电力市场概论张利电子课件7第七章发电投资分析.ppt

第七章 发、输电投资分析,发电投资分析是对拟决策的发电厂建设方案从技术上和经济上进行定性与定量的分析、计算、对比和评价主要包括： 针对单一发电厂，分析投资者如何决定开建新电厂，即分析投资者决策的影响因素； 分析尚在寿命期内，但经营状况恶化、效益不好电厂的退役问题； 发电容量投资的激励机制 输电容量投资所应遵循的基本经济原则和投资机制改革,一、引 言,1. 技术方案的经济评价 为判断工程项目在经济上是否可行，需将项目的开支与项目的收益进行对比 需要考虑资金的时间价值 贴现率 现值为P 的资金，投入到某个项目中n年以后，资金将增值为,二、发电投资的技术经济分析基础,,,内部回报率法（Internal Rate of Return Method，IRR） ----动态评价法 就是项目在计算周期内的所有投入资金和所得收益正好抵消时的回报率 当某项目的内部回报率大于该行业可接受的基准回报率（MARR）时该项目才值得投资,,2、发电投资分析 投资建电厂必须带来满意的利润： 估算电厂运行的长期边际成本 预测电厂销售电力商品的价格 预测的电价长期运行的边际成本 －－商业化的发电容量扩展 基于期望运行年限做出决策，发电机组一般为20-40年,假设 每年的投资和收益都集中发生在年末 建设成本是一次性投入的，忽略建设的年限 发电投资决策的内部回报率平衡方程 影响回报率大小的因素：设备利用率，电价,,诸多不确定性因素影响着收益和成本： 影响成本的： 建设周期是否提前或延误 火电厂运行期间燃料价格的波动等 影响价格的： 需求的不确定性， 新竞争者又进入市场 更先进、高效发电技术的出现 拥有燃料供应和电力销售的长期合同，可降低投资电厂的风险。

3、发电机组的退役 发电厂的实际使用寿命不一定等于设计使用寿命 当电厂的收益持续低于它的运行费用，且市场形势又不见有好转的迹象，这个电厂就必须退出运行 可产生影响的因素 电厂将来的收益和机组运行成本的前景 电厂的技术改进或淹没成本 可回收成本（如电厂占用的土地成本等）可作为收益,例7.1：建设火电厂的投资决策分析 发电投资项目的参考数据 忽略机组的启动成本和维护成本，设备利用率为80% 采用内部回报率方法（Internal Rate of Return Method，IRR）估算该电厂的收益率（也称贴现率）进行如下投资分析： （1）若平均预测电价为32$/MWh，分析在最小可接受的回报率为12%的情况下，建设一个新电厂（500MW火电厂）的可行性； （2）若最小可接受回报率为12％，求出售电力商品的平均价格最小应为多少? （3）假设该电厂运行15年后，遇到了经营难题：低硫煤的价格上涨到2.35$/MBtu；当地政府开始对燃煤电厂加收1.00$/MWh的环境税；并且，由于更多高效机组的投入运行，市场的平均电价下降到23.00$/MWh请分析该电厂此后的运行状况并做出经营决策； （4）在（3）的基础上，如果选择用价格仅为1.67$/MBtu的高硫煤代替低硫煤，并安装价值$50,000,000的脱硫设备（安装时间为1年），分析这种改造投资是否值得。

注意此时热耗增加到约11,500$/MBtu问题一的计算过程 投资成本： TCR=1020$/kW×500MW=510,500,000$ 每年的发电量： Q=0.8×8760h/y×500MW=3,504,000 MWh 每年的发电成本为： CF=Q×9419.2Btu/kWh×1.25$/MBtu=41,256,096$ 每年的收益为：Q×π=3,504,000MWh×32$/MWh=112,128,000$,由 可得 运用EXCEL表可完成内部回报率计算,,,问题二的计算 由 代入数据，有 解得：电价不能低于29.8$/MWh,,,问题三的计算：考察收益的变化情况 边际发电成本： 2.35$/MBtu×9419.2Btu/kWh+1$/MWh ＝23.135$/MWh 年损失： （23.135-23.00）$/MWh×0.8×500MW×8760h/y ＝473,040 $ 机组应提前退役,问题四的计算：考虑技术改进的可能性 边际发电成本： 1.67$/MBtu×11500Btu/kWh+1$/MWh ＝20.205$/MWh 年生产费用： CF = 20.205$/MWh ×0.8×500MW×8760h/y ＝70798320$ 电厂剩余15年的经济状况,经计算净现值，这一技改投资是有意义的,4、周期性需求的影响 当考虑发电容量投资时，我们并不关心负荷曲线的峰值和低谷发生的确切时刻，而需要知道每年多少小时负荷低于指定值。

持续负荷曲线：纵坐标表示系统的负荷，横坐标表示低于该负荷的时间占研究周期的比率曲线上的点表示系统有比率t的时间负荷小于或等于x 图7.3表示某省2005年的持续负荷曲线： 系统负荷最高约为23000MW 在8760h中负荷超过20000MW的时间不到6％ 需求对发电的影响 要满足全部负荷，装机容量必须大于最大负荷，因此，不是所有的发电机都能达到期望、一致的利用率，峰谷差越大，设备利用率的差别就越大 发电便宜的机组比发电昂贵的机组利用率要高 低需求时的竞争比高需求时激烈 持续价格曲线基本上与持续负荷曲线的形状相似,低效高边际成本机组的情况 这类机组不能完全基于短期边际成本定价，如果要维持运行，它们的报价就必须包括固定成本 例：一座燃烧原油的、额定功率为50MW的发电厂的分析电厂的热耗率为12000Btu/kWh，燃料费为3.00￥/Mbtu由于它的效率低，近年来仅在极高负荷时运行 分析： 电厂的固定成本为280,000/y 估计电厂可收回它的所有成本的最低报价： 发电量×报价 ＝固定费用+产量×热耗×燃料费用,假设机组以最大容量运行，用运行小时数作为变量，计算其保证成本回收的最低报价,如果机组每年仅运行5小时，最低报价将超过1000 $/MWh。

而电厂的边际发电成本为36$/MWh 在一年中的少数时间里，它完全可能成为这一时期内消费者最后的唯一选择，所以消费者只能接受这一价格 用这种方法确定价格的边际机组的厂商，需要估计电厂每年可能的运行小时数 这类电厂的运行受许多不确定性因素的影响,除电价、设备利用率、成本、环境因素等以外，还有哪些因素应考虑？ 电厂的位置、类型 应该建设何种类型的机组？ 峰荷机组 腰荷机组 基荷机组 运用组合发电技术满足整个负荷要求是最经济的做法,,市场模式下：合理的定价规则是非常重要的 价格不仅应反映出建设容量的大小和运行时间长短等信号，而且也应该反映出需要建设的各类机组的容量基荷电厂的价格应体现正确选择厂址的价值 分散的市场参与者在理论上应该有与垄断模式下新建同样数量和同样类型容量的动机区别在于：垄断模式下依赖于内部的定量化决策，而竞争性电力市场依赖于外部的价格信号和利润刺激在供电时，我们必须考虑消费者购买电力商品对可靠性的要求这意味着，当消费者需要电力商品的时刻，供给应满足及时性考虑到故障或维修安排，电力系统必须具有比满足峰值更多的可用发电容量提高这个容量值在某种程度上就提高了系统的可靠性三 发电投资的激励机制,1、电价驱使的发电容量扩建 一种观点：市场机制能够自动形成发电容量规模的最佳水平。

过度干预会使市场价格发生畸变和激励信号失灵，因此管制性的统一预测和补贴会导致投资过多或不足，难以达到最经济的市场效率 电力供给函数（电价）的特点 尖峰电价的意义： 成为发电容量不足的信号，引导发电投资 提高消费者对价格信号的敏感度：需求响应、规避风险,关于该机制的讨论 理论上可实现发电容量市场的均衡 存在的问题：ISO，消费者，发电商 根本一点：消费者购电的同时要求供电的可靠性,仿真研究表明，从获得建设许可到建设新电厂的时间可能会导致市场的不稳定与负荷需求的渐进增长形式不同，发电容量变化往往有繁荣增长期与萧条期的交替循环发电容量的短缺造成电价升高，促进电厂建设的繁荣这种繁荣导致容量过剩电价降低，只有当这种过剩缓解后才能重新带动扩建电厂的积极性这种长期的繁荣与萧条交替循环对生产者和消费者都是不利的 总之，仅依靠电力市场和尖峰电价的作用是不能很好地使发电容量充足的这种方法假设消费者仅购买电力商品且将它看成是商品的交易实际上，消费者购买的不仅是电力商品而且是一项有一定可靠性的供电服务2、容量电价 容量和能量的分离是电力的特点 将短时由于电力短缺造成的电价剧升所产生的额外收益支付给可用发电容量。

该支付应与每台机组的可用容量成比例，这些容量支付形成从电能市场中分离出来的容量收益，该收益至少应包括新增发电机组的部分投资，鼓励发电公司保持机组容量可用通过提高总体的可用发电容量，上述支付可用容量的费用会减少但不能消除电力短缺产生的可能性 有更多的用于发电的容量也加强了市场的竞争，同时起到调整电能市场价格的作用此时发电投资风险由电力用户分摊在短期内，这种峰值电力商品成本的社会化对市场参与者规避风险是有益的而从长期角度看，这种方法将削弱追求经济效益的激励机制，即造成过多的资本投入到发电容量的扩建，而需求侧管理不可能有很多投入 存在的问题： 没有明确的方法来决定投入到可用容量的总资金，即每千瓦装机容量的价格难以确定； 每台发电机按多少可用容量支付，怎么支付，将是无休止的争论 因为容量支付不与任何性能指标相联系，实际上它们增强可靠性的效果不是很明显具体做法 英国电力市场 东北电力市场 容量电价单一划分3、容量市场（义务） 由权威部门设定发电充足度的目标和满足这一目标需要的发电容量所有的电力零售商和大用户（即所有购电实体）有义务在规定的容量市场中购买为满足这一目标所需的份额 相关的重要问题： 最基本的问题是市场的时段划定，也就是计算每个零售商的容量责任所对应的时间长度。

容量评估方法的选择需采用适当的方法和指标评估和激励发电机组的连续运行 对不履行义务者的惩罚：对不履行这一责任的购电者应实施一定的惩罚措施容量电价与容量市场的比较： 容量市场规定了备用容量的数量 容量电价将其转化为关于容量的价格,3、可靠性合同 理论上讲，每个消费者应该自由、独立地决定他应为可靠性支付多少费用在成熟的电力市场中，可以通过与发电厂签订一个确保在一定可靠性水平下发电的长期合同，激励发电厂扩建容量以达到或保持其期望的可靠性水平 只有电力市场发展很成熟且这种方法可行时，集中管理者（如系统管理员或操作员）才可能代表消费者购买可靠性合同 这种合同应是最基本的带有不履行就进行必要惩罚的长期期权集中管理者以可靠性标准决定购买合同的总量Q并设定合同的出清价格s，同时也要设定合同的时间期限清除价格s的制定：可设为比可能被调用的最贵的机组的边际成本高25% 例： 机组以保险费p出售数量qMW 其收益：在合同持续的每时段内收入pq 电价πs时，向消费者返还(π－s)·q； 若所发电量为gq，则支付额外惩罚pen·(q-g),可靠性合同有如下特征： 由于高度灵活和不确定的收益由来自期权的稳定收益所取代，所以可靠性合同减少了边际发电机组所面临的风险。

集中管理者能设定被拍卖的合同数量在一定的水平上，以达到预期的可靠性水平 发电容量缺乏引起的高电价期盈利减少，促使发电机组保持或提高机组的可用率在高电价期由于发电不足，机组将面临惩罚以促使发电机尽量减少对不可靠机组的使用消费者通过支付多于电能成本的费用，规避了高价的风险直接面对容量付费和容量市场时用户的收益难以明确，而通过可靠性合同，用户实际上通过拍卖竞争得到了一份容量的保险 因为出清价格的设定显著高于电能的竞争价格，仅当系统容量不足时，期权才发挥作用，这样对正常电能市场的干扰可以降低到最小的程度提高输电能力，有利于市场竞争，因此发电和输电的运行、规划应该协调、有计划地进行 厂网分离是开放电力市场和确保公平竞争所必需的，合理的输电定价将成为整个系统高效运行的关键 输电投资机制 输电投资。