overall income through employment income. This distribution of income varies from household to household, eliminating the disadvantages of the average distribution, both stimulating the poverty-reducing power of people with lower incomes and ensuring the labor benefits of people with higher incomes. Based on these three examples studies, the validity and feasibility of the evaluation model and income distribution method proposed in this paper can be verified. At present, PV poverty alleviation still has great potential in improving its benefits and ensuring its sustainable development, this paper finally designs the overall structure of the PV poverty alleviation benefit promotion mechanism from five perspectives: government, power grid companies, investment companies,village collective, poor households, and five levels: technology, development, power, security, management, aiming to provide technical and decision support for PV poverty alleviation projects in poverty-stricken areas in China.

photovoltaic effect;poverty-stricken areas; models; photovoltaic poverty alleviation; benefit analysis; income distribution; promotion mechanism

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.017

TM615

A

1002-6819(2019)-10-0131-09

2018-12-29

2019-03-04

國家能源局科技項目（201805410811057）

童光毅，博士，高級工程師，中國農業大學兼職教授，研究方向為能源戰略規劃、能源經濟學、電力體制改革等。Email：tonggy69@126.com

杜松懷，博士，教授，博士生導師，研究方向為農業電氣化與自動化、電力市場等。Email：songhuaidu@cau.edu.cn

童光毅，倪 琦，潘躍龍，杜松懷，蘇 娟，楊 曼，楊 光.農業信息化背景下光伏發電扶貧模式及效益提升機制研究[J]. 農業工程學報，2019，35(10)：131－139. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.017 http://www.tcsae.org

Tong Guangyi, Ni Qi, Pan Yuelong, Du Songhuai, Su Juan, Yang Man, Yang Guang.Photovoltaic poverty alleviation model and benefit promotion mechanism under background of agricultural informatization[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(10): 131－139. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.017 http://www.tcsae.org