山地風(fēng)電場機(jī)組選型及邊際成本測算探討

吉 偉

（舟山華電風(fēng)力發(fā)電有限公司，浙江杭州310000）

0 引言

2017年，我國風(fēng)電行業(yè)保持健康發(fā)展勢頭，全年新增風(fēng)電裝機(jī)1503萬kW，占全部發(fā)電裝機(jī)容量的9.2%。陸上風(fēng)電建設(shè)重心正由消納不足、限電現(xiàn)象比較集中的“三北”地區(qū)，過渡到人口及商業(yè)密集、電力缺口較大的中東部和南方低風(fēng)速區(qū)域。從過去諸多建成后在運(yùn)行的風(fēng)電場來看，由于環(huán)境復(fù)雜，各機(jī)位風(fēng)資源差異較大。

南方風(fēng)電場在微觀選址過程中要較北方謹(jǐn)慎，主要需考慮以下兩點(diǎn)：

（1）精細(xì)選址。需充分考慮山地的復(fù)雜地形、對復(fù)雜地形條件下的資源評估要做到精細(xì)化，在選址和機(jī)位布置上必須達(dá)到更精準(zhǔn)的程度。

（2）合理選型。選擇風(fēng)機(jī)時(shí)需充分考慮塔筒運(yùn)輸、風(fēng)機(jī)價(jià)格、風(fēng)機(jī)功率曲線以及風(fēng)機(jī)尾流影響等因素，選擇合理的機(jī)型。

本文選取浙江省北部某山地風(fēng)電場作為案例，重點(diǎn)開展山地風(fēng)電場邊際成本測算以及機(jī)組選型分析，綜合發(fā)電量、造價(jià)、經(jīng)濟(jì)效益以及施工難度等方面因素，測算某風(fēng)電場的邊際成本，為單臺風(fēng)機(jī)的投資可行性判斷提供依據(jù)。

1 風(fēng)電場概況

某風(fēng)電場位于浙江省北部，山體自然地形坡度一般為45°～60°，山脊瘦窄，擬布置單機(jī)容量2.2MW的風(fēng)電機(jī)組12臺和2MW的風(fēng)電機(jī)組10臺，主要排布于一條U字形山脊上，擬布置風(fēng)機(jī)區(qū)域海拔在200～500m之間，圖1中圓圈范圍內(nèi)為擬布置風(fēng)機(jī)位置。

圖1 擬布置風(fēng)機(jī)位置圖

2 風(fēng)機(jī)選型

本風(fēng)電場擬選用三種類型的風(fēng)電機(jī)組，分別為2.0MW（φ110）/2.2MW（φ110）/2.2MW（φ121），三種機(jī)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)功率曲線如圖2所示。

圖2 風(fēng)功率曲線圖

3 造價(jià)測算

鑒于風(fēng)電已建成，各項(xiàng)主體工程已落實(shí)，以下費(fèi)用如升壓站建設(shè)及電氣設(shè)備、進(jìn)場道路主路徑、勘察設(shè)計(jì)費(fèi)、評審費(fèi)、項(xiàng)目法人管理費(fèi)、集電線路主線、前期費(fèi)等均已完成投入，無需再次投入。邊際成本是建設(shè)過程中最后增加的那個(gè)單位發(fā)電能力所耗費(fèi)的成本，稱之為風(fēng)電場的邊際成本[1]?，F(xiàn)根據(jù)風(fēng)電場現(xiàn)有風(fēng)機(jī)機(jī)型進(jìn)行邊際成本測算，各項(xiàng)成本如表1所示。

表1 各方案的建設(shè)成本

4 發(fā)電量測算

根據(jù)風(fēng)電場風(fēng)資源情況以及各風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)功率曲線測算各方案下風(fēng)機(jī)的發(fā)電量以及年利用小時(shí)，具體結(jié)果如表2所示。

表2 三種布機(jī)方案發(fā)電量以及造價(jià)比較表

5 財(cái)務(wù)評價(jià)

5.1 基本原則

（1）長期貸款年利率為6.51%，按照等額本金方式進(jìn)行還款，還款期15年。

（2）折舊年限為20年，采用直線折舊法，殘值率為5%；運(yùn)行成本：修理費(fèi)率1～4年為0，5～6年1.2%，7～11年1.5%，剩余年份2.0%；材料費(fèi)定額取為7元/kW；其他費(fèi)用定額取為100元/kW；暫不考慮職工工資及福利費(fèi)。

（3）本項(xiàng)目增值稅實(shí)行即征即退50%的政策，增值稅稅率為17%。第一至三年免企業(yè)所得稅，第四至六年為12.5%，六年后為25%。

5.2 財(cái)務(wù)評價(jià)

三種布機(jī)方案財(cái)務(wù)評價(jià)結(jié)果如表3所示。

表3 三種布機(jī)方案財(cái)務(wù)評價(jià)結(jié)果

5.3 綜合比較

根據(jù)表3結(jié)果，三種方案的經(jīng)濟(jì)性均較好，下一步主要通過選擇適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)評價(jià)方法與指標(biāo)，對各個(gè)方案的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行比較。以下評價(jià)主要考慮資本金內(nèi)部收益率和資本金財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值兩個(gè)指標(biāo)，三種方案的資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（IRR）均高于27%，均具備良好經(jīng)濟(jì)效益，其中方案1（31.450%）＞方案2（30.783%）＞方案3（27.817%）；三種方案的資本金NPV均高于540萬，具備良好的盈利能力，其中方案2（603.03萬元）＞方案3（580.99萬元）＞方案1（545.82萬元）。

對于投資規(guī)模不一樣的互斥方案，投資期限相同，考慮采用增量法來解決，也就是通過對方案的現(xiàn)金流進(jìn)行相減，得出新的增量現(xiàn)金流量圖，然后對增量方案利用凈現(xiàn)值法或內(nèi)含報(bào)酬率法進(jìn)行評價(jià)[2]。因方案1和方案2的IRR和NPV分別排第一，因此對方案1和方案2進(jìn)行增量測算，測算結(jié)果如表4所示。

經(jīng)比較，NPV方案2-方案1=57萬元＞0，IRR方案2-方案1=25.675%＞8%，故方案2優(yōu)。

5.4 邊際成本測算

在實(shí)際選址過程中，部分位置的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位可能達(dá)不到2080h，故需推算邊際成本。根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評價(jià)的基本原則，風(fēng)機(jī)具備可行性需滿足兩個(gè)條件：NPV＞0，且IRR＞i基準(zhǔn)收益率。方案2的建設(shè)成本和運(yùn)行成本屬于固定值，年發(fā)電利用小時(shí)屬于變量，因此主要推算利用小時(shí)。當(dāng)年利用小時(shí)為1427h時(shí)，NPV=-0.29萬元＜0，IRR=7.991%＜基準(zhǔn)收益率i；當(dāng)年利用小時(shí)為1428h時(shí)，NPV=0.64萬元＞0，IRR=8.020%＞基準(zhǔn)收益率i。因此，在方案2的情況下，風(fēng)電機(jī)組的邊際利用小時(shí)為1428h。

表4 增量方案測算結(jié)果

6 結(jié)語

根據(jù)以上測算和分析，對于南方山地低風(fēng)速風(fēng)電場單個(gè)新增風(fēng)機(jī)的建設(shè)主要對機(jī)組選型及邊際成本測算兩個(gè)方面進(jìn)行考慮：

（1）機(jī)組選型：因地制宜選擇適合的風(fēng)電機(jī)組，葉片越長、塔筒越高，利用小時(shí)越多，但經(jīng)濟(jì)性不一定越好，葉片和塔筒長度的增加會(huì)增加建設(shè)成本，機(jī)組選型需充分結(jié)合造價(jià)、利用小時(shí)以及運(yùn)行成本進(jìn)行綜合測算，對于平均利用小時(shí)2000h左右的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位，建議選用單機(jī)容量大、建設(shè)成本相對較低的風(fēng)機(jī)。

（2）邊際成本：對于新增的風(fēng)機(jī)機(jī)位，建議把單個(gè)風(fēng)電機(jī)組作為一個(gè)單項(xiàng)工程進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價(jià)；運(yùn)行過程中，部分發(fā)電量不理想的機(jī)位技術(shù)改造，也可采用以上模型進(jìn)行測算，檢驗(yàn)新增機(jī)位的經(jīng)濟(jì)性，在方案2的造價(jià)水平下，若利用小時(shí)高于1428h，則風(fēng)電機(jī)組的資本金內(nèi)部收益率將高于行業(yè)基準(zhǔn)收益率，具備投資價(jià)值。

［參考文獻(xiàn)］

[1]李璽陽.運(yùn)輸邊際成本曲線及其特性分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（中旬刊），2014，33（7）：122.

[2]曹細(xì)玉.NPV與IRR在多方案投資決策中的比較研究[J].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2002，21（1）：93-94.