基于电量多边交易的风电场发电效能评价方法探讨

文 | 梁志静，万春秋

基于电量多边交易的风电场发电效能评价方法探讨

文 | 梁志静，万春秋

近10年，中国的风电开发建设取得了飞速发展，全产业链逐步成熟，装机容量连续多年世界第一。在风电产业取得丰硕成果的同时，由电网建设与风电开发建设进度的不匹配、风火利益平衡等多种因素造成的弃风限电问题愈演愈烈。2015年甘肃省弃风率达39%，比2014年的11%提高了28个百分点，代表风电场发电收益水平的等效利用小时数也由2014年的1596h下降到2015年的1184h，已经严重低于风电投资盈利平衡点（约1800h），甘肃省风电企业面临全面亏损状态。

为改善以上问题，在国家“开展多方直接交易”政策的指引下，甘肃省开展了各种类型的电量多边交易。据了解，甘肃省2015年新能源企业与连铝等大用户直接交易电量6324万千瓦时，与国家发展改革委核准标杆电价相比，发电收入减少约1486万元，上网电价平均降低约0.24元/ kWh。2015年新能源企业替代兰铝等自备电厂交易电量约13.7亿千瓦时，与国家发展改革委核准标杆电价相比，发电收入减少约4.44亿元，上网电价平均降低约0.33元/kWh，所降价格已经超过电网结算电价，也就是说，风电等新能源以负电价的代价换取了少量发电权。

在电量多边交易参与下，风电上网电量与发电收益不再成正比，等效利用小时数已不能客观地说明风电场的发电收益水平。甘肃省2015年风电等效利用小时数1184h已不能代表风电场的实际发电收益水平。在此背景下，如何客观、科学地评价风电场实际发电收益水平，成为摆在风电生产运营管理工作者面前的一项重要课题。基于此，本文对当前国内各类风电电量多边交易模式进行探讨，在尝试开展基于电量多边交易的风电场发电收益评价工作过程中，提出了“等效上网电量”、“基于标杆电价的等效利用小时数”等概念，希望能够推进评价工作的规范化进程。

风电电量多边交易模式

自2015年3月15日国务院印发《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发〔2015〕9号）以来，电力消纳较为困难的省份（如甘肃、新疆、内蒙等）相继开展了关于电力市场化交易机制的探索，即在电网、发电企业和电力用户之间多方进行的交易。目前，关于风电多边交易类型主要有以下三种：

一、大用户直接交易，即用电大户与发电企业直接进行电能交易。交易方式及特点：符合标准的风电企业和用户之间自主选择，采取双边协商和集中撮合相结合的交易模式，确定交易电量和价格，按照国家规定的输配电价向电网企业支付相应的过网费，并签订电网企业参与的三方合同。

二、自备电厂替代交易，即用电大户自备电厂发电权的交易。交易方式及特点：自备电厂替代交易的方式与大用户直接交易相同，目标是通过建立电量置换机制进一步提高电力系统消纳可再生能源的能力，引导拥有自备电厂的企业在当地负荷低谷期降低自备电厂发电出力，使用可再生能源电量，在负荷高峰期组织等量自备电厂电量上网。

三、跨省跨区外送交易，即电力富余地区通过电网外送通道与缺电地区之间的电力交易。交易方式及特点：跨省跨区外送交易由送电、受电市场主体双方在自愿平等基础上，采取中长期交易为主、临时交易为补充的交易模式，按照“风险共担、利益共享”原则协商或通过市场化交易方式确定送受电量、价格，实现电力富余地区火电与新能源按比例打捆外送。

上述三种交易方式上网电价往往低于国家发展改革委核准的标杆电价，其中大用户直接交易和自备电厂替代交易即为国务院9号文中提到的市场主体的“直接交易”，电价一般较低，其本质为电解铝等高耗能企业提供“优惠电”，2015年甘肃省甚至出现了“负”上网电价的现象，严重影响了风电企业的发电收益。

风电场发电效益评价方法探索

一、风电场发电效益评价方法概述

在风电项目投资建设中，开发商首先请专业的设计单位编制项目的可行性研究报告，报告中包含了项目的风能资源水平、发电能力、工程投资概算、发电收益水平等内容，其中风能资源水平、发电能力和发电收益是决定项目投资价值的重要因素，能源主管部门根据报告中的风能资源水平、发电能力评价结果等来综合确定项目的标杆上网电价。

目前，行业内一般用等效利用小时数来评价风电场发电水平和盈利水平。根据中电联发布的《风电场生产运行统计指标体系（2014版）》，等效利用小时数的定义为：等效利用小时数也称作等效满负荷发电小时数，是指统计周期内风电场发电量折算到总装机容量满负荷运行条件下的发电小时数，计算公式为：

等效利用小时数=风电场发电量/风电场总装机容量。

从以上定义及公式可以看出，年度等效利用小时数决定了风电场的发电水平，其与上网电价共同决定了风电场的发电收益，两者缺一不可。为了实现风电场发电收益的客观评价，需要将年度等效利用小时数折算到标杆上网电价的基准上方有意义。因而，在电量多边交易情况下，因引入市场化机制后，交易电价根据市场环境确定，不再是一个确定数值，导致实际结算电价低于标杆上网电价，这就需要根据实际结算电价与标杆电价的价差，核算出与标杆电价相比的发电收入的损失，进而确定等效电量损失，从而得出等效小时数损失，最终获得基于标杆电价的等效利用小时数。在这个推导过程中，有几个概念需要明确，包括交易价差、发电收入损失、等效上网电量和基于标杆电价的等效利用小时数，定义分别如下：

（一）电量交易价差

电量交易价差是指电量多边交易情况下，实际结算电价与国家发展改革委核准标杆电价的差值，计算公式如下：

电量交易价差=标杆电价-实际结算电价。

其中，因风电上网电价由电网结算电价和国家新能源补贴组成，一般情况下，无论参与何种类型的电量交易，新能源补贴均由国家财政支付，且为固定额度；电量交易价差主要由电网实际结算电价差异造成，所谓电量交易价差即为电网实际结算电价与电网标杆电价的差额。

（二）发电收入损失

发电收入损失是指电量多边交易情况下，实际发电收入与基于国家发展改革委核准标杆电价理论发电收入的差值，计算公式如下：

发电收入损失=国家发展改革委核准标杆电价×上网电量-实际结算电价×上网电量。

（三）等效上网电量

等效上网电量是指电量多边交易情况下，将风电场实际上网电量折算到基于国家发展改革委核准标杆电价基础上的等效电量，计算公式如下：

等效上网电量=实际发电收入/国家发展改革委核准标杆电价；

或为：

等效上网电量=实际上网电量-发电收入损失/国家发展改革委核准标杆电价。

（四）基于标杆电价的等效利用小时数

基于标杆电价的等效利用小时数是指电量多边交易情况下，将理论等效利用小时数折算到基于国家发展改革委核准标杆电价基础上的满负荷发电小时数，计算公式如下：

基于标杆电价的等效利用小时数=等效上网电量/风电场装机容量；

或为：

基于标杆电价的等效利用小时数=理论等效利用小时数-上网电量损失/风电场装机容量。

其中，上网电量损失为电量交易价差导致的风电场上网电量效能的降低，即为发电收入损失与国家发展改革委核准标杆电价的比值。

二、风电场发电效益评价案例及思考

以某风电场项目为例，国家发展改革委核准标杆电价为0.51元/kWh，设其盈利平衡点为1800h。根据2015年实际上网电量，该项目等效利用小时数为1820h，接近盈利平衡点，但因其参与了大用户直接交易和跨省区外送交易，导致实际发电收入比基于标杆电价的理论收入少约110万元，按照标杆电价，相当于上网电量损失210万千瓦时，等效利用小时数损失约70h，基于标杆电价的等效利用小时数仅有1750h，已经低于盈利平衡点，该项目在2015年是亏损的。

针对电量多边交易对风电场盈亏水平产生的影响，以下两项风电场项目投资评价与运营评价的重要课题值得思考：

首先，在风电场项目前期投资效益评估中，是否应该考虑电量多边交易的不确定性，来合理地确定风电场项目投资的盈利平衡点，从风能资源、风电机组出力水平、投资成本、电力市场环境等多方面科学评价风电场项目的投资价值。但是，电力市场化改革尚处于起步阶段，仍有很多不确定性因素，如何合理地确定电量多边交易对投资收益的影响系数，是摆在风电场项目投资效益评估方面的一个重要课题，需要根据不同地区电力市场环境的变化进行反复探索与论证。

其次，等效利用小时数作为评价风电场发电能力和收益水平的一项关键指标，用于集团公司对下属企业的生产考核，风电场项目之间也主要以该指标为标准进行行业内外运营水平和盈利水平的对标。但电量多边交易机制的引入使该指标的价值变得“缩水”，在今后风电场项目考核与对标中，如何规范该项指标的核算方法，进而体现其在风电场项目运营和盈利水平评价中的价值，需要国家电力标准制定部门、行业协会与风电开发企业共同探讨。

结论

在严峻的限电形势下，为了提高发电水平，风电已经提早卷入电力市场化改革的浪潮，衍生了各种类型的电量交易行为，即风电多边交易。风电参与多边交易，看似提高了发电量，实际是以电价降低为代价的，综合考虑各类运维成本和管理成本后，电量多边交易是否实质上提高了风电场的盈利水平，需要客观、科学的评价方法。本文即以风电场等效利用小时数为例，进行了基于电量多边交易的风电场发电效益评价方法的探索。

等效利用小时数是评价风电场发电水平和盈利水平的一项综合指标，其对风电场发电效益的影响是与国家发展改革委核准的上网标杆电价成正比关系的，电量多边交易机制的引入导致风力发电实际结算电价低于标杆电价，风电场发电收入不再与等效利用小时数成正比，因而需要将风电场实际上网电量折算到基于标杆电价的等效电量，获得基于标杆电价的等效发电小时数。

本文简要介绍了基于标杆电价的等效利用小时数的核算方法，并从实际风电场案例核算结果发现，电量多边交易对风电场的盈利水平产生了较大的影响。在标杆电价核算方式下能够盈利的风电场，因电量多边交易造成了风电场较多的发电收入损失，风电场项目实质出现了亏损。同时，针对电量多边交易对风电场盈亏水平产生的影响，提出了风电场项目投资评价与运营评价的重要课题，期待与行业同仁共同探索解决。

（作者单位：中节能风力发电股份有限公司）