基于機組選型的陸上風電項目經濟評價研究

崇禪

（中國三峽新能源（集團）股份有限公司安徽分公司，安徽 合肥 230031）

1 前言

風能作為一種可再生能源，不僅利用方式簡單，而且獲取途徑便捷，同時對環境幾乎零污染，是最近幾年蓬勃發展起來的清潔能源。尤其是在國家“碳中和”、“碳達峰”和“節能減排”的發展戰略的背景下，風電在減少碳排放和保護居住環境方面就顯得尤為突出和重要。陸上風能資源利用方式簡便，不需要考慮海浪和波流的影響。同時施工方式直接，而且沒有海水侵蝕，開發陸上風能具有很好的市場。

對于風電項目建設，首先需要考慮的是經濟評價。不少研究學者和科研機構對風電項目的經濟評價進行了研究。張琳婕采用后評價的方法，對該風電項目的經濟情況進行了分析。萬宇婷對老、舊風電場技改后的效益進行評價，分析了技改的經濟效果。張垚總結出了分散式風電項目的經濟優勢和經濟特點。丁曉峰結合風電項目管理水平對成本控制的影響進行分析。武銳對具體風電項目的經濟分析以及風機優化分配進行研究。王智濤研究了經濟增加值（EVA）指標在風電項目經濟評價中的應用價值。未瑞提出了風電項目經濟綜合評價的體系和方法。高琨論述了風電建設與環境的關系以及節能減排的生態效益，并提出具體防護措施。經濟評價的結果是項目可行性研究報告的基礎，也是該項目是否進行建設的主要依據。通過經濟分析評價，投資者和建設者可以對該項目的經濟特性進行了解。因此如何結合經濟評價，對風電項目進行優化，成為風電項目面臨的一大問題。

目前，常規的風電場經濟評價僅僅對經濟指標進行簡單計算，依靠結果對風電場進行定性分析。這種評價多為風電場的后期評價，并不能影響風電場的設計方案。如何將經濟評價與風電場前期裝機方案相結合是一個亟待解決的問題。本文通過將風機機組選型和經濟評價相結合，達到了利用經濟評價指標對風機機型進行篩選的目的，實現了風機裝機容量和經濟效益雙贏的局面。

2 影響風電場經濟效益的主要因素

風電稱的經濟效益從大方向上來說，主要受兩個因素影響：收入和支出。而收入主要受發電量和電價影響，即風能儲備和上網電價。支出主要是建設投資和運行過程中的支出，即總投資和運營成本。風能儲備是指風電場所在地的風能資源的多少。風電場固定資產投資為建設風電場的初始固定投入，主要是風機運行的最基本的需求投資。運營成本是風電場在運行過程中的成本，它是決定風電場盈利的關鍵。上網電價決定著風電場的收益，它一般與發電成本相關，因此，上網電價越低，該風電項目競爭力越大。

在實際風電場運營中，為了達到最佳的經濟效益，首先，應該準確評估風電場所在地風資源。其次，控制總投資和運營成本，最大程度降低兩者的預算。最后，在評估自身風電場經濟情況的基礎上，合理確定上網電價。通過完成以上三個目標，即可達到提高經濟效益的目的。

3 風電場項目總投資分析

風電場項目總投資是所有風電場成本中最大的支出項，該投資決定風電場前期投資和是否有必要進行建設。圖1為陸上風機總投資構成，由圖中可以看出，占據風電總投資的最大部分為風電機組設備，占到了總投資的64%。場內變電工程占比最小，只有5%。可見風電機組設備成為影響各風電項目單位千瓦投資不同的主要原因。因此，對風電機組設備的優選是決定風電項目經濟評價結果的重要因素，結合風電項目經濟評價對風機機組進行選型是非常有必要的。

圖1 陸上風機總投資構成

4 基于風電機組的經濟評價

風電機組是總投資的重要組成部分，也是決定風電項目經濟評價結果和可行性的關鍵因素。因此，本文選擇風電機組作為研究對象，以此為基礎進行風電場經濟評價分析。通過對各種風電機組的經濟特性進行比較，從技術和經濟兩方面來確定適合風電場的最優機型。技術方面，選擇風電機組機型必須滿足風能儲備的利用率以及發電效率。經濟方面，風電機組機型需要最大程度滿足風電經濟評價的要求，達到收益最大化和投資轉化率最高的效果。

由此可知，基于風電機組的經濟評價主要分為三個步驟：（1）根據風能儲備和實地風能分布情況，確定滿足風能利用的風機機組型號。（2）根據靜態方法進行經濟比選，去除最不滿足條件的一到兩項風機選型。（3）根據動態方法進行技術經濟比選，確定最終機組選型。

考慮到在選擇機組時應更加注意單位度電成本，即每度電的發電成本，這個是最直觀的發電效益和成本控制的體現。因此，本文采用單位度電成本作為靜態分析的方法。計算公式如式（1）所示。

選擇差額內部收益率法進行動態分析評級，該方法能夠動態地反映項目的收益情況，是多方案比較中最常用的方法。差額內部收益率表達式為：

式中，(CI?CO)2為投資大的方案的年凈現金流量；(CI?CO)1為投資小的方案的年凈現金流量；?IRR為差額投資財務內部收益率；n為計算期。

5 風電項目實例分析

國內某陸上風電項目，該項目裝機規模30MW。通過對風能進行復核和風機參數確定，給出了四種備選風機機型，四種風機機型均能滿足項目裝機規模需求。為確定風電項目具體選型，對不同風機機型進行經濟評價，對比結果如表1所示。對于四種機型，首先采用靜態分析法進行經濟評價對比分析，對于四種機型，度電成本分別為：2.90元/度；3.59元/度；2.88元/度和3.34元/度。由此可知，機型II的度電成本最高，首先進行排除。剩余三種機型可采用動態分析發進行經濟評價對比分析，其中：?IRR（機型III-機型I）=8.5%，?IRR（機型IV-機型III）=-2.2%。由此可知，機型III的經濟評價結果優于機型I和機型IV。由此確定機型III為最優選擇，滿足該風電項目經濟評價結果。

表1 不同風機機型的經濟評價對比

6 結語

本文將經濟評價方法運用到風電機型選擇方面，以便得到經濟適應性最強的風機類型。通過該方法得到度電成本最低和內部收益率最高的機組選型方案，在滿足風電場建設和能源需求的同時，又能提高風電場經濟效益和優化資源配置。本文可以得到以下結論：（1）風電項目總投資的主要部分為風電機組設備，做好風電機組設備的經濟評價是風電場高效益運行的重要部分。（2）通過將經濟評價運用到風機機組選型中，即能得到滿足風電場運行的風機類型，又能得到收益率最高的風電場建設方案。該方法將風機選型和經濟評價結合到一起，既滿足了風電場運行的需求，又實現了經濟價值。