发电机组商业可用性指标研究

2019-11-11董振河

山东电力技术 2019年10期

董振河，董博

（1.中国华电山东分公司，山东济南 250014；2.华电章丘发电有限公司，山东济南 250216）

0 引言

目前评价发电机组性能的指标（如等效可用系数EAF、等效强迫停机率EFOR 等）不能完全反映机组的收益率或盈利能力。在电力市场环境下，每台机组的电价不同、成本不同、技术可用程度不同，其综合盈利能力是不一样的。为更好地反映机组在市场环境下盈利能力，国际上引入了商业可用性指标（Commercial Availability，CA）。这个术语来源于英国，是英国电力工业进行市场化转轨后产生的。发电厂的可利用性只有当发电厂赢利时才对公司有价值，所以只有当市场价格高于成本（投标价）时才对可利用性进行衡量。起初没有用市场价格和电厂成本之差的大小来“加载”CA，所以机组有经济产出的各小时的CA 作用是相同的。随着时间的推移，美国对这个指标进行深入研究，考虑价格与成本之差带来的影响，使CA 演变成为能够准确表达电厂对公司利润影响的一个综合指标，试图衡量电厂所产生的实际利润与潜在利润的关系（利润在此定义为总赢余）。自20 世纪80年代以来，一些国家也开始效仿英国，进行电力工业改革。如欧洲的挪威、芬兰，拉美的阿根廷、南非，以及澳大利亚等，对衡量电厂的可靠性与经济性的指标也开始进行研究，根据各国不同国情，对商业可用性提出了不同的定义。如南非定义为可用容量比率与成本利润率之积，欧洲则定义为年盈亏平衡利用小时与日历小时的比率。因此，在建立商业可用性指标体系过程中，要在研究国际做法基础上，结合我国国情和现有技术可用指标实际应用情况，定义适合的商业可用性指标。

1 基本概念

建立商业可用性指标最重要的是反映机组的综合赢利能力：指标必须能够直接反映机组的盈利能力；指标应具有良好的可比性。

商业可用性指标结构如图1 所示。

图1 可以看出，商业可用性指标试图把可靠性和经济性的相关因素进行整合。由于商业可用性指标处于研究阶段，各国整合的结果不尽相同。基于我国电力体制改革刚刚起步，电力市场竞价规则尚未制定，初步考虑，定义这个概念的基本思路是：根据NERC 指标体系，机组可靠性主要受降出力、非计划停机、计划停机、备用等状态时间的影响，这些状态的影响结果是机组发电量减少。而发电厂经济性的决定因素为上网电量、电价和成本，上网电量受发电量和厂内用电量的影响，发电量代表产品的产量，是发电厂最重要的经济指标，为了折算到一个标准，把发电量按照机组额定容量折算为利用小时。这里的利用小时在市场条件下不再仅仅是机组发电能力的表现，同时它也反映了机组竞争能力的大小。因此，筛选出利用小时、电价、成本3 个代表竞争盈利能力的关键因素，通过下面的方法，整合出一个新的指标，即商业利用率（Commercial Utilization Rate，CUR），其定义为在电力市场环境下，机组或发电企业净盈利利用小时与统计小时的比率。

图1 商业可用性概念结构

2 可用商业利用率建立方法

在市场环境下，发电厂最关心利润。机组或发电厂只有在盈利的情况下谈可用性才有意义。利用财务上盈亏平衡分析方法说明这个指标的经济含义。盈亏平衡分析法是根据企业的产品产量、成本和利润相互关系，确定保本点，然后以保本点为基础，分析各因素变动对利润影响，进行技术经济分析的，因而也称其为量、本、利分析［1］。这种方法已广泛应用于企业经营管理决策或投资方案选择上，是电力市场的理论基础。下文对其基本原理进行阐述。

图2 盈亏平衡分析

图2 为盈亏平衡分析图。横轴表示产品产量（上网电量），纵轴表示成本和收益。总成本线FC 是一条以固定成本F 为截距、以单位可变成本V 为斜率的直线，其关于产量Q 的方程为

该直线和该方程表示不同产量时的总成本。总收益线OR 是一条以产品价格P 为斜率的且过原点的直线。电价是一个以上网电量为权数的加权值，由于在市场环境下不同时段电价是变化的，它是一个质量指标，无法直接进行加总，必须找到一个共同的尺度将各种价格综合到一起，因上网电量与电价有密切的内在联系，取其作为权数计算不同统计周期的综合电价，更能反映电价的准确性和代表性，也便于分析和计算，其方程为

该直线和该方程表示不同产量时的总收益。

总成本线FC 和总收益线OR 的交点B，就是盈亏平衡点。在此点收入与成本相等，既无利润又不发生亏损，意味着机组或企业经营达到保本点。企业如果增加产量，超过这个平衡点就得到一定的利润；相反，减少产量，低于保本点，就会亏损。

可用商业利用率正是基于上述原理，整合产品价格、成本和技术可用性，反映机组或电厂的综合盈利能力。

由式（1）和（2）便得到盈亏平衡时产量为

盈亏平衡时利用小时为

设机组实际利用小时为tUTH，统计期间小时为tPH，则商业利用率定义为

3 指标分析

商业利用小时率，既涵盖了机组或企业经营活动的全部，又充分反映了机组的利用程度，比目前的技术可用性指标（如等效可用系数、等效强迫停运率等）内涵要丰富，解决了这些指标的没有解决的经济性问题，而且采用统计周期为基准，具有很强的可比性。

下面进一步分析比较单位可变成本V、固定成本F、产品价格P 和实际利用小时tUTH变化时tCUR的变化和经济含义［2］。

3.1 单位可变成本V 变化

假设单位可变成本由Va增加到Vb，则QB由原来的QBa上升到QBb，tUTHB需增加，tUTH-tUTHB下降，PCUR下降，说明盈利能力降低，正同成本升高盈利下降吻合，如图3 所示。

图3 可变成本变化时（增加）的情况

图3 可以看出，随着单位可变成本的增加，平衡点B 会向右移动，其对应的产量和利用小时也随之向右移动，在实际产量一定的情况下，实际利用小时tUTH越接近tUTHB，盈利能力会越来越小。由此，得出结论，单位成本增加时，商业利用小时率PCUR会降低。

3.2 固定成本变化

假设固定成本由Fa变化到Fb（增加），则QB由原来的QBa上升到QBb，tUTHB需增加，tUTH-tUTHB下降，PCUR下降，说明盈利能力降低，正同成本升高盈利下降吻合，如图4 所示。

图4 固定成本变化时（增加）的情况

图4 可看出，随着固定成本的增加，平衡点B 会向右移动，其对应的产量和利用小时也随之向右移动，在实际产量一定的情况下，实际利用小时tUTH越接近tUTHB，盈利能力会越来越小。

由此得出结论，固定成本增加时，商业利用小时率PCUR会降低。

3.3 产品价格P 变动

假设价格（如电价）由原来的Pa变化到Pb（减小），则QB由原来的QBa上升到QBb，tUTHB需增加，tUTHtUTHB下降，PCUR下降，说明盈利能力降低，正同电价降低盈利下降吻合（产量不变的情况下），如图5 所示。

图5 价格变化时（减小）的情况

从图5 可看出，随着价格的减小，平衡点B 会向右移动，其对应的产量和利用小时也随之向右移动，在实际产量一定的情况下，实际利用小时tUTH越接近tUTHB，盈利能力会越来越小，图中收益点R 垂直下移。

由此得出结论，价格减小时，商业利用小时率PCUR会降低。

3.4 利用小时变化

假设利用小时由于机组的技术原因不可用造成减小时，相对应的产量Q 也会随之减少，即从Qa降至Qb，则tUTH-tUTHB下降，PCUR下降，说明盈利能力降低，正同产量降低盈利下降吻合（电价不变的情况下），如图6 所示。

图6 利用小时变化（减少）时情况

从图6 可看出，随着利用小时的减小，产量Q 会向左移动，其对应的收益点R 沿总收入直线向下移动，在电价一定的情况下，实际利用小时tUTH越接近tUTHB，盈利能力会越来越小。

由此得出结论，利用小时减小时，商业利用率PCUR会降低。

综上所述，商业利用率能清晰表达机组或企业在市场下的盈利能力，反映机组技术可用性对机组效益的影响，指标符合下列原则：

1）完整性，从技术（利用小时）和市场（电价和成本）两个方面反映机组或企业盈利能力，能反映市场条件下发电企业生产经营的过程。

2）适用性，既能满足评价企业优劣的需要，也能满足可靠性中心管理的需要。

3）可比性，同目前的技术可靠性指标体系一样，不同的电厂和机组之间完全可以相互在不同的时间段内比较。

4）指导性，符合我国目前的电力体制改革模式，未来电力市场施行两部制电价竞价，即容量电价（固定成本部分）不竞争，只施行电量电价（变动成本部分）完全竞争，结算按照综合电价结算，财务管理中的成本分摊方法不会有太大的变化，企业仍然关心的是会计成本，完全符合上述盈亏平衡分析方法，符合中国目前的国情，能够成为企业竞相追逐的目标［3］。

5）可行性，指标计算非常简单，数据易于获取，可操作性强。

4 计算实例

某台300 MW 机组月上网电量为14 940 万kWh，综合厂用电率为5%，发电量为15 726 万kWh，单位变动成本为118元／MWh，固定成本为1 205万元，上网电价为279 元／MWh，月历小时数为720 h。

4.1 指标计算

根据月度实际上网电量、机组容量可折算出该机组实际利用小时tUTH为

式中：QF为实际发电量；QG为额定容量。

根据盈亏平衡产量公式，可求出盈亏平衡时的上网电量为

盈亏平衡时的利用小时为

商业利用率PCUR为

4.2 动态预测

分项测算各个因素变动对指标和利润的影响［4］。

4.2.1 增加利用小时的影响

在本例中，实际利用小时比基期增加1 h，在其他因素不变的情况下，本期（预测期，下同）比基期商业利用率增加为：

式中：ΔL 为增利额；Q1为本期上网电量；Q2为基期上网电量；QG为额定容量；P1为基期电价；V1为基期单位变动成本。

即由于利用小时增加使商业利用率增加0.139%，利润净增4.83 万元。

4.2.2 电价提高的影响

本例中，上网电价由279 元／MWh 提高为280 元／MWh，盈亏平衡点上网电量变化为

盈亏平衡点利用小时减少为：

则商业利用率提高为

式中P2为基期上网电价。

即由于电价提高1 元／MWh，指标提高2.25%，净增利14.93 万元。

4.2.3 变动成本变化的影响

在本例中，单位变动成本由118 元／MWh 降低为117 元／MWh，商业利用率增加幅度同电价变化时的影响一样，也是2.25%。

成本降低意味着增利，增利额为

式中：V1为单位变动成本；V2为基期单位变动成本。

即由于单位变动成本降低1 元／MWh，指标提高2.25%，净增利14.93 万元。

4.2.4 固定费用变化影响

固定费用由1 205 万元增加为1 206 万元，即增加1 万元，商业利用指标变化为

固定资产不随产量变动而变动，所以用基期固定费用减去报告期固定费用后的差额即为对利润的影响。

式中：F1为基期固定费用；F2为报告期固定费用。

把以上各项因素相加起来，商业利用率增幅为4.339%，利润增幅为33.69 万元。

上述计算可看出，利用小时对商业利用率、利润的影响度与电价、变动成本的影响度各不相同。换句话说，利润和商业利用率对利用小时、电价、变动成本的敏感性不同。从盈亏平衡图也可看出，纵坐标（收入、成本）对斜率（电价、单位变动成本）的变化较敏感，对横坐标（产量或利用小时）的变化变动幅度较小。上述因素对指标影响如表1 所示。