分布式發(fā)電投資策略探討

曾鳴 閆斌杰

作者簡(jiǎn)介：曾鳴（1957-），男，博士生導(dǎo)師，研究方向:電力市場(chǎng)理論及應(yīng)用、電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)。

摘要：大力發(fā)展分布式發(fā)電可有效改善我國能源利用結(jié)構(gòu)，其重點(diǎn)為構(gòu)建最佳分布式發(fā)電投資決策框架，為投資者提供正確的經(jīng)濟(jì)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)DG并網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性及環(huán)境社會(huì)友好性。

關(guān)鍵詞：分布式；投資策略；選址；定容

中圖分類號(hào)：F83文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16723198（2014）13010801

0引言

上世紀(jì)90年代，英國、北歐、美國等發(fā)達(dá)國家逐漸開始電力體制改革，放松對(duì)電力系統(tǒng)的管制。在電力系統(tǒng)放松管制的同時(shí)，各國對(duì)電網(wǎng)供電靈活性、可靠性的要求也在不斷提高，使得分布式發(fā)電將在未來電力系統(tǒng)中占據(jù)重要的地位。與此同時(shí)，隨著發(fā)電技術(shù)的不斷創(chuàng)新，分布式發(fā)電系統(tǒng)的成本效率也越來越高。

大規(guī)模分布式發(fā)電并網(wǎng)會(huì)給電網(wǎng)系統(tǒng)帶來一系列負(fù)面影響，例如：增加電力負(fù)荷預(yù)測(cè)、規(guī)劃和運(yùn)行的不確定性；產(chǎn)生配電網(wǎng)雙向潮流；增大最優(yōu)配電網(wǎng)布置方案問題求解難度；增加運(yùn)營(yíng)管理難度；降低供電容量充裕地區(qū)供電設(shè)施的利用率等。這些負(fù)面影響與分布式發(fā)電的投資策略密切相關(guān)。分布式發(fā)電的投資策略是指在配電網(wǎng)規(guī)劃的宏觀環(huán)境中，投資者考慮政策、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境等目標(biāo)，對(duì)配電網(wǎng)中的分布式發(fā)電進(jìn)行選址、定容、時(shí)序的研究，以期達(dá)到DG對(duì)社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)的最優(yōu)。同時(shí)，分布式發(fā)電技術(shù)多樣性、政策不完善以及一次能源市場(chǎng)和二次能源市場(chǎng)價(jià)格的不確定性，使得分布式發(fā)電的投資策略面臨多方面的難題，因此，對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)的投資決策具有挑戰(zhàn)。

1分布式發(fā)電選址研究現(xiàn)狀

分布式電站的建設(shè)要綜合考慮區(qū)域電力負(fù)荷、地理、氣候、環(huán)境等因素，在滿足電力約束的情況下，確定分布式電源的選址及定容。本文研究的選址問題指是在配電網(wǎng)中從哪個(gè)節(jié)點(diǎn)并入分布式發(fā)電（DG），并將分布式發(fā)電的選址問題納入配電網(wǎng)規(guī)劃工作中。分布式發(fā)電選址時(shí)應(yīng)考慮電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和潮流影響等因素，即在多個(gè)不確定因素下要實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的優(yōu)化，使得分布式發(fā)電的選址成為配電網(wǎng)規(guī)劃的一部分。

目前，國內(nèi)外專家學(xué)者在研究分布式發(fā)電并網(wǎng)規(guī)劃問題時(shí)，基于多目標(biāo)優(yōu)化的規(guī)劃方法對(duì)DG規(guī)劃問題進(jìn)行研究，文獻(xiàn)［2］建立了一個(gè)包含所有可能的約束及目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，并開發(fā)了適用于配電系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)用的可行性框架，使得總的規(guī)劃成本（DG的建設(shè)成本及運(yùn)行成本、已有設(shè)備的運(yùn)行成本、從TRANSCOs購電的成本、電力系統(tǒng)電損的成本）最小化，優(yōu)化了DG的容量及選址。文獻(xiàn)［3］在進(jìn)一步考慮分布式發(fā)電削峰的配電網(wǎng)規(guī)劃的同時(shí)，結(jié)合基因算法與啟發(fā)式算法，給出了饋線網(wǎng)絡(luò)、DG選址及定容的最佳規(guī)劃?rùn)C(jī)制，實(shí)現(xiàn)了饋線及DG投資，能源損失成本及DG削峰附加成本的最小化。文獻(xiàn)［4］通過遺傳算法、人工智能算法及多目標(biāo)模糊算法等對(duì)模型進(jìn)行定量與定性分析，并通過軟件對(duì)實(shí)際配電系統(tǒng)進(jìn)行分析，比較幾種選址方案，得出了DG的最佳選址，并進(jìn)一步對(duì)最佳DG選址帶來的收益進(jìn)行了詳細(xì)分析。文獻(xiàn)［5］已知分布式電源總?cè)萘?，以?shí)現(xiàn)配電網(wǎng)網(wǎng)損最小化為目標(biāo)，采用禁忌搜索法對(duì)分布式電源的位置和容量進(jìn)行調(diào)整。

2分布式發(fā)電定容研究現(xiàn)狀

分布式發(fā)電的定容是要解決實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、配電網(wǎng)安全運(yùn)營(yíng)等目標(biāo)下所采用的最佳容量配置。DG投資者的目標(biāo)是以最大的容量DG并入配電網(wǎng)，而配電網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)在于通過最優(yōu)配電系統(tǒng)擴(kuò)容，滿足不斷增長(zhǎng)負(fù)荷需求。而DG并網(wǎng)容量越大，對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行及穩(wěn)定性造成的影響也越大，分布式發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)加大了電力規(guī)劃的難度。針對(duì)此問題，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)分布式發(fā)電的定容問題進(jìn)行了深入研究。

文獻(xiàn)［6］給出一個(gè)新的基于基因算法的軟件程序，為中低壓配電網(wǎng)制定了DG容量分?jǐn)偟淖罴褭C(jī)制。文獻(xiàn)［7］則運(yùn)用最佳潮流技術(shù)估算了并入DG的配電網(wǎng)容量。文獻(xiàn)［8］研究了旨在實(shí)現(xiàn)配電運(yùn)營(yíng)商投資成本，損失補(bǔ)償費(fèi)用最小化的DG容量投資模型。文獻(xiàn)［9］研究了基于DG削峰的配電網(wǎng)規(guī)劃，給出了DG的最佳容量，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)削峰方法的不足，實(shí)現(xiàn)了饋線投資、DG投資以及能源損失成本及DG削峰的附加成本的最小化。同時(shí)，分布式發(fā)電定容問題不僅要考慮經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)，還要考慮系統(tǒng)供電的可靠性需求。可通過競(jìng)價(jià)方式在配電網(wǎng)中分配DG并入的容量，保證了分布式電源在系統(tǒng)重要時(shí)段出力，提高了電力高負(fù)荷需求時(shí)段分布式電源提供電能的經(jīng)濟(jì)性及可靠性?；蛘卟捎眠z傳算法和決策理論的三步式方法，確定中壓網(wǎng)絡(luò)中DG的最優(yōu)選址及容量。

3分布式發(fā)電時(shí)序研究現(xiàn)狀

分布式發(fā)電時(shí)序研究主要從兩個(gè)方面進(jìn)行：一是在一次能源價(jià)格不確定的情況下進(jìn)行分布式發(fā)電的投資時(shí)序研究，找出投資的價(jià)格門檻；二是在長(zhǎng)期電價(jià)不確定的情況下進(jìn)行分布式發(fā)電的投資時(shí)序研究，尋求投資的電價(jià)門檻。

對(duì)于價(jià)格不確定性投資決策大多數(shù)研究應(yīng)用了實(shí)物期權(quán)模型，將各種投資機(jī)會(huì)與經(jīng)營(yíng)靈活性當(dāng)作期權(quán)進(jìn)行量化研究，避免了以凈現(xiàn)值法為代表的傳統(tǒng)投資決策方法與實(shí)際情況存在差異的弊端，同時(shí)將實(shí)物期權(quán)模型與博弈論相結(jié)合，考慮投資帶來的機(jī)會(huì)成本及信息的不對(duì)稱，對(duì)不確定環(huán)境下分布式發(fā)電的投資評(píng)價(jià)具有重要作用。除了能源價(jià)格及電價(jià)的不確定性，一些文獻(xiàn)還考慮到折現(xiàn)率、電力負(fù)荷增長(zhǎng)及容量成本增長(zhǎng)率的不確定性。

作者簡(jiǎn)介：劉清（1983-），安徽大學(xué)江淮學(xué)院，助教，研究方向：教學(xué)管理。4結(jié)論

分布式發(fā)電投資策略主要涉及分布式電源的選址、定容及投資時(shí)序三個(gè)維度。這三個(gè)維度往往又是相互聯(lián)系、密不可分的。國內(nèi)外對(duì)分布式發(fā)電投資的文獻(xiàn)研究給分布式發(fā)電的投資策略研究積累了豐富的理論實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)分布式發(fā)電投資策略優(yōu)化問題的求解起到了推動(dòng)作用。

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