特定電力市場(chǎng)環(huán)境下抽水蓄能電站經(jīng)營(yíng)策略分析

朱朱 陳愷 謝會(huì)玲 林偉

（中國(guó)電建集團(tuán)福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司 福建福州 350001）

0 引言

抽水蓄能電站可以實(shí)現(xiàn)削峰填谷、緊急事故備用、調(diào)頻調(diào)相等功能，可以提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性及改善其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。目前由于電力市場(chǎng)機(jī)制尚不成熟，抽水蓄能電站的發(fā)展受到電價(jià)政策、利益機(jī)制等問(wèn)題的影響，其收益無(wú)法得到很好的保障，抽水蓄能電站企業(yè)的開發(fā)積極性也受到一定影響。在競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)形成后，抽水蓄能電站將主要通過(guò)提供輔助服務(wù)及抽發(fā)電量電價(jià)差獲利，抽水蓄能電站企業(yè)面臨經(jīng)營(yíng)策略選擇問(wèn)題。如果僅參與電量市場(chǎng)競(jìng)價(jià)或輔助服務(wù)收入比例低，則抽水蓄能電站只有在峰谷電價(jià)差足夠大，且發(fā)電運(yùn)行小時(shí)數(shù)達(dá)到一定水平的情況下，才可能獲得期望收益水平。

抽水蓄能電站替代火電機(jī)組上網(wǎng)時(shí)，替代火電機(jī)組在峰荷位置運(yùn)行。因此，抽水蓄能電站的上網(wǎng)電價(jià)可考慮等同于電力系統(tǒng)中相應(yīng)位置上火電站測(cè)算的邊際成本上網(wǎng)電價(jià)。本文以福建省某抽水蓄能電站為例，研究峰荷機(jī)組火電邊際成本作為上網(wǎng)電價(jià)時(shí)抽水蓄能電站收益率與抽水電價(jià)的關(guān)系。

1 抽水蓄能電站經(jīng)濟(jì)特性

以福建省內(nèi)某抽水蓄能電站為例，電站裝機(jī)容量4×300 MW，為日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站，日蓄能量720 萬(wàn)kWh。項(xiàng)目可研靜態(tài)總投資54.1 億元，單位千瓦投資約4 512 元?？紤]運(yùn)行費(fèi)用比率2%，投資內(nèi)部收益率按8%，該抽水蓄能電站單位千瓦不同運(yùn)行小時(shí)數(shù)度電成本測(cè)算見圖1。該抽水蓄能電站裝機(jī)發(fā)電小時(shí)從400 h 增至2 000 h，其單位度電成本與發(fā)電小時(shí)數(shù)呈明顯反比關(guān)系，從1.416 元降至0.283 元。且電站裝機(jī)利用小時(shí)從400 h 增至1 000 h，其相應(yīng)單位電度成本降低速度明顯高于裝機(jī)利用小時(shí)1 000 h 以上時(shí)抽水蓄能電站單位電度成本的降速。

2 峰荷機(jī)組火電邊際成本

考慮福建省內(nèi)火電站裝機(jī)1 200 MW，建設(shè)期3 年，生產(chǎn)運(yùn)行期30 a?？偼顿Y估算為54.1 億元（考慮單位投資4 200 元/kW），其中，資本金約13.5 億元占比25%；貸款資金約40.6 億元，占比75%。火電發(fā)電成本包括：折舊費(fèi)、燃料費(fèi)、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)、水費(fèi)、材料費(fèi)、財(cái)務(wù)費(fèi)用等。具體的成本測(cè)算參數(shù)如表1 所示。

表1 火電發(fā)電成本參數(shù)一覽

由于該抽水蓄能電站裝機(jī)容量支持工作機(jī)制為 “抽八發(fā)六”，結(jié)合火電在峰荷和腰荷位置運(yùn)行時(shí)的發(fā)電小時(shí)數(shù)，假定火電站資本金內(nèi)部收益率達(dá)到8%的基準(zhǔn)收益率情況下，日發(fā)電小時(shí)數(shù)分別達(dá)到1 h～6 h 時(shí)的上網(wǎng)電價(jià)如表2 所示。

表2 福建峰荷火電機(jī)組上網(wǎng)電價(jià)測(cè)算表（內(nèi)部收益率8%）

可見，在保證火電廠收益率8%的基礎(chǔ)上，隨著火電廠日發(fā)電小時(shí)數(shù)的增加，火電廠承擔(dān)峰荷的位置逐漸下降。此時(shí)，燃料費(fèi)單位成本不斷降低，上網(wǎng)電價(jià)也隨之降低。因此，如果抽水蓄能電站發(fā)電小時(shí)數(shù)增加，則在電力系統(tǒng)中承擔(dān)的負(fù)荷位置越低，上網(wǎng)電價(jià)也就越低。

3 抽水蓄能電站經(jīng)營(yíng)策略分析

抽水蓄能電站在提供調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)時(shí)需占用電站部分容量及使用時(shí)間，降低電站利用小時(shí)數(shù)。因此在電力系統(tǒng)不同運(yùn)行工況、不同市場(chǎng)環(huán)境下，抽水蓄能電站電量收益與輔助服務(wù)收益是動(dòng)態(tài)變化調(diào)整的。

在上述峰荷機(jī)組火電邊際成本、抽水蓄能電站成本條件下，峰荷機(jī)組火電邊際成本作為上網(wǎng)電價(jià)情況下不同抽水電價(jià)時(shí)抽水蓄能電站收益率如圖2 所示。

圖2 峰荷機(jī)組火電邊際成本作為上網(wǎng)電價(jià)情況下不同抽水電價(jià)時(shí)抽水蓄能電站收益率

可見，在抽水蓄能電站以峰荷機(jī)組火電邊際成本作為上網(wǎng)電價(jià)情況下，存在一個(gè)臨界值約0.195 元/kWh。在抽水電價(jià)高于0.195 元/kWh 時(shí)，抽水蓄能電站收益率隨著發(fā)電利用小時(shí)數(shù)的提高而降低；在抽水電價(jià)低于0.195 元/kWh 時(shí)，抽水蓄能電站收益率隨著發(fā)電利用小時(shí)數(shù)的提高而提高。當(dāng)抽水電價(jià)高于0.195 元/kWh 時(shí)，抽水蓄能電站應(yīng)減少發(fā)電利用小時(shí)數(shù)，以提供輔助服務(wù)為主，提高抽水蓄能電站收益率；當(dāng)抽水電價(jià)低于0.195 元/kWh 時(shí)，抽水蓄能電站宜盡量爭(zhēng)取發(fā)電量，以提高抽水蓄能電站收益率。

4 結(jié)語(yǔ)

抽水蓄能電站在電力市場(chǎng)形成后可通過(guò)提供輔助服務(wù)及抽發(fā)電價(jià)差獲取收益。在抽水蓄能電站僅參與電量市場(chǎng)競(jìng)價(jià)或輔助服務(wù)收入比例低的情況下，抽水蓄能電站要獲得期望收益水平，需保證電站運(yùn)行小時(shí)數(shù)達(dá)一定水平并且抽發(fā)電量電價(jià)差足夠大。

在考慮抽水蓄能電站替代火電機(jī)組在峰荷位置運(yùn)行，其上網(wǎng)電價(jià)考慮等同于電力系統(tǒng)中相應(yīng)位置上火電站測(cè)算的邊際成本條件下，當(dāng)抽水蓄能電站抽水電價(jià)高于臨界值0.195元/kWh 時(shí)，電站收益率與發(fā)電利用小時(shí)數(shù)負(fù)相關(guān)，電站應(yīng)以提供輔助服務(wù)為主，減少發(fā)電利用小時(shí)數(shù)；反之電站收益率與發(fā)電利用小時(shí)數(shù)正相關(guān)，宜盡量爭(zhēng)取發(fā)電量，以提高抽水蓄能電站經(jīng)濟(jì)效益。