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分布式光伏发电项目收益分析

作者:华阳绿建 来源: 发布时间:2020-05-14 11:17:28 浏览次数:

光伏政策的影响,目前许多地区的光伏发电项目处于“全额上网”模式时,其项目的内部收益率(IRR) 无法满足企业自身的投资需求,于是这些企业将投资方向转向了市电价格较高、厂区用电量较大的“自发自用”项目。

      对于采用“自发自用、余量上网”模式的分布式光伏发电项目,在投资评估测算中,平均电价和光伏消纳率是确定项目投资收益至关重要的2 个指标。本文对于如何更精确地计算这2 个指标进行了分析。

1分布式光伏发电项目平均电价的计算方法

电力系统的负荷是变动的,为了碾平电力系统的高峰,填平低谷,促进用户有计划的用电和节约用电,充分发挥价格的经济杠杆作用,我国多地采用了峰谷电价制。2018 4 20 日,江苏省物价局发布的《关于降低一般工商业电价有关事项的通知》中,就有工业用电峰谷分时销售电价的信息,具体如表1 所示。

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采用“自发自用、余量上网”模式的分布式光伏发电项目的平均电价是基于销售电价计算的。但不同时段工业用电的销售电价不同,因此在实际项目评估时,采用加权平均值进行平均电价的计算比较合理。

下文以江苏省“110 kV”大工业用电项目为例,分别采用“峰、平、谷”时段的加权平均值和不同时段的光伏输出功率加权平均值2 种方式来确定平均销售电价。

(1) 采用“峰、平、谷”时段的加权平均值[2]。由于光伏发电时段主要集中在08:0016:00,因此仅选取该时段内的销售电价进行加权平均值计算,即:

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将表1 中的数据代入式(1) 可知,该项目的平均电价为0.8558 /kWh

但由于不同地区的光伏发电时段不同,而且不同时段的太阳辐照度不同,因此每个时段的光伏发电时间占比均取“1”会存在较大误差。

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(2) 采用不同时段的光伏输出功率加权平均值。由于每天不同时段的太阳辐射量不同,为更精确地得到一天中不同时段的光伏输出功率占比,利用光伏软件PVsyst 6.63 导出江苏省淮安市全年365 24 个时间点的太阳辐射量,然后取每个时间点的平均值,图1 为江苏省淮安市一天中各时刻的平均太阳辐射量分布曲线图。利用图1 计算出各时段的面积及其占全天发电时段面积的比例,如表2 所示。

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由于太阳辐射量直接影响光伏输出功率,因此光伏输出功率的情况由太阳辐射量来表征。对以上不同时段的光伏输出功率进行加权平均值计算,得到平均电价,即:

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根据表1 和表2 中的数值,代入式(2),得出平均电价为0.8064 /kWh

但根据式(2) 进行计算仍会存在一定误差,主要原因为: PVsyst 软件所提供数据的准确性需进一步论证。 ②由于上述电价计算过程中均使用的是峰谷分时销售电价,未考虑“余量上网”部分的电价为脱硫煤标杆上网电价,这相当于默认了光伏电站所发电力均被完全消耗。但电站实际运行过程中,厂区逐时电力负荷与光伏输出功率曲线并不是完全重合的,即不同时段的光伏消纳率不相等,所以会导致以上计算仍存在一定误差。

2分布式光伏发电项目的消纳率测算

2.1 光伏消纳率的不同计算方法

当分布式光伏发电项目所发电量不能被完全消耗,即存在“余量上网”部分时,该部分电力的电价为脱硫煤标杆上网电价。因此下文就“自发自用”所占比例,即光伏消纳率情况进行分析。目前工商业项目中,仅部分项目能提供其实时负荷曲线,一般只能提供从供电公司调取的项目12 个月的电费清单。

以江苏省某个厂区的装机容量为10004.25 kW的分布式光伏发电项目为例,对其光伏消纳率情况进行分析。

(1) 利用电量清单计算光伏消纳率。工业用电的峰时为08:0012:00,共4 h;平时为12:0017:00,共5 h;而光伏发电时段主要是在08:0016:00,故光伏发电时段用电量可表示为:

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利用从供电公司调取的上述厂区12 个月的电费清单,根据式(3),通过PVsyst 软件模拟出光伏发电时段该厂区的用电量,如表3 所示。从表3 中的相关数据可知,该厂区的光伏消纳率为100%,但在财务预测过程中,考虑到厂区放假和设备维护等因素,光伏消纳率按照85% 进行保守计算。

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(2) 利用厂区负载有功功率和电站的理论光伏输出功率计算光伏消纳率。

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由于本案例中的项目尚未建成运行,光伏发电效率仅能参考该项目所在地附近的电站数据,即监控平台调取的该项目附近区域已正常运行的电站的真实数据。

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根据式(4) 可计算得到该厂区分布式光伏发电项目的理论光伏输出功率。理论光伏输出功率和厂区负载有功功率曲线如图2 所示。从图中可以看出,该厂区的负载有功功率在光伏发电时段(08:0016:00) 内基本为稳定状态。因此,光伏消纳率随光伏输出功率的变化而变化。

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根据图2 中光伏发电时段的相关数据,利用式(5) 可以得到该厂区的光伏消纳率约为92%

2.2 不同计算方法的结果分析

通过上述光伏消纳率的计算过程和结果可知,利用厂区负载有功功率和项目理论光伏输出功率进行计算是最为保守的方法,但也最为合理。因此在做项目财务测算时,最好是收集到厂区的负载有功功率和电站的光伏发电效率数据。但是由于厂区实时负荷曲线的获取存在一定难度,因此在采用月电费清单进行计算时,最好预留10%15% 的上网余量,即若采用电费清单计算的光伏消纳率为100% 时,建议财务测算时取85%90%

3光伏发电时段的选取

在以上分析过程中,大部分情况选取的光伏发电时段是08:0016:00。但由于不同地区的光伏输出功率的时段不同,例如,我国西北地区在18:00 时的光伏输出功率依然很高,因此针对不同地区,应通过PVsyst 软件或监控平台查询出其一天中每个时段的光伏输出功率占比后,综合选取合适的光伏发电时段。

4计算结果分析

利用前文计算分析后得到的平均电价和光伏消纳率进行投资测算,结果如表5 所示。

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由表5 可看出,不同情况下计算的回收期各有不同,最大差异约为1.3 年。

5总结

(1) 光伏发电时段的确定,可通过Pvsyst 软件或监控平台查询出各时段的光伏输出功率占比后,综合选取合适的光伏发电时段。

(2) 平均销售电价的计算,建议采用不同时段的光伏输出功率加权平均值进行计算。其中各时段的太阳辐射量数据可通过PVsyst 软件查询获得,建议查询1 年的数据取平均值进行计算。

(3) 光伏消纳率的计算,建议利用厂区负载有功功率和项目理论光伏输出功率进行计算。但不同项目的用电情况差异较大,且大部分项目负荷曲线获取难度较大,因此当无法获取项目所在厂区的负载有功功率时,可利用电费清单进行计算,但建议预留10%15% 的上网余量。

来源:《太阳能》杂志2020 年 第3 期( 总第311 期)P24-29