水风光互补项目投资开发关键问题及对策

王娟 张静梅 景浩

摘 要 我国多能互补项目开发起步较晚，现已实施供参考的项目不多，开发企业对此类项目投资开发全生命周期的关键环节、关键技术、关键问题掌握不够全面和系统，造成企业在开发该类项目时流程不清晰、重点难把握、风险不可控等。本文主要从水风光互补项目投资开发策划阶段、设计阶段、运营阶段入手，对水风光互补项目的资源开发权取得、水风光互补形式研究、水风光配比原理、开发时序影响、电源接入系统设计、经济性分析、项目建设程序、调度运行管理等关键问题进行分析，并结合国家能源相关法规、政策，为开展水风光互补项目投资提出相应对策，旨在为水风光互补项目投资开发企业决策提供依据。

关键词 可再生能源 多能互补 关键问题 投资对策

一、问题的提出

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国之一，为保障社会经济的可持续发展，承担与经济发展相适应的社会责任，实现2020年和2030年非化石能源占一次能源消费比重15%和20%的目标，我国加大了风电、光电等新能源发展力度。

风电、光电的出力具有随机性、波动性及间歇性，其大规模并网给电力系统消纳带来诸多问题和挑战，需要通过多种能源开发利用的深度融合，配合风电、光电等新能源补偿运行，促进新能源消纳。从我国能源发展规划要求以及能源发展相关政策看，多能互补是我国能源转型发展的必然趋势，其项目开发市场前景广阔。

由于我国多能互补项目开发起步较晚，现已实施项目不多，为贯彻落实国家能源发展战略，使水风光互补项目投资开发企业全面了解该类项目投资开发建设全生命周期的关键环节、关键技术、制约因素、投资风险等，遂开展研究。

二、水风光互补项目关键问题分析

水风光互补项目投资开发关键问题涉及策划、设计、运营等多个阶段，深刻认识项目投资开发过程中各阶段的关键问题，可使项目投资开发企业有效规避政策变化的外部风险，降低项目投资开发决策、技术、管理、经济等内部风险。

（一）策划阶段

水风光互补项目开发一般流程：依托已建水电资源开展区域风、光资源规划，摸清资源储量;开展水风光互补研究，确定水电、风电、光电的合理配置规模;编制水风光互补基地规划报告;规划经国家批复后，开展规划项目的前期工作。

1.互补类资源开发权获取。投资开发水风光互补项目，首先要取得互补类资源（水电、风电、光电）的开发权。资源开发权的获取方式主要有直接获得（向国家、地方政府申请）、参股和并购三种。开发企业应在本企业已取得开发权的项目（水电站、风电、光电）周边，对互补类资源储量、地质地形、水文、交通、电网等开发建设条件进行综合分析，积极争取具备开展水风光互补项目互补类资源的开发权。

2.水风光互补形式研究。水风光互补项目采用何种互补形式，不仅要结合项目所在地资源种类、储量、分布特点，还要根据各类电源开发建设条件以及电力系统接入等情况研究确定。水风光互补形式是互补项目各类电源资源合理配置方案研究的基础，投资决策阶段应给予高度重视。

水风光互补形式通常按互补电源类型、区域电网类型、输电通道建设情况以及梯级水电站个数等进行划分。按互补电源类型划分为风电场之间自然互补、光电场之间自然互补、风光电之间自然互补、水电与风（光）电互补;按区域电网类型划分为区域电网内互补、典型地区互补、跨区域互补;按输电通道建设情况划分为既有输电通道下互补、新建输电通道下互补;按梯级水电站个数划分为单个水电站与风光电互补（如龙羊峡水光互补）、河段多个梯级水电站与风光电互补（如金沙江中游流域水风光互补）、整个流域水风光互补（如雅砻江水风光互补）。

（二）設计阶段

1.电力市场分析。我国能源资源开发利用按以需定供的原则，电力市场空间是各类电源开发建设的前提条件。水风光互补项目开发建设不仅要对电力市场空间进行分析，考虑远距离送电时，还需对送电曲线与受电地区用电曲线的适应性进行分析，指导水风光互补各类电源组合方案配比分析。

2.水、风、光各类资源合理配置。水风光互补项目各类资源合理配置是设计阶段的核心，通过具有日及以上调节能力水电站的调节，跟踪风光电的出力变化，在电网负荷低谷风电、光电出力较大时通过水库蓄水减少水电出力;负荷高峰期风电、光电出力较小时加大水电出力，利用水库调节把风电、光电电量以水库蓄水量的形式进行转化，并在时间上重新分配。

水风光互补项目资源合理配置主要工作内容：水、风、光各类电源发电出力特性研究;容量配比方案拟定;配比方案综合比选，推荐合理配置方案。

水风光互补项目资源配比计算原则：水电出力过程一般采用平水年成果;风、光电出力过程采用模拟1年逐渐10分钟出力过程;输电最小容量不低于线路最大送电容量的10%;满足水库综合利用调度运行要求，不增加水库弃水;优先保证水电送出，风、光电弃电率不超过10%。

3.水、风、光各类电源开发时序分析。水风光互补项目涉及的各类电源开发建设周期不同，风、光电建设周期短，水电建设周期长。若水风光互补项目各类电源同时开工，风电、光电比水电先建，因其出力不稳定，存在并网困难，造成企业投资回报滞后;若各类电源同时投产，虽解决了风电、光电并网问题，但风光电开发越晚，受新能源电价政策影响，企业投资回报水平降低。因此，项目开发企业应开展互补各类电源开发时序专题研究工作，对早于水电投产的风电、光电项目，提出切实可行的并网解决方案及应对措施。

4.水、风、光各类电源接入系统设计。接入系统设计是对电站接入电力系统的方式、供电范围、出线电压、出线回路数等进行电气计算、分析和选定的工作，它是电力系统设计的一个组成部分。水风光互补项目属集成项目，接入系统设计复杂、难度大，需要特别关注。

水风光互补项目接入方式一般有两种：一是风、光电直接接入水电站的开关站或变电站，二是互补各电源经汇流站汇集后统一接入电网变电站。开发企业应根据项目资源、交通、上网等条件，开展接入系统专题研究，选择接入方式。

5.水风光互补项目对电网的影响分析。电力系统安全稳定运行必须同时满足同步运行稳定性、频率稳定性及电压稳定性稳三个条件。由于风电、光伏发电出力具有随机性和波动性，大规模并网会增加电力系统调峰、调频压力，带来系统电压稳定问题，增加系统电源经济运行压力。水风光互补项目因水电对风、光电补偿效果不同，对电网影响也不同。因此，项目开发企业要针对水风光互补项目开展专题研究，分析对电网的影响。

6.项目经济性分析。经济性是项目开发投资决策的重要考虑因素，任何项目投资开发均需要进行经济性分析。水风光互补项目除了对各类电源自身的经济性分析外，还要对互补项目整体经济性进行分析。外送的水风光互补项目，还需对输电经济性以及项目市场竞争力进行分析。财务费用效益分析指标主要有：财务净现值（FNPV）、财务内部收益率（FIRR）、效益费用比（RBC）、投资回收期（Pt）。

7.项目建设程序。工程项目建设程序是项目科学决策和顺利进行的重要保证。目前，风电投资项目执行核准制，光伏发电投资项目执行备案制，风电、光电项目的审批权已下放到地方政府，各省制定的项目建设程序在具体要求上不尽相同。开发企业在项目投资开发前，要熟悉当地项目建设程序的具体要求，避免项目在办理核准、备案过程中因程序不清，导致项目开工计划延期的情况发生。风、光电项目建设一般程序见图1、图2。

（三）运营阶段

1.水风光联合调度运行。具有调节能力的大中型水电站一般在电力系统中承担备用、调峰等任务，同时还承担水库综合利用任务。如何在满足各部门综合用水要求同时，最大程度的配合新能源补偿运行十分重要。要实现水风光联合优化调度，需要开展水风光互补项目消纳和灵活调控等关键技术研究，以及电网调度自动化研究。水风光联合调度运行研究的一般思路见图3。

2.管理模式。水风光互补项目中各类电源的管理设备配置和所处环境不同，需要结合各类电源的具体情况选择合理的管理模式。管理模式可为分散管理和集中管理两大类。水风光互补项目属集成项目，调度运行管理较为复杂，宜采用集中管理模式。开发企业在选定管理模式后，应结合项目自身特点，对项目运行管理的具体内容进行研究，对大规模水风光互补项目应尽可能采用统一运行维护模式。

3.政策、机制分析。可再生能源发电成本相对传统化石能源偏高，对政策依赖度较高，需高度关注。我国现已颁布的促进可再生能源持续发展的法规、政策有《中华人民共和国可再生能源法》《能源发展“十三五”规划》《可再生能源“十三五”规划》《关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见》《关于风力发电增值税政策的通知》《国家税务总局关于实施国家重点扶持的公共基础设施项目企业所得税优惠问题的通知》等;保障可再生能源并网发电的政策有《关于有序开放用电计划的通知》《解决弃水弃风弃光问题实施方案》《可再生能源发电全额保障性收购管理办法》等;加强监测预警机制政策有《关于建立监测预警机制促进风电产业持续健康发展通知》《国家能源局关于发布2018年度风电投资监测预警结果的通知》等;鼓励开展多能互补、促进可再生能源消纳的政策有《关于做好“三北”地区可再生能源消纳工作的通知》《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》等;上网电价政策有《关于试行可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易制度的通知》《关于公布风电平价上网示范项目的通知》《关于公布风电平价上网示范项目的通知》等，从国家颁布的有关法规、政策及行业发展趋势看，国家鼓励可再生能源发电项目的开发建设，政策有利于投资企业参与水风光互补项目开发建设。

4.水风光互补项目投资开发对策。“十三五”是我国能源低碳转型的关键期，开发高效、清洁、低碳的新能源和可再生能源是我國能源转型发展的主要方向。水风光互补项目投资开发企业应紧跟国家能源发展方向，利用能源开发的有利政策和自身电源开发的优势，选择资源条件好，开发建设条件优，投资回报率高的水风光互补项目，加快其开发建设，具体对策如积极开展资源规划工作，有效推进规划审批;合理开发布局，积极争取项目开发权;结合资源分布特点，选择合适的互补形式;开展电力市场研究，配置合理送电规模;做好能源资源评估，降低新能源投资风险;开展电源开发时序研究，提出解决方案及应对措施;结合项目具体情况，选择电源接入方式;制定合理投资回报率，严控投融资风险;尽快熟悉拟建项目地区的开发建设程序;整合管理队伍，采用集中管理模式;抓住有利政策，加快推进水风光互补项目开发建设;利用先进科技手段，提高水风光互补项目运行管理能力。

（王娟、景浩单位为中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司;张静梅单位为宝鸡市水利水电规划勘测设计院）

[作者简介：王娟（1980—），女，陕西凤翔人，本科，高级工程师，主要从事水利动能经济工作。]

参考文献

[1] 王社亮，吴来群，张娉，等.大规模新能源消纳的多能互补研究及应用[R].中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，2018.

[2] 李平，张娉，王娟，等.青海清洁能源基地多能互补集成优化研究[R].中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，2017.

[3] 张娉，杨婷.龙羊峡水光互补运行机制的研究[J].华北水利水电大学学报，2015（03）：76-81.

[3] 国务院办公厅.能源发展战略行动计划（2014-2020年）（国办发〔2014〕31号）[Z]. 2014.

[4] 中华人民共和国国家发展和改革委员会.能源发展“十三五”规划（发改能源〔2016〕2744号/发改能源〔2016〕2619号）[Z]. 2017.

[5] 中华人民共和国国家发展和改革委员会.可再生能源发展“十三五”规划[Z]. 2016.

[6] 国家发展改革委，国家能源局.解决弃水弃风弃光问题实施方案（发改能源〔2017〕1942号）[Z]. 2017.

[7] 国家发展改革委.关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见（发改能源〔2016〕1430号）[Z]. 2016.