山地風電場機組選型及邊際成本測算探討

吉 偉

（舟山華電風力發電有限公司，浙江杭州310000）

0 引言

2017年，我國風電行業保持健康發展勢頭，全年新增風電裝機1503萬kW，占全部發電裝機容量的9.2%。陸上風電建設重心正由消納不足、限電現象比較集中的“三北”地區，過渡到人口及商業密集、電力缺口較大的中東部和南方低風速區域。從過去諸多建成后在運行的風電場來看，由于環境復雜，各機位風資源差異較大。

南方風電場在微觀選址過程中要較北方謹慎，主要需考慮以下兩點：

（1）精細選址。需充分考慮山地的復雜地形、對復雜地形條件下的資源評估要做到精細化，在選址和機位布置上必須達到更精準的程度。

（2）合理選型。選擇風機時需充分考慮塔筒運輸、風機價格、風機功率曲線以及風機尾流影響等因素，選擇合理的機型。

本文選取浙江省北部某山地風電場作為案例，重點開展山地風電場邊際成本測算以及機組選型分析，綜合發電量、造價、經濟效益以及施工難度等方面因素，測算某風電場的邊際成本，為單臺風機的投資可行性判斷提供依據。

1 風電場概況

某風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，擬布置單機容量2.2MW的風電機組12臺和2MW的風電機組10臺，主要排布于一條U字形山脊上，擬布置風機區域海拔在200～500m之間，圖1中圓圈范圍內為擬布置風機位置。

圖1 擬布置風機位置圖

2 風機選型

本風電場擬選用三種類型的風電機組，分別為2.0MW（φ110）/2.2MW（φ110）/2.2MW（φ121），三種機型風力發電機組標準功率曲線如圖2所示。

圖2 風功率曲線圖

3 造價測算

鑒于風電已建成，各項主體工程已落實，以下費用如升壓站建設及電氣設備、進場道路主路徑、勘察設計費、評審費、項目法人管理費、集電線路主線、前期費等均已完成投入，無需再次投入。邊際成本是建設過程中最后增加的那個單位發電能力所耗費的成本，稱之為風電場的邊際成本[1]。現根據風電場現有風機機型進行邊際成本測算，各項成本如表1所示。

表1 各方案的建設成本

4 發電量測算

根據風電場風資源情況以及各風電機組的風功率曲線測算各方案下風機的發電量以及年利用小時，具體結果如表2所示。

表2 三種布機方案發電量以及造價比較表

5 財務評價

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%；運行成本：修理費率1～4年為0，5～6年1.2%，7～11年1.5%，剩余年份2.0%；材料費定額取為7元/kW；其他費用定額取為100元/kW；暫不考慮職工工資及福利費。

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

5.2 財務評價

三種布機方案財務評價結果如表3所示。

表3 三種布機方案財務評價結果

5.3 綜合比較

根據表3結果，三種方案的經濟性均較好，下一步主要通過選擇適當的經濟評價方法與指標，對各個方案的經濟效益進行比較。以下評價主要考慮資本金內部收益率和資本金財務凈現值兩個指標，三種方案的資本金財務內部收益率（IRR）均高于27%，均具備良好經濟效益，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金流進行相減，得出新的增量現金流量圖，然后對增量方案利用凈現值法或內含報酬率法進行評價[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進行增量測算，測算結果如表4所示。

經比較，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。

5.4 邊際成本測算

在實際選址過程中，部分位置的風機點位可能達不到2080h，故需推算邊際成本。根據項目經濟評價的基本原則，風機具備可行性需滿足兩個條件：NPV＞0，且IRR＞i基準收益率。方案2的建設成本和運行成本屬于固定值，年發電利用小時屬于變量，因此主要推算利用小時。當年利用小時為1427h時，NPV=-0.29萬元＜0，IRR=7.991%＜基準收益率i；當年利用小時為1428h時，NPV=0.64萬元＞0，IRR=8.020%＞基準收益率i。因此，在方案2的情況下，風電機組的邊際利用小時為1428h。

表4 增量方案測算結果

6 結語

根據以上測算和分析，對于南方山地低風速風電場單個新增風機的建設主要對機組選型及邊際成本測算兩個方面進行考慮：

（1）機組選型：因地制宜選擇適合的風電機組，葉片越長、塔筒越高，利用小時越多，但經濟性不一定越好，葉片和塔筒長度的增加會增加建設成本，機組選型需充分結合造價、利用小時以及運行成本進行綜合測算，對于平均利用小時2000h左右的風機點位，建議選用單機容量大、建設成本相對較低的風機。

（2）邊際成本：對于新增的風機機位，建議把單個風電機組作為一個單項工程進行經濟評價；運行過程中，部分發電量不理想的機位技術改造，也可采用以上模型進行測算，檢驗新增機位的經濟性，在方案2的造價水平下，若利用小時高于1428h，則風電機組的資本金內部收益率將高于行業基準收益率，具備投資價值。

［參考文獻］

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

[2]曹細玉.NPV與IRR在多方案投資決策中的比較研究[J].工業技術經濟，2002，21（1）：93-94.