分布式光伏项目多维度综合效益评估及预测

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2023-08-18



近年来,我国新能源快速发展,光伏和风电装机容量居世界前列。分布式光伏作为国家重点发展的新能源方向之一,装机规模持续扩大,分布式光伏的合理规划、经济效益等问题备受关注;但与此同时,地区输变电容量出现局部不足、节假日消纳能力不足等难题。因此,需要从产业、区域和项目不同层面,采用定量方法对分布式光伏项目的社会、经济、环境等综合效益进行评估和预测。这将为电力企业、项目开发商以及政府部门制定分布式光伏的规划、投资、建设和运维决策,提供科学依据。

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业务现状及难点

分布式光伏项目具有社会、经济、环境综合效益,涉及多方主体参与,个体差异大。从产业、区域、项目等不同层面开展效益评估,需注重方法的科学性和普适性,以保证评估的规范性和一致性,为各方决策提供支持。


一、不同主体对项目效益关注点不同

·  对资源开发商来说,重点关注经济效益,同时需要掌握碳减排等社会效益。

·  对电网企业来说,综合关注社会、经济、环境效益,侧重电网运行效益,引导分布式光伏发展、支撑分布式光伏开发等。

·  对政府部门来说,关注综合效益,采用综合指标分析成效和趋势,制定发展规划和评估工作。


二、项目综合效益评估因素复杂,量化困难

当前研究存在以下问题:

·  未考虑产业、区域、项目不同统计维度的效益评估。

·  未考虑不同主体的共同关注点和不同侧重点。

·  各研究设计的指标体系存在获取困难、质量难控等问题,缺乏普适性。·  缺少效益预测分析,无法掌握趋势和未来效益。


设计思路

以分布式光伏项目为对象,从经济效益、碳减排效益、电网消峰价值等角度,采用层次分析法等,综合评估项目价值;并基于历史项目价值计算结果,采用聚类分析、神经网络等算法模型,搭建项目价值预测模型,实现拟建设分布式光伏项目的综合价值以及经济、碳减排、消峰等价值的预测。

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*图1 构建技术路线


01 经济效益评价及预测

·  已投运项目:综合采用投资回报期和平准化发电成本(LCOE)来评估项目的经济价值。

·  未投运项目:基于区域分布式光伏发展、运营历史数据以及分布式光伏项目可装机容量、投入成本数据,开展发电功率、消纳能力预测,最终实现项目经济效益评价及预测。

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*图2 已投运电站经济价值评估与预测


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*图3 未投运电站经济价值评估与预测


02 碳减排价值评价模型

即通过建设可再生能源并网发电项目来替代由化石能源占主导的电网产生的同等电量,实现温室气体的减排。在此基础上,后续各年的碳减排量,通过考虑光伏组件功率衰减后各年发电量衰减比进行折算。对于待建设分布式光伏项目,根据项目的基本情况,选择聚类分析模型或者项目上网电网/发电量预测模型,对碳减排进行预测。

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*图4 电站碳减排价值评估与预测


03 配电网运行支撑价值评估

分布式光伏运行对电网运行所产生的支撑价值,主要体现在两个方面,一是消峰价值,即分布式光伏投运,可实现电网峰值负荷的降低,进而可节省相关的电网投资;二是降损价值,即分布式光伏发电量本地消纳所减少的电量损耗。


(1)消峰价值

基于负荷相关系数修正的边际容量成本(LMCC)作为消峰价值指数LRV。其中,LMCC是指节点增加单位负荷引起的支路扩容或者对供电设备的投资增量。以分布式光伏为对象而言,它指的是分布式光伏所支撑的用电单位负荷所产生的电网投资减少成本。


(2)降损价值

分布式光伏项目所产生的降损效益,主要体现在由于负荷本地消纳所降低的电能传输所引起的损耗,与分布式光伏的接入方式、区域网络结构相关。本文在此采用近似计算方法,即考虑理想情况下,设定分布式光伏的月度发电量即为节省的月度电网传输电量,并以区域配网、台区综合线损率为系数,对分布式光伏发电量所减少的损耗进行等效换算。


04 综合评价模型指标及权重设计

综合利用熵权法、专家打分法等方法,对分布式光伏项目价值综合评价模型相关指标进行值及权重设计,最终实现归一化评估计算项目综合价值。

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*图5 综合评价模型指标及权重设计


创新与成效


01 在评估体系方面


·  统筹考虑资源开发商、电网企业和政府部门三方主体,从项目、区域、产业等不同维度,对分布式光伏综合效益评价和预测需求,实现评价体系在资源开发商、电网企业和政府部门三方主体间的一致性和规范性。

·  兼顾指标体系的完整性以及数据获取难度、数据质量等,均衡评价体系的普适性和合理性。

·  在评价体系的基础上,根据不同指标特性,设计对应的预测模型,实现分布式光伏综合效益、关键子指标的预测分析。为开展项目投资规划、运营决策等提供更多价值信息支撑,提升相关工作成效。


02 在业务成效方面

从产业、区域、项目等不同统计维度,对分布式光伏项目产生的社会、经济、环境等效益进行评估和预测,有助于从不同角度为资源开发商、电网企业和政府部门,开展分布式光伏规划、投资、建设和运营等提供了决策支撑。

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