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风力发电风险识别及建模评价分析

2014-03-22尹浙鸣

科技与创新 2014年2期
关键词:风力发电风险识别评价

尹浙鸣

摘 要:以洞头县风力发电项目为例,运用AHP和模糊分析法对风力发电项目的实施风险进行了评估,为针对性地进行风险预防打下基础,以确保风力发电项目的成功实施,为其他风力发电项目风险控制提供参考依据。

关键词:AHP层次模糊;风力发电;风险识别;评价

中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)02-0024-02

风力发电已成为了最有潜力的新能源应用技术,它是实现能源可持续发展的重要措施。在现有投资体制下,风电投资热情高涨,但风电发展受到了宏观经济和自然条件的限制,在选址规划、开发建设和运营的过程中,遇到了很多风险,使得风电项目实施存在诸多不确定性。目前,还缺乏成熟的风电项目风险管理评价体系对它的实施进行有效指导。这就需要我们对风力发电项目进行风险的有效识别,并提出相应的风险防范对策,确保风电项目的经济、社会效益。

1 风险识别

风力发电项目建设资金缺口较大,影响选址规划的因素较多,建设周期较长,在项目评价与实施的过程中,随时出现各种不可预测的不确定因素,且这些因素会贯穿于整个项目的始终,因此,有必要对该项目作详细的风险分析,进一步评估该项目的风险。本文通过AHP层次模糊分析法对风力发电风险评价指标建模,并对其进行评价和分析,确定该项目的风险水平,为下一步风险预控作准备。

1.1 可行性研究与方案设计阶段

由于我国发电项目基本采用的是国有资金,所以,该项目的实施受国家政策的影响较大,主要投资主体为各发电集团或各省市投资公司等。目前,政策规定风电项目不参与电力市场的竞争,政府在税收、电价、融资准入方面对风电给予了特别的优惠。由于政府政策风险具有不可抗力,所以,它对风电场的经营同样有影响,这是很难人为去控制的。如何防范发电项目建成、运行后的政策风险,是风电项目选址规划必须关注的焦点。

目前,发电项目前期市场调查所获取的信息不准确,发电项目在论证时采用的研究方法、可行性研究方法选择不当,投资估算就会出现偏差,计算方法可能也会对结果产生一定的影响,因为这里有太多的不确定性。由于风电项目方案设计人员实际操作经验不足,风电建设单位缺少专业人才,必然会导致设计方案存在不确定风险或评估不够准确。这些不确定因素一旦在运营后发现,就可能会对风电项目造成严重的影响。

1.2 施工建设阶段

建设质量、进度和费用三方面的风险是风电项目施工阶段的重中之重。由于风力发电机组需要进行相关的高空作业安装,例如安装风力发动机、叶片和转动装置一旦失控,必然会对现场施工人员造成危害,这也是对发电项目能否顺利运行的巨大考验。风电建设正在高速发展, 但是,目前相关设备生产、设计的供给能力是有限的,如何在工期要求内让设备能够正常供应,供货能力的风险是必须考虑的。由于风电技术在国内还不是特别成熟,许多设备需要特制或是进口,施工所需的与风电相关的部分设备需要通过长距离的运输才能运送到施工现场,这需要对运输过程中出现的风险进行考虑。

1.3 运行阶段

在运行阶段,必须要注意由于政府调控电价而产生的风险。由于风力发电运行的不稳定性和反调峰性,这可能会加大风力发电的成本,而且风力发电的上网电价按照目前政策的规定是采用政府指导价进行收费的。在风力电价一定的情况下, 如果随着技术的成熟和发展使得电价下降,如何确保风力发电能够长期、稳定、顺利运行,已成为我们关注的重点。因为风力发电属于新事物、新能源,很多事情都是领导决定的,一旦人事调动,必然会出现风力发电合同履行不到位的情况,所以,它产生的合同风险也是必须要考虑的。

风力发电的自然条件许多时候是不可预见的,例如出现长期无风的情况或沙尘暴天气增多,都会造成停电。一旦停电,如何确保风力发电正常运行也是必须要考虑的风险因素。

2 案例背景

洞头县风力发电项目位于浙江省洞头县,风电场建设规模为18×750 kW风力发电机组,总装机容量为13.5 MW,配套建设一座35 kV的升压变电站。风电场总投资17 672.85万元,静态投资16 281.82万元,动态投资16 787.80万元,35 kV送出工程投资885.05万元。项目2008-01-23开工,首台机组于2008-11-25并网试运行,全部18台机组于2009-03-26全部并网,投入商业试运行。

项目建成后,设计年上网电量1.705×107 kW·h。按火力发电标准煤耗350 g/kW·h计算,每年可为国家节省标煤5 975 t,相应可减排二氧化碳约1 1391 t/a,二氧化硫约104 t/a,二氧化氮约41 t/a,烟尘约535 t/a,减少的灰渣约2 071 t/a。此外,还可节约淡水5.0×104 m?/a,并减少相应的废水排放和温排水,环境效益十分显著。当然,该项目建设是调整地方能源结构、实施能源可持续发展的有效手段,它不仅促进了当地旅游业的发展,而且还有助于地方产业结构的调整,促进经济发展,具有良好的社会效益和综合经济效益。另外,风力发电场在生产过程中,不排放任何有害气体和固体废弃物,环境效益显著。

3 基于AHP模糊集成法构建风险评价模型

3.1 风力发电项目实施风险指标权重设定

根据对洞头县风力发电项目实施风险因素的分析和建立风险评价指标的设计原则,结合风电项目的特点,运用AHP层次分析法建立目标层,为风力发电项目实施风险评价。一级指标分为规划建设风险、管理风险、市场财务风险三方面,同时,一级指标下属二级指标(共12个指标)。风力发电项目实施风险的层次指标模型如图1所示。

3.2 确定风险因素的权重

在风力发电项目实施过程中,它所涉及的风险因素的重要程度有所不同。为了能够定量分析该风险的重要程度,本文应用AHP层次分析软件来确定项目风险指标的权重,由10位熟悉风电工程项目专家组成评估小组,通过比较风电项目各项指标间的两两重要程度,采用9-1标度法对准则层和指标层的各因素进行打分,赋予每个风险因素以相应的权重,为进行定量分析打下基础。

3.3 各层次判断矩阵的构建

AHP模糊层次法主要是通过构造、判断矩阵建立风电项目评价模型,对其进行风险评价、分析。具体步骤如下:①将同层次中的各因素与上一层次中的某因素两两进行比较,判断其重要程度,确定一个比值,填入矩阵中,就得到了一个判断矩阵;②构造完判断矩阵,必须对其一致性进行检验。

根据指标体系建立A1,B1,B2,B3四个判断矩阵,由于篇幅限制,这里只列出A1判断矩阵。由AHP软件得到各层次的判断矩阵,如表2所示。

3.4 模糊综合评价

由于风力发电项目风险因素繁多,重要程度也不一样,过多的不确定性导致建立的评价指标体系具有多层次的结构特点。因此,这里对多层次模糊综合评价模型进行评价。

第一步:确定评语集;

V=[V1,V2,V3,V4,V5]=[风险高,风险较高,风险中等,风险较低,风险低]

第二步:确定评价指标的权重。由上述层次分析法确定的各评价指标的权重向量为:

W=[0.2,0.3,0.5],W1=[0.4,0.25,0.15,0.2],

W=[0.2,0.4,0.4],W3=[0.3,0.28,0.14,0.12,0.16]

第三步:确定各个风险因素的评价矩阵。由专家打分法确定风力发电项目实施的风险因素等级,这里给出各个指标的评价矩阵:

, ,

.

第四步:确定各层的综合评价。根据上述各指标权重和评价矩阵得出各层的综合评价结果:

=[0.135,0.295,0.250,0.230,0.090].

=[0.11,

0.42,0.27,0.14,0.06].

=[0.071,0.253,0.321,0.265,0.090].

第五步:进行综合评价。对风力发电项目实施风险进行综合评价,其综合评价结果如下:

=[0.096,0.312,0.292,0.2220,0.080].

从上述矩阵结果中可以看出,0.312最大。由评价结果可得,整个风力发电项目实施风险相对较小。

4 结束语

风力发电项目实施风险的综合评价是一个比较复杂的问题,它涉及很多方面。在洞头县风力发电项目的实施过程中,通过对风力发电项目实施过程的风险进行分析,建立了洞头县风力发电项目实施风险综合评价的三大指标体系和12个具体评价指标,以期为今后同类型的项目提供参考。

图1 风力发电项目实施风险指标

表2 A1判断矩阵

A1 B1 B2 B3 W B5

B1 1 1/2 1/3 0.2 λ=3.009

B2 2 1 1/2 1.3 CI=0.005

B3 3 2 1 0.5 CR=0.009

参考文献

[1]成晓燕.风力发电场建设中的危险源辨识与应急管理[J].电网与清洁能源,2010(12).

[2]周艳芬,耿玉杰,吕红转.风电场对环境的影响及控制[J].湖北农业科学,2011(13).

〔编辑:白洁〕

Risk Identification and Modeling of Wind Power Evaluation and Analysis

Yin Zheming

Abstract: Dongtou wind power projects, for example, the use of AHP and fuzzy risk analysis method for implementing wind power projects were assessed for risk prevention targeted to lay the foundation to ensure the successful implementation of wind power projects, and for other wind power project risk control provides reference.

Key words: AHP level fuzzy; wind power; risk identification; evaluation

3.3 各层次判断矩阵的构建

AHP模糊层次法主要是通过构造、判断矩阵建立风电项目评价模型,对其进行风险评价、分析。具体步骤如下:①将同层次中的各因素与上一层次中的某因素两两进行比较,判断其重要程度,确定一个比值,填入矩阵中,就得到了一个判断矩阵;②构造完判断矩阵,必须对其一致性进行检验。

根据指标体系建立A1,B1,B2,B3四个判断矩阵,由于篇幅限制,这里只列出A1判断矩阵。由AHP软件得到各层次的判断矩阵,如表2所示。

3.4 模糊综合评价

由于风力发电项目风险因素繁多,重要程度也不一样,过多的不确定性导致建立的评价指标体系具有多层次的结构特点。因此,这里对多层次模糊综合评价模型进行评价。

第一步:确定评语集;

V=[V1,V2,V3,V4,V5]=[风险高,风险较高,风险中等,风险较低,风险低]

第二步:确定评价指标的权重。由上述层次分析法确定的各评价指标的权重向量为:

W=[0.2,0.3,0.5],W1=[0.4,0.25,0.15,0.2],

W=[0.2,0.4,0.4],W3=[0.3,0.28,0.14,0.12,0.16]

第三步:确定各个风险因素的评价矩阵。由专家打分法确定风力发电项目实施的风险因素等级,这里给出各个指标的评价矩阵:

, ,

.

第四步:确定各层的综合评价。根据上述各指标权重和评价矩阵得出各层的综合评价结果:

=[0.135,0.295,0.250,0.230,0.090].

=[0.11,

0.42,0.27,0.14,0.06].

=[0.071,0.253,0.321,0.265,0.090].

第五步:进行综合评价。对风力发电项目实施风险进行综合评价,其综合评价结果如下:

=[0.096,0.312,0.292,0.2220,0.080].

从上述矩阵结果中可以看出,0.312最大。由评价结果可得,整个风力发电项目实施风险相对较小。

4 结束语

风力发电项目实施风险的综合评价是一个比较复杂的问题,它涉及很多方面。在洞头县风力发电项目的实施过程中,通过对风力发电项目实施过程的风险进行分析,建立了洞头县风力发电项目实施风险综合评价的三大指标体系和12个具体评价指标,以期为今后同类型的项目提供参考。

图1 风力发电项目实施风险指标

表2 A1判断矩阵

A1 B1 B2 B3 W B5

B1 1 1/2 1/3 0.2 λ=3.009

B2 2 1 1/2 1.3 CI=0.005

B3 3 2 1 0.5 CR=0.009

参考文献

[1]成晓燕.风力发电场建设中的危险源辨识与应急管理[J].电网与清洁能源,2010(12).

[2]周艳芬,耿玉杰,吕红转.风电场对环境的影响及控制[J].湖北农业科学,2011(13).

〔编辑:白洁〕

Risk Identification and Modeling of Wind Power Evaluation and Analysis

Yin Zheming

Abstract: Dongtou wind power projects, for example, the use of AHP and fuzzy risk analysis method for implementing wind power projects were assessed for risk prevention targeted to lay the foundation to ensure the successful implementation of wind power projects, and for other wind power project risk control provides reference.

Key words: AHP level fuzzy; wind power; risk identification; evaluation

3.3 各层次判断矩阵的构建

AHP模糊层次法主要是通过构造、判断矩阵建立风电项目评价模型,对其进行风险评价、分析。具体步骤如下:①将同层次中的各因素与上一层次中的某因素两两进行比较,判断其重要程度,确定一个比值,填入矩阵中,就得到了一个判断矩阵;②构造完判断矩阵,必须对其一致性进行检验。

根据指标体系建立A1,B1,B2,B3四个判断矩阵,由于篇幅限制,这里只列出A1判断矩阵。由AHP软件得到各层次的判断矩阵,如表2所示。

3.4 模糊综合评价

由于风力发电项目风险因素繁多,重要程度也不一样,过多的不确定性导致建立的评价指标体系具有多层次的结构特点。因此,这里对多层次模糊综合评价模型进行评价。

第一步:确定评语集;

V=[V1,V2,V3,V4,V5]=[风险高,风险较高,风险中等,风险较低,风险低]

第二步:确定评价指标的权重。由上述层次分析法确定的各评价指标的权重向量为:

W=[0.2,0.3,0.5],W1=[0.4,0.25,0.15,0.2],

W=[0.2,0.4,0.4],W3=[0.3,0.28,0.14,0.12,0.16]

第三步:确定各个风险因素的评价矩阵。由专家打分法确定风力发电项目实施的风险因素等级,这里给出各个指标的评价矩阵:

, ,

.

第四步:确定各层的综合评价。根据上述各指标权重和评价矩阵得出各层的综合评价结果:

=[0.135,0.295,0.250,0.230,0.090].

=[0.11,

0.42,0.27,0.14,0.06].

=[0.071,0.253,0.321,0.265,0.090].

第五步:进行综合评价。对风力发电项目实施风险进行综合评价,其综合评价结果如下:

=[0.096,0.312,0.292,0.2220,0.080].

从上述矩阵结果中可以看出,0.312最大。由评价结果可得,整个风力发电项目实施风险相对较小。

4 结束语

风力发电项目实施风险的综合评价是一个比较复杂的问题,它涉及很多方面。在洞头县风力发电项目的实施过程中,通过对风力发电项目实施过程的风险进行分析,建立了洞头县风力发电项目实施风险综合评价的三大指标体系和12个具体评价指标,以期为今后同类型的项目提供参考。

图1 风力发电项目实施风险指标

表2 A1判断矩阵

A1 B1 B2 B3 W B5

B1 1 1/2 1/3 0.2 λ=3.009

B2 2 1 1/2 1.3 CI=0.005

B3 3 2 1 0.5 CR=0.009

参考文献

[1]成晓燕.风力发电场建设中的危险源辨识与应急管理[J].电网与清洁能源,2010(12).

[2]周艳芬,耿玉杰,吕红转.风电场对环境的影响及控制[J].湖北农业科学,2011(13).

〔编辑:白洁〕

Risk Identification and Modeling of Wind Power Evaluation and Analysis

Yin Zheming

Abstract: Dongtou wind power projects, for example, the use of AHP and fuzzy risk analysis method for implementing wind power projects were assessed for risk prevention targeted to lay the foundation to ensure the successful implementation of wind power projects, and for other wind power project risk control provides reference.

Key words: AHP level fuzzy; wind power; risk identification; evaluation

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