系統增量評價法在輸變電項目經濟評價中的應用研究

徐偉瑋

(上海勘測設計研究院有限公司，上海 200335)

輸變電是整個電力系統中的一個極為重要的環節，有效承接了發電端到供配端的電力傳輸，對保障用電安全與供電平穩有著非常重要的意義。輸變電項目具有投資成本高、投資回收期較長等特點，項目的建設不僅需要論證技術方案的可行性，也需要評價其經濟可行性。

目前輸電項目評價沒有統一的標準和模式，國內外學者在對輸電項目進行評價時的關注角度和評價方法也有所不同[1-3]。在電網經濟評價方面，原國家電力公司在早期制定了《輸電項目經濟評價暫行方法》，但是其應用的方法是以電價加價為核心，在實際操作時無法實現對每一個工程申請加價，從而導致計算結果無法體現項目真實的經濟效益[4]。

為解決采用獨立評價法時收入難以合理分攤的問題[5-6]，本次以案例研究為出發點，從系統整體的增效角度考慮，通過分析輸變電項目的建設帶來的系統收入增量和系統費用增量，探討“系統增量評價法”在輸變電項目經濟評價中的應用。

1 系統增量評價法

增量評價法以增量的財務效益及增量費用進行現金流量分析，計算項目的經濟效益。增量評價法較多用于改擴建項目的經濟評價的問題研討及應用中[7-8]，通過對比輸變電項目在整體電力系統中的地位，其項目特點與改擴建項目有相似之處[9-10]，輸變電項目電力系統中的有機組成部分，同時項目的建成可以有效銜接和平衡電力的供求關系，進一步擴大電力供給，但其作用的有效發揮需要利用電力系統中的發電端、配電端等環節的資源，并且原電力系統的運營與輸變電項目也是同時進行的，因此，從項目特點的角度分析，從整體系統角度出發，增量評價法也較適用于輸變電項目的經濟評價。

增量評價法與獨立評價法在經濟評價報表的構建思路上基本相似[11]，主要區別在于財務效益與費用的識別上，針對增量評價法，需識別有無項目的投入以及產出，包括產品產量及售價、建設費用、運維費用、評價范圍內受影響的其他環節產生的費用或效益等，獲得項目的增量財務效益及增量費用。另外，增量評價法往往將擬評價項目置于與其相關的系統中進行評價，合理界定評價范圍對于財務效益和費用的識別的工作量和準確性有著重要的影響，通常以能夠說明項目為企業或系統帶來的效益和費用為準，取量小范圍，在保障評價效果的前提下，減少數據采集和工作量[12]。

2 系統增量評價法在輸電項目經濟評價中的應用

基于系統增量效益的經濟評價，需要對“有項目”和“無項目”情況下的收入和費用分別進行分析，從而得到增量指標。輸變電項目作為電力系統的中間環節，其落地建成后的實際效益與區域的電力需求、電力系統的前端、中端、末端的各環節的配套產能息息相關，在進行增量效益和增量費用的識別時，需要結合區域的需求和整體的電力規劃情況，分別分析電力系統的發電端、輸電端和配電端各個環節在 “有項目”時相較于“無項目”時的收入增量和費用增量，進而預測本項目的增量稅后凈現金流，評價本項目的經濟可行性。

2.1 某輸電項目概況

某海外電力公司主要服務某區域的電力輸配供給，目前該區域電力裝機容量為40 MW，但遠不能滿足當地電力需求，根據當地規劃，結合未來電力需求增量的預期，近期裝機增量將增長至80 MW，并每年呈現2.5%的增長，為保障電力的輸配供給，公司擬新增一個輸變電項目，預計投資為140 mUSD。

2.2 項目建設前后電力生產輸配能力分析

本項目的建設期為2年，根據項目壽命情況，預計運營期為40年。根據項目的建設背景，在“無項目”情況下，雖然用戶需求增加，但受限于輸配容量，無法實現更多的電力外送，地區發電裝機容量(IGCp)僅保持現狀水平，即40 MW，在“有項目”情況下，根據區域未來電力需求供給平衡分析，結合當地近期規劃，輸變電項目建成后兩年內發電裝機增量即可增長至80 MW，且每年保持2.5%的增長率，經技術規劃論證，本項目建成后，同步配置配電容量，輸配容量基本可以滿足規劃區域未來電力上網及終端用電需求。根據電力裝機容量配備情況，考慮負荷系數、傳輸配送等系列損失，按照下述函數，可得到“有項目”、“無項目”情況下的發電量Qp、輸電量Qt和供電量Qs。

Qp=IGCp·h·kp

(1)

Qt=Qp·kt

(2)

Qs=Qt·ks

(3)

式(1)～(3)中：h為發電站有效利用小時數，kp為負荷系數，kt為輸電效率，ks為配電效率。經分析，當前負荷系數(kp)為58%，輸電損失為12%，即輸電效率(kt)為88%的，配電損失為18%，即配電效率(ks)為82%；經技術方案論證，項目建成后，輸電損失可降低至7%，負荷系數和配電損失保持不變。

根據建設前后的電力輸配情況的分析，相應可獲得項目建成后的發電增量(ΔQp)、輸電增量(ΔQt)及供電增強(ΔQs)，項目建設前后電力生產輸配增量如圖1所示。根據項目建設前后電力系統的生產、輸送、配送能力的變化，可以進一步分析項目建成后的收入增量，以及為實現收入增益，系統內各環節協同配置運行而產生的費用增量。

圖1 項目建設前后電力生產輸配增量

2.3 增量收入

項目收益指標測算主要基于項目現金流量，本次研究以年度為維度進行分析，需要計算年度的增量收入。對于該電力公司而言，主要的收入來源即電力銷售收入，輸變電項目的建設目的亦為進一步提高輸配能力，滿足更多的電力需求，從而獲得收入的增加，因此，從系統整體出發，本項目建成后帶來的增量收入為電力銷售收入的增加額，即：

ΔIi=ΔQsi·Psi

(4)

ΔQsi=h·kp·kt·ks·ΔIGCpi

(5)

式(4)～(5)中：ΔQsi為第i年的供電增量，Psi為第i年的售電單價。

實際分析中需根據當地電力市場規律、供求關系和通貨膨脹趨勢，預測年度的供電單價，此次研究主要針對系統增量評價法的應用性討論，將供電單價進行簡化處理，僅參考當地歷史電力銷售情況，不考慮通貨膨脹等因素，預測年度維持在0.25 USD/(kW·h)(為保持一致，成本端亦不考慮通貨膨脹等因素)，可以預測出項目建成后的增量收入由最初的31.14 mUSD逐年增長至預期末的131.09 mUSD，見表1。

表1 增量收入測算

2.4 增量費用

項目的增量費用需全面考慮電力系統發電端、輸電端、配電端的所有環節，年度費用增量可用下式表示：

ΔCi=ΔCpi+ΔCti+ΔCsi+ΔTi

(6)

式(6)中：ΔCi增量費用，ΔCpi為發電側購電增量費用，ΔCti為輸電側增量費用，ΔCsi為配電測增量費用，ΔTi為增量稅費。

項目建成后用戶對電量的需求增加，發電側購電費用則會相應增加，可用式(7)表示：

ΔCPi=∑ΔQpniΔPni

(7)

式(7)中：n表示不同種類的電能，ΔQpni為第i年各類型的發電增量，Pni為第i年各類型發電量對應的電力收購單價。可根據當地的能源結構規劃以及各類電力的收購價格，得出加權收購單價Pai，乘以整體發電增量得到發電側購電費用增量，即：

ΔCPi=ΔQpiΔPai

(8)

ΔQpi=ΔIGCpi·h·kp

(9)

輸電側增量費用包含建設費用支出增量和運營期的費用支出增量，建設期費用增量(ΔCtci)即為本項目的建設投資，根據建設進度分年度投資，運營期費用增量(ΔCtoi)主要為運維費用，通常預測階段以投資為基礎按一定比例取費。輸電側第i年的增量費用(ΔCti)計算可以式(10)表示：

ΔCti=ΔCtci+ΔCtoi

(10)

ΔCtoi=a1·∑ΔCtci

(11)

式中：a1為輸變電系統運維費率。

為使電力資源輸送至終端用戶最終獲取收益，則配合發電裝機容量的增長和本項目的建設，配電端也需同步增加配送量能，因此需按照配電容量的增加量預估配電端每年的新增建設費用ΔCsci，同時需新增配電端運維費用ΔCsoi，運維費用以新增投資為基礎按一定比例取費，第i年的配電端費用增量可用式(12)表示：

ΔCsi=ΔCsci+ΔCsoi

(12)

ΔCsci=b1·ΔIGCsi=b1·h·kp·kt·ks·ΔIGCpi

(13)

ΔCsoi=b2·∑ΔCsci=b2·b1·h·kp·kt·ks·

∑ΔIGCpi

(14)

式(13)～(14)中：b1為配電系統單位裝機投資指標，b2為配電系統運維費率；ΔIGCsi為第i年新增配電容量，可由發電容量增量(ΔIGCpi)計算得出。

整合分析當地的電力能源結構、未來能源規劃、電力收購價格的歷史走勢，分析得出本項目的電力加權收購單價為0.09 USD/(kW·h)，相應可獲得項目建成后發電端的增量成本。

本項目建設期為2年，建設進度假設為50%：50%，即建設費用增量每年70 mUSD；綜合分析該公司已有輸變電項目運維管理費用支出水平，項目運維費用按累計新增投資1%計取，可得到本項目建成后傳輸端費用增量。

綜合分析該公司已有配電項目建設、運維管理費用支出水平以及當期價格水平，配電系統單位裝機投資取2.5 mUSD/MW；運維費用按累計新增投資3%計取，可得到本項目建成后傳輸端費用增量。

根據對區域輸電體系各環節的增量費用分析，綜合考慮增量收入情況可計算出增量稅費，最終得到本項目每年的增量費用測算見表2。

表2 增量費用測算 mUSD

2.5 增量凈現金流

根據增量收入和增量費用，可以計算得出本項目的增量現金流如圖2所示，根據增量現金流可計算出項目的增量內部收益率△IRR為8.57%，靜態投資回收期為16.03 a；以當地輸變電項目行業基準收益率8%作為折現率，計算得出財務凈現值為15.28 mUSD。項目的增量內部收益率大于行業基準收益率，財務凈現值>0，項目經濟上具有可行性。

圖2 增量凈現金流

2.6 關鍵影響因素分析

從系統增量法的評價過程來看，核心是要準確預估因項目建成帶來的增量收入和增量成本， 根據上述對整體系統的收入增量和成本增量分析，年度增量收入(ΔIi)和年度增量成本(ΔCi)的計算函數可歸納整合如下：

ΔIi=h·kp·kt·ks·ΔIGCpi·Psi

(15)

ΔCi=h·kp·ΔIGCpi·Pai+ΔCtci+a1·∑·Ctci+b1h·kp·kt·ks·(ΔIGCpi+b2·∑ΔIGCpi)+ΔTi

(16)

綜合分析上述函數中的各項參數變量，發電站有效利用小時數(h)，負荷系數(kp)，輸電效率(kt)，配電效率(ks)，輸變電系統運維費率(a1)，配電系統單位裝機投資指標(b1)，配電系統運維費率(b2)，輸變電項目建設費用增量(ΔCtci)幾項參數可通過分析系統歷史工況、公司建設運營水平和價格水平等因素，結合技術論證，可以得到較為合理的取值。電力裝機容量(ΔIGCpi)、加權電力收購價格(Pai)、售電單價(Psi)，這幾項參數與當地電力結構、電力市場規律、供求關系和通貨膨脹趨勢息息相關，往往是多項因素的相互影響，不確定性較高，本次案例研究分別對這三個變量的變動對增量內部收益率的影響進行了分析，影響因素分析如圖3所示。其中，電力裝機增量(ΔIGCpi)主要基于對“有項目”情況下的電力裝機的準確預測，因此在分析此項變動時，采用有項目情況下的電力裝機容量(IGCpi有項目)作為變量。根據影響因素分析圖，增量內部收益率對“有項目”情況下的電力裝機容量最為敏感。電力裝機容量與區域的需求密切相關，同時，需求在一定情況下也會影響電力價格，因此，采用增量法對這類項目進行經濟性分析時，重要的前提是進行區域的供求關系分析，合理預測服務區域的電力裝配容量變化趨勢。

圖3 影響因素分析圖

3 結語

系統增量評價法考慮了新增輸變電項目對整個電力系統的影響，可以結合市場的需求情況，分析輸變電項目建設對發電端、輸電端和配電端各個環節的影響，從而獲得項目建成后的增量效益和增量費用，可以有效規避獨立評價法需涉及的各階段收益無法合理分攤的問題，但需加強區域的供求關系分析，合理預測服務區域的電力裝配能力，以及電力收購、銷售價格趨勢變化，以更精準的預測項目的增量效益，為項目投資決策提供有力的數據支持。