動態規劃下的光伏發電最優投資時機決策分析

文/段曉斌,晉能清潔能源有限公司

動態規劃下的光伏發電最優投資時機決策分析

文/段曉斌,晉能清潔能源有限公司

隨著人們環保意識的增強，在追求更高品質的生活的同時，更注重對新型綠色能源的開發利用。因此，作為應用前景潛力廣闊、更為清潔安全的太陽能，光伏發電應用投資愈來愈發受各國重視。本文通過分析目前光伏發電產業發展的應用以及問題，探討在隨機性動態規劃條件下，不同決策準則下對光伏發電項目投資的最優時機。

動態規劃；決策準則；光伏發電

光伏發電企業發展影響光伏發電市場的發展，為進一步研究光伏發電項目投資問題特點，探究解決的方法和途徑，光伏發電項目投資潛力巨大，但同時也存在一定的風險。所以，如何規避光伏發電投資的風險是投資商所要考慮的主要問題。本文通過分析當前我國光伏發電產業的現狀以及存在的問題，采用隨機性理論和動態規劃的方法，研究隨機性動態規劃條件下光伏發電最優投資時機的決策分析。

1 我國光伏發電產業投資現狀以及面臨的主要問題

太陽能是地球天然的能量來源，是一種綠色環保的可再生能源。實現可持續的科學發展是我國未來的既定發展戰略，近期我國北方地區嚴重的霧霾天氣為人們敲響了環境保護的警鐘,發展新型清潔能源，改變我國目前嚴重依賴煤炭的能源結構的行動迫在眉睫。太陽能是解決當前能源短缺問題，實現清潔環保型社會發展的有效途徑之一。目前，人類對于太陽能利用主要有以下七大領域：光熱利用、光熱發電利用、熱電直接利用、光電利用、光化利用、光生物利用和光熱光電綜合利用等。

我國歷來關注太陽能應用產業的發展，并在2009年將太陽能開發利用納入國家重大科技攻關項目。而當前我國太陽能利用主要包括太陽能熱能和太陽能光伏發電兩大方面。一方面，通過小規模的太陽能光伏發電產業化的示范工程，進行試點研究，取得了豐富的實踐經驗和數據。另一方面，太陽能熱能的利用在普通家庭里面得到了極大的推廣，代表產業便是我國龐大的太陽能熱水器產業領域。

2 建立光伏發電項目投資時機決策的動態規劃模型

2.1 引進先進模型

針對于解決復雜、多階段問題的決策方法稱為動態規劃法。動態規劃算法通常用于求解具有某種最優性質的問題。將待求解問題分解成若干個子問題，先求解子問題，然后從這些子問題的解得到原問題的解。如果我們能夠保存已解決的子問題的答案，而在需要時再找出已求得的答案，這樣就可以避免大量的重復計算，節省時間。我們可以用一個表來記錄所有已解的子問題的答案。不管該子問題以后是否被用到，只要它被計算過，就將其結果填入表中。簡而言之，就是將一個復雜的問題，分解成幾個相互聯系的階段性小問題，通過不斷的推斷遞進，尋找解決整個問題的最優方法。

2.2 針對性的建立模型

目前，8%的收益率是光伏行業的普遍標準。就一般情況下而言，投資太陽能光伏發電項目在短期內是虧損的，太陽能發電站一般在建成運營后第十五、六年才能實現自主凈盈利。世界各國政府對于本國的光伏發電產業是進行高額的前期財政補貼扶持，各國光伏產業的發展大多依賴政府的補貼，我國政府的補貼規模比例在5 0%～70%之間。所以，在整體上而言，我們可以將政府補貼與企業前期的虧損進行抵消整合，抽象出一個基本的數學量化模型。

在這個模型里，假設光伏發電投資項目是按運營年為單位。在各個運營單位階段內，投資者都有立即投資和等待投資兩種策略。投資商可以自由地決定投資時間，投資后的實際收益要高于預期收益，那么理性投資者將會選擇在收益期望最高的時候進行投資。假如當前投資項目實際收益低于預期收益，那么當前投資時期并不是最好的投資時機，投資商不會進行項目投資，會選擇等待投資策略；假如現在投資實際收益高于預期投資收益，那么投資商會獲利，所以會選擇立即投資策略。“在投資決策中，雖然預期收益具有不穩定性，但是實際收益以某種概率分布出現，所以，投資收益有屬于一種不確定性變量”。

3 依據實際案例進行分析計算

3.1 際案例分析

為了驗證以上建立模型的有效性和一般性，現在假設年均光照資源豐富、氣候適宜的我國某地計劃投資建設一個光伏發電項目，規格為100MW，其中投資決策模型中的參數設置如下：

假設現在啟動該項目，前期預計投入成本包括各種相關的土木工程建設、光伏發電設備、設備安裝維護費用等等，總成本為W。第一年預期收益為1.1W或0.9W。由于氣候變化、戰爭、突發事件等不可抗力因素存在，投資收益會出現波動。每年年運營期預期收益為10%，或者預期虧損為10%，即預期收益為1.1W或0.9W。在未來三年內，假設政府扶持政策、貨幣利率等外部環境保持不變，使用動態規劃方法來確定最佳的投資時期，扣除成本之后的預期凈投資收益情況決策樹如下表所示。

由此可見，在選擇投資時，預期凈收益存在隨機性，是一個隨機變量，可能出現預期收益低于或者高于實際收益的情況，所以光伏發電項目投資需要謹慎對待。把未來3年投資項目與否的決策過程分為3個階段，將各個階段的預期凈收益作為這個投資階段的預期收益來考慮，明確投資風險和實際收益高于預期的分布概率，綜合進行考慮。

3.2 決策樹的結果分析

3.2.1 當N=0時，代表的是此時正處于項目投資的初始階段，對光伏發電項目持樂觀態度的投資商會選擇立即投資；相反，持悲觀態度的投資商會選擇等待的策略。

3.2.2 當N=1時，代表的是此時正處于項目投資的第一年，無論是出現盈利還是虧損，對光伏發電項目持樂觀態度的投資商都會選擇立即投資；相反，一旦出現虧損，持悲觀態度的投資商會選擇等待的策略。

3.2.3 當N=2時，代表的是此時正處于項目投資的第二年，除了持續兩年都虧損的情況外，對光伏發電項目持樂觀態度的投資商都會選擇立即投資；相反，除了連續兩年都增長的情況外，持悲觀態度的投資商都會選擇等待的策略。

4 結論

通過抽象建立投資模型進行分析論證，在光伏發電項目投資的過程中，采用動態規劃方法進行分階段、分條件下進行推算最優的投資時機是可行的。但是，在實際應用中，樂觀型的投資商與悲觀型的投資商在決策時存在一定的差異。此外，電力市場需求對于光伏發電產業的影響是巨大的，同時政府扶持政策對于投資者信心也起到了至關重要的影響作用。

[1]楊素娟.動態規劃法投資時機決策中的應用[J].蘇州科技技術學院學報（社會科學版）.2011-06

[2]《我國太陽能資源開發和利用狀況調查》[J].2011-10