風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素與結(jié)構(gòu)模型分析

何明

（大唐豐都新能源有限公司 重慶 400000）

風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素與結(jié)構(gòu)模型分析

何明

（大唐豐都新能源有限公司 重慶 400000）

風(fēng)電工程項(xiàng)目投資建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在建設(shè)成本與價格的對比關(guān)系中，而風(fēng)電項(xiàng)目運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在風(fēng)電項(xiàng)目替代火電項(xiàng)目所產(chǎn)生的受益變化方面。對于風(fēng)電項(xiàng)目，可以建立經(jīng)濟(jì)運(yùn)行結(jié)構(gòu)模型，并且對風(fēng)電項(xiàng)目進(jìn)行計(jì)算運(yùn)行影響因素進(jìn)行詳細(xì)分析。對此，本文首先介紹了風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的運(yùn)行成本，然后對風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素與結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了詳細(xì)探究。

風(fēng)電項(xiàng)目；經(jīng)濟(jì)；結(jié)構(gòu)模型

1 引言

我國風(fēng)能資源豐富，現(xiàn)如今，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，而能源供需矛盾問題也日益突出，因此，加快構(gòu)建風(fēng)電項(xiàng)目迫在眉睫，其在解決能源危機(jī)問題方面發(fā)揮著重要作用。目前，我國很多風(fēng)電項(xiàng)目正在有條不紊的建設(shè)和運(yùn)行過程中，但是風(fēng)電項(xiàng)目投資比較大，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)隱患比較多，因此，對風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響因素以及結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行詳細(xì)分析十分必要。

2 風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的運(yùn)行成本

從火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電所組成的整個電力系統(tǒng)中，如果用電需求既定，則風(fēng)力發(fā)電可以在一定程度上替代火力發(fā)電。與火力發(fā)電機(jī)組相比，風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行的成本有兩個特點(diǎn)：①風(fēng)能是可再生、無污染的能源，通過風(fēng)力發(fā)電，不僅不需要消耗燃料，而且還能夠有效節(jié)約火力發(fā)電所需燃料成本，同時在發(fā)電過程中不會對環(huán)境造成污染。②由于風(fēng)能是間歇性的，因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率的隨機(jī)性比較強(qiáng)，如果無法預(yù)知輸出功率波動，則風(fēng)電就會對電網(wǎng)的電網(wǎng)潮流、調(diào)峰、暫態(tài)穩(wěn)定、調(diào)頻、電能質(zhì)量等產(chǎn)生不利影響。為了有效提高風(fēng)電并網(wǎng)以后電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性，應(yīng)該適當(dāng)增加一定量的火力發(fā)電機(jī)組作為旋轉(zhuǎn)備用，這樣能夠有效響應(yīng)風(fēng)電機(jī)組發(fā)電功率的隨機(jī)波動，提升電力系統(tǒng)的功率的穩(wěn)定性和可靠性。由此可見，風(fēng)電項(xiàng)目不僅會增加電力系統(tǒng)的不可靠性成本，而且還會增加并網(wǎng)附加成本。

假設(shè)，風(fēng)電場每年的折舊費(fèi)為Dv、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)為Cs、并網(wǎng)附加成本為Cn、稅收為T，則風(fēng)電年運(yùn)行成本Cm可表示為：

如果考慮風(fēng)力發(fā)電的節(jié)能環(huán)保效應(yīng)，則應(yīng)該適當(dāng)?shù)譁p相同發(fā)電量的節(jié)能減排貢獻(xiàn)Ce，風(fēng)電運(yùn)行成本為：

具體可以使用單位發(fā)電量成本cm來表示，假設(shè)Ve指的是風(fēng)電機(jī)組實(shí)際輸出功率與額定功率之比，即容量系數(shù)，Ve=Pa/Pr，Pr指的是風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量，Pa指的是風(fēng)力資源狀況的風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際輸出功率，公式如下：

3 集成DEMATEL-ISM的風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素辨識模型

3.1 風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素

風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素分析，就是要對技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會三方面的因素分別進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行一個綜合性的分析辨識。根據(jù)系統(tǒng)完整、層次分明、簡明科學(xué)的原則，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會三方面提取3類12個因素，如圖1所示，構(gòu)建風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素體系。

3.2 ISM模型及其改進(jìn)

通過對風(fēng)電項(xiàng)目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響分析，可以得出各個影響因素的權(quán)重以及比例，但是很難得到各個影響因素之間的邏輯性和關(guān)聯(lián)性。而采用ISM法，可以借助各個影響因素之間的邏輯關(guān)系，科學(xué)合理的構(gòu)建直接影響矩陣，同時，還可以對各個因素對其他影響因素的實(shí)際影響程度或者被影響程度進(jìn)行計(jì)算，這樣才能夠計(jì)算出各因素的中心度與原因度。DEMATEL指的是一種系統(tǒng)因素分析法，其應(yīng)用原理是通過對圖論和矩陣原理進(jìn)行分析，根據(jù)各個指標(biāo)之間的關(guān)系建立直接影響矩陣，然后根據(jù)矩陣求得各個指標(biāo)對于其他指標(biāo)的影響以及影響程度。

圖1 風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素體系

DEMATEL與ISM之間有一定的共性，在DEMATEL的整體影響矩陣以及ISM的可達(dá)矩陣中，非零元素能夠代表各個指標(biāo)之間的相互影響關(guān)系，而零元素能夠代表各個指標(biāo)之間不存在的影響關(guān)系。另外，在DEMATEL方法的整體影響矩陣與ISM方法的可達(dá)矩陣相比，其所包含的信息量更多。因此，在實(shí)際操作中，可以采用DEMATEL方法計(jì)算整體影響矩陣，最終確定可達(dá)矩陣。本文將以ISM為中心模型，同時以DEMATEL為輔助模型，對風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的各個影響因素進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.3 集成DEMATEL-ISM的風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素辨識模型以及計(jì)算步驟

集成DEMATEL-ISM的風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素辨識模型如圖2所示。

圖2 集成DEMATEL-ISM的風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素辨識模型

（1）直接影響矩陣：本文主要采用專家調(diào)研法（Delphi法），對各個影響因素之間的關(guān)系進(jìn)行研究，然后根據(jù)公式（1）確定各個影響因素之間的關(guān)系；另外，通過匯總調(diào)查問卷，還能夠確定各個影響因素之間的相互作用關(guān)系，然后據(jù)此建立直接影響矩陣Xd，如圖3所示。

圖3指的是直接影響矩陣，其能夠反映出12個因素之間的相互影響關(guān)系，其中，0表示兩個影響因素之間沒有直接關(guān)系；1表示兩個影響因素之間的關(guān)系比較弱；2表示兩個影響因素之間的關(guān)系為“中”；3表示兩個影響因素之間的關(guān)系比較“強(qiáng)”。

圖3 直接影響矩陣

（2）對于規(guī)范化直接影響矩陣，可以根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：

另外，Xd（Xd=[aij]n×n）指的是直接影響矩陣。

（3）基于規(guī)范化直接影響矩陣，可以計(jì)算出綜合影響矩陣T，然后根據(jù)矩陣T計(jì)算出各個影響因素之間的關(guān)系：。

因此，綜合影響矩陣可以根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：

在上述公式中，I指的是單位陣，具體可以表示因素對自身的影響。

（4）根據(jù)綜合影響矩陣T，只能夠反映出不同因素之間的相互影響關(guān)系以及影響程度，但是不能夠反映出各個因素對于自身的影響，對此，還應(yīng)該計(jì)算反映系統(tǒng)因素的整體影響關(guān)系，即整體影響矩陣H，矩陣H的計(jì)算公式如下：

（5）通過整體影響矩陣H，即可確定可達(dá)矩陣R：

在上述公式中，λ指的是閾值，取閾值為λ=0.1。首先根據(jù)公式（2）可以計(jì)算出規(guī)范化直接影響矩陣；然后再根據(jù)公式（3），就能夠計(jì)算出綜合影響矩陣；另外，根據(jù)公式（4），就能夠計(jì)算出整體影響矩陣；最后，再利用公式（5），就能夠計(jì)算出可達(dá)矩陣，如圖4所示。

圖4 可達(dá)矩陣

3.4 結(jié)構(gòu)建模

根據(jù)可達(dá)矩陣構(gòu)造系統(tǒng)的各級可達(dá)集R（si）與先行集A（si）以及共同集合T={Sj∈N|R（Si）∩A（Si）=A（Si）}以及最高級要素集合。

H={Sj∈N|R（Si）∩A（Si）=R（Si）}。經(jīng)過準(zhǔn)確計(jì)算，可以將模型中的影響因素系統(tǒng)劃分為5個階層。從最高層到最底層依次表示為：

根據(jù)上述公式計(jì)算，可以繪制出風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素的多級遞階結(jié)構(gòu)模型，表示如圖5所示。

圖5 風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素多級遞階結(jié)構(gòu)模型

4 風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響因素結(jié)構(gòu)模型分析

（1）風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況能夠在很大程度上影響社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況會直接受到社會經(jīng)濟(jì)的影響。在風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中，第一層因素指的是表層直接影響因素。為了提高風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)過程中，應(yīng)該緊跟國家經(jīng)濟(jì)扶持政策。

（2）在風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中，第二層要素主要包括五點(diǎn)，即償債能力、投資價值、運(yùn)營能力、投資效率以及盈利能力。這些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是對風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況進(jìn)行有效評價的關(guān)鍵，同時也是影響風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的淺層影響因素。值得注意的是，這些影響因素之間有一定的關(guān)聯(lián)性，兩兩之間存在影響或者制約的關(guān)系，因此，這些因素的穩(wěn)定性比較差，但是并不會對其他影響因素產(chǎn)生不良影響，而且還能夠反饋回來對自身產(chǎn)生影響。由此可見，在對風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行評價時，應(yīng)該綜合考慮所有指標(biāo)。

（3）第三層包括兩點(diǎn)，即節(jié)能減排效益影響以及自然生態(tài)影響。另外，第四層要素包括三點(diǎn)，即風(fēng)電場址條件、機(jī)組運(yùn)行水平以及運(yùn)行可靠性。第三層以及第四層要素屬于中層影響因素，第三層影響要素能夠?qū)Φ诙赢a(chǎn)生影響，而第二層營銷要素能夠?qū)Φ谝粚赢a(chǎn)生影響。

（4）在風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過程中，風(fēng)能資源條件是最基礎(chǔ)層，風(fēng)能資源能夠在很大程度上決定整個風(fēng)電項(xiàng)目的運(yùn)行效果。在風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)中，投資者首先需要對風(fēng)能資源進(jìn)行調(diào)查，確定風(fēng)能可利用區(qū)，然后再對風(fēng)能資源、地質(zhì)環(huán)境、交通條件等進(jìn)行分析，對風(fēng)能可利用區(qū)進(jìn)行比較，確定風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)的可行性，合理預(yù)測風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況。由此可見，在風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評價中，風(fēng)能資源起著最基礎(chǔ)也最深層次的影響。

5 結(jié)語

綜上所述，風(fēng)能是清潔能源，可再生能源，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的開發(fā)潛力比較大，現(xiàn)如今，風(fēng)電項(xiàng)目的投資經(jīng)濟(jì)性比較低，但是，隨著風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)展，其經(jīng)濟(jì)效益能夠得到明顯改善。本文主要對風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)影響因素進(jìn)行了分析研究，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，各個影響因素之間有一定的關(guān)聯(lián)，同時也有主次之分，其中，社會經(jīng)濟(jì)對于風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況能夠起到表層直接影響的作用，而風(fēng)能資源條件在風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中可以作為基礎(chǔ)性因素。在對風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況進(jìn)行研究時，必須綜合考慮各個影響因素。

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1004-7344（2016）21-0260-02

2016-7-10