風電項目經濟運行影響因素與結構模型分析

何明

（大唐豐都新能源有限公司 重慶 400000）

風電項目經濟運行影響因素與結構模型分析

何明

（大唐豐都新能源有限公司 重慶 400000）

風電工程項目投資建設的經濟性主要體現在建設成本與價格的對比關系中，而風電項目運行的經濟性主要體現在風電項目替代火電項目所產生的受益變化方面。對于風電項目，可以建立經濟運行結構模型，并且對風電項目進行計算運行影響因素進行詳細分析。對此，本文首先介紹了風力發電項目的運行成本，然后對風電項目經濟運行影響因素與結構模型進行了詳細探究。

風電項目；經濟；結構模型

1 引言

我國風能資源豐富，現如今，社會經濟發展迅速，而能源供需矛盾問題也日益突出，因此，加快構建風電項目迫在眉睫，其在解決能源危機問題方面發揮著重要作用。目前，我國很多風電項目正在有條不紊的建設和運行過程中，但是風電項目投資比較大，風電產業隱患比較多，因此，對風電項目經濟運行的影響因素以及結構模型進行詳細分析十分必要。

2 風力發電項目的運行成本

從火力發電、風力發電所組成的整個電力系統中，如果用電需求既定，則風力發電可以在一定程度上替代火力發電。與火力發電機組相比，風力發電運行的成本有兩個特點：①風能是可再生、無污染的能源，通過風力發電，不僅不需要消耗燃料，而且還能夠有效節約火力發電所需燃料成本，同時在發電過程中不會對環境造成污染。②由于風能是間歇性的，因此，風力發電機組的輸出功率的隨機性比較強，如果無法預知輸出功率波動，則風電就會對電網的電網潮流、調峰、暫態穩定、調頻、電能質量等產生不利影響。為了有效提高風電并網以后電力系統的運行可靠性和穩定性，應該適當增加一定量的火力發電機組作為旋轉備用，這樣能夠有效響應風電機組發電功率的隨機波動，提升電力系統的功率的穩定性和可靠性。由此可見，風電項目不僅會增加電力系統的不可靠性成本，而且還會增加并網附加成本。

假設，風電場每年的折舊費為Dv、運行維護費為Cs、并網附加成本為Cn、稅收為T，則風電年運行成本Cm可表示為：

如果考慮風力發電的節能環保效應，則應該適當抵減相同發電量的節能減排貢獻Ce，風電運行成本為：

具體可以使用單位發電量成本cm來表示，假設Ve指的是風電機組實際輸出功率與額定功率之比，即容量系數，Ve=Pa/Pr，Pr指的是風電機組的裝機容量，Pa指的是風力資源狀況的風電機組的實際輸出功率，公式如下：

3 集成DEMATEL-ISM的風電項目經濟運行影響因素辨識模型

3.1 風電項目經濟運行影響因素

風電項目經濟運行影響因素分析，就是要對技術、經濟、社會三方面的因素分別進行分析，在此基礎上進行一個綜合性的分析辨識。根據系統完整、層次分明、簡明科學的原則，從技術、經濟和社會三方面提取3類12個因素，如圖1所示，構建風電項目經濟運行影響因素體系。

3.2 ISM模型及其改進

通過對風電項目進行經濟運行影響分析，可以得出各個影響因素的權重以及比例，但是很難得到各個影響因素之間的邏輯性和關聯性。而采用ISM法，可以借助各個影響因素之間的邏輯關系，科學合理的構建直接影響矩陣，同時，還可以對各個因素對其他影響因素的實際影響程度或者被影響程度進行計算，這樣才能夠計算出各因素的中心度與原因度。DEMATEL指的是一種系統因素分析法，其應用原理是通過對圖論和矩陣原理進行分析，根據各個指標之間的關系建立直接影響矩陣，然后根據矩陣求得各個指標對于其他指標的影響以及影響程度。

圖1 風電項目經濟運行影響因素體系

DEMATEL與ISM之間有一定的共性，在DEMATEL的整體影響矩陣以及ISM的可達矩陣中，非零元素能夠代表各個指標之間的相互影響關系，而零元素能夠代表各個指標之間不存在的影響關系。另外，在DEMATEL方法的整體影響矩陣與ISM方法的可達矩陣相比，其所包含的信息量更多。因此，在實際操作中，可以采用DEMATEL方法計算整體影響矩陣，最終確定可達矩陣。本文將以ISM為中心模型，同時以DEMATEL為輔助模型，對風電項目經濟運行的各個影響因素進行詳細分析。

3.3 集成DEMATEL-ISM的風電項目經濟運行影響因素辨識模型以及計算步驟

集成DEMATEL-ISM的風電項目經濟運行影響因素辨識模型如圖2所示。

圖2 集成DEMATEL-ISM的風電項目經濟運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研法（Delphi法），對各個影響因素之間的關系進行研究，然后根據公式（1）確定各個影響因素之間的關系；另外，通過匯總調查問卷，還能夠確定各個影響因素之間的相互作用關系，然后據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系，其中，0表示兩個影響因素之間沒有直接關系；1表示兩個影響因素之間的關系比較弱；2表示兩個影響因素之間的關系為“中”；3表示兩個影響因素之間的關系比較“強”。

圖3 直接影響矩陣

（2）對于規范化直接影響矩陣，可以根據以下公式進行計算：

另外，Xd（Xd=[aij]n×n）指的是直接影響矩陣。

（3）基于規范化直接影響矩陣，可以計算出綜合影響矩陣T，然后根據矩陣T計算出各個影響因素之間的關系：。

因此，綜合影響矩陣可以根據以下公式進行計算：

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，還應該計算反映系統因素的整體影響關系，即整體影響矩陣H，矩陣H的計算公式如下：

（5）通過整體影響矩陣H，即可確定可達矩陣R：

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

圖4 可達矩陣

3.4 結構建模

根據可達矩陣構造系統的各級可達集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）}。經過準確計算，可以將模型中的影響因素系統劃分為5個階層。從最高層到最底層依次表示為：

根據上述公式計算，可以繪制出風電項目經濟運行影響因素的多級遞階結構模型，表示如圖5所示。

圖5 風電項目經濟運行影響因素多級遞階結構模型

4 風電項目經濟運行影響因素結構模型分析

（1）風電項目的經濟運行情況能夠在很大程度上影響社會經濟發展，而且其經濟運行情況會直接受到社會經濟的影響。在風電項目經濟運行中，第一層因素指的是表層直接影響因素。為了提高風電項目經濟運行效率，促進社會經濟發展，在風電項目建設過程中，應該緊跟國家經濟扶持政策。

（2）在風電項目經濟運行中，第二層要素主要包括五點，即償債能力、投資價值、運營能力、投資效率以及盈利能力。這些經濟指標是對風電項目經濟運行情況進行有效評價的關鍵，同時也是影響風電項目經濟運行的淺層影響因素。值得注意的是，這些影響因素之間有一定的關聯性，兩兩之間存在影響或者制約的關系，因此，這些因素的穩定性比較差，但是并不會對其他影響因素產生不良影響，而且還能夠反饋回來對自身產生影響。由此可見，在對風電項目經濟運行進行評價時，應該綜合考慮所有指標。

（3）第三層包括兩點，即節能減排效益影響以及自然生態影響。另外，第四層要素包括三點，即風電場址條件、機組運行水平以及運行可靠性。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對第二層產生影響，而第二層營銷要素能夠對第一層產生影響。

（4）在風電項目經濟運行過程中，風能資源條件是最基礎層，風能資源能夠在很大程度上決定整個風電項目的運行效果。在風電項目建設中，投資者首先需要對風能資源進行調查，確定風能可利用區，然后再對風能資源、地質環境、交通條件等進行分析，對風能可利用區進行比較，確定風電項目建設的可行性，合理預測風電項目的經濟運行情況。由此可見，在風電項目的經濟運行評價中，風能資源起著最基礎也最深層次的影響。

5 結語

綜上所述，風能是清潔能源，可再生能源，風電產業的開發潛力比較大，現如今，風電項目的投資經濟性比較低，但是，隨著風電項目建設規模的擴展，其經濟效益能夠得到明顯改善。本文主要對風電項目的經濟影響因素進行了分析研究，根據研究發現，各個影響因素之間有一定的關聯，同時也有主次之分，其中，社會經濟對于風電項目的經濟運行情況能夠起到表層直接影響的作用，而風能資源條件在風電項目的經濟運行中可以作為基礎性因素。在對風電項目的經濟運行情況進行研究時，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