发电技术 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (5): 950-958.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.24082
庄坤1, 汪中宏2, 张一凡1, 殷文倩1, 雷茂云3, 朱静3, 李锋3, 叶季蕾1
收稿日期:2024-05-07
修回日期:2024-06-18
出版日期:2025-10-31
发布日期:2025-10-23
作者简介:基金资助:Kun ZHUANG1, Zhonghong WANG2, Yifan ZHANG1, Wenqian YIN1, Maoyun LEI3, Jing ZHU3, Feng LI3, Jilei YE1
Received:2024-05-07
Revised:2024-06-18
Published:2025-10-31
Online:2025-10-23
Supported by:摘要:
目的 在“双碳”目标和新能源平价上网的背景下,为了探讨分布式光伏整县模式的可行性,开展了整县屋顶分布式光伏经济性分析。 方法 基于成本效益理论,分析了分布式光伏系统全寿命周期的成本、效益构成,并建立了经济性模型。以苏州某区域户用分布式光伏发电示范区为例,选取净现值、动态投资回收期和内部收益率进行经济可行性分析,并进一步分析了政府补贴、装机成本、运维率等敏感性因素对其经济性的影响。 结果 无论有无政府补贴,在低设备运维率的情况下,业主运维模式下收益最高;在高设备运维率的情况下,合作运维模式下收益最高。 结论 整县屋顶分布式光伏发电在不同运维率下应选择合理的运维模式;投资商可根据具体需求选择最佳运维模式,降低投资风险,提高综合效益。研究结果可为后续整县光伏项目的投资决策提供参考。
中图分类号:
庄坤, 汪中宏, 张一凡, 殷文倩, 雷茂云, 朱静, 李锋, 叶季蕾. 整县屋顶分布式光伏发电经济性模型及关键影响因素[J]. 发电技术, 2025, 46(5): 950-958.
Kun ZHUANG, Zhonghong WANG, Yifan ZHANG, Wenqian YIN, Maoyun LEI, Jing ZHU, Feng LI, Jilei YE. Economic Model and Key Influencing Factors of Rooftop Distributed Photovoltaic Power Generation in the Whole County[J]. Power Generation Technology, 2025, 46(5): 950-958.
| 开发对象 | 单位装机成本/(元/W) | 年发电小时数/h |
|---|---|---|
| 居民用户 | 3.4~4.0 | 1 200 |
| 工商业用户 | 3.8~4.5 | 1 050~1 100 |
| 公共建筑用户 | 3.5~4.0 | 1 250~1 300 |
| 党政机关用户 | 3.5~4.5 | 1 250~1 300 |
表1 不同开发场景下的单位装机成本与年发电小时数
Tab. 1 Unit installed capacity and annual power generation hours under different development scenarios
| 开发对象 | 单位装机成本/(元/W) | 年发电小时数/h |
|---|---|---|
| 居民用户 | 3.4~4.0 | 1 200 |
| 工商业用户 | 3.8~4.5 | 1 050~1 100 |
| 公共建筑用户 | 3.5~4.0 | 1 250~1 300 |
| 党政机关用户 | 3.5~4.5 | 1 250~1 300 |
| 地区 | 平均年利用小时数/h | ||
|---|---|---|---|
| 独立光伏电站 | 建筑并网系统 | 开阔地并网系统 | |
| 西北 | 1 250 | 1 450 | 1 540 |
| 东南 | 1 000 | 1 200 | 1 250 |
| 全国 | 1 100 | 1 250 | 1 350 |
表2 不同发电系统的平均年利用小时数
Tab. 2 Average annual operating hours of different power generation systems
| 地区 | 平均年利用小时数/h | ||
|---|---|---|---|
| 独立光伏电站 | 建筑并网系统 | 开阔地并网系统 | |
| 西北 | 1 250 | 1 450 | 1 540 |
| 东南 | 1 000 | 1 200 | 1 250 |
| 全国 | 1 100 | 1 250 | 1 350 |
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 系统平均发电效率/% | 85 |
| 年发电量/(kW⋅h) | 2.04×106 |
| 运行寿命周期/a | 25 |
| 年设备运维率/% | 0.75 |
| 固定资产残值率/% | 5 |
表3 技术参数
Tab. 3 Technical parameters
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 系统平均发电效率/% | 85 |
| 年发电量/(kW⋅h) | 2.04×106 |
| 运行寿命周期/a | 25 |
| 年设备运维率/% | 0.75 |
| 固定资产残值率/% | 5 |
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 单位装机成本/(元/W) | 4.5 |
| 贷款比例/% | 70 |
| 年贷款利率/% | 5.9 |
| 贷款利率优惠比例/% | 90 |
| 还款年限(等额本息)/a | 20 |
| 上网标杆电价/[元/(kW⋅h)] | 0.459 3 |
| 电网平均售电电价/[元/(kW⋅h)] | 0.55 |
| 基准折现率/% | 10 |
| 通货膨胀率/% | 3 |
表4 经济参数
Tab. 4 Economic parameters
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 单位装机成本/(元/W) | 4.5 |
| 贷款比例/% | 70 |
| 年贷款利率/% | 5.9 |
| 贷款利率优惠比例/% | 90 |
| 还款年限(等额本息)/a | 20 |
| 上网标杆电价/[元/(kW⋅h)] | 0.459 3 |
| 电网平均售电电价/[元/(kW⋅h)] | 0.55 |
| 基准折现率/% | 10 |
| 通货膨胀率/% | 3 |
| 项目 | 指标 | 无补贴 | 有补贴 |
|---|---|---|---|
| 成本 | 初始投资成本/万元 | 748 | 748 |
| 自筹资金/万元 | 224.4 | 224.4 | |
| 年还款本金+利息/万元 | 42.54 | 42.54 | |
| 年运维费用/万元 | 3.74 | 3.74 | |
| 残值/万元 | 37.4 | 37.4 | |
| 经济效益 | NPV/万元 | 318.04 | 493.40 |
| IRR/% | 11.03 | 34.78 | |
| DPP/a | 8 | 2.28 |
表5 业主运维模式下的成本和效益
Tab. 5 Cost and benefit of owner operation and maintenance mode
| 项目 | 指标 | 无补贴 | 有补贴 |
|---|---|---|---|
| 成本 | 初始投资成本/万元 | 748 | 748 |
| 自筹资金/万元 | 224.4 | 224.4 | |
| 年还款本金+利息/万元 | 42.54 | 42.54 | |
| 年运维费用/万元 | 3.74 | 3.74 | |
| 残值/万元 | 37.4 | 37.4 | |
| 经济效益 | NPV/万元 | 318.04 | 493.40 |
| IRR/% | 11.03 | 34.78 | |
| DPP/a | 8 | 2.28 |
| 项目 | 指标 | 无补贴 | 有补贴 |
|---|---|---|---|
| 成本 | 初始投资成本/万元 | 748 | 748 |
| 自筹资金/万元 | 224.4 | 224.4 | |
| 年还款本金+利息/万元 | 42.55 | 42.55 | |
| 年运维费用/万元 | 3.74 | 3.74 | |
| 残值/万元 | 37.4 | 37.4 | |
经济 效益 | NPV/万元 | 257.73 | 398.01 |
| IRR/% | 7.66 | 20.43 | |
| DPP/a | 11.71 | 4.3 |
表6 合作运维模式下项目成本和效益
Tab. 6 Cost and benefit of cooperative operation and maintenance mode
| 项目 | 指标 | 无补贴 | 有补贴 |
|---|---|---|---|
| 成本 | 初始投资成本/万元 | 748 | 748 |
| 自筹资金/万元 | 224.4 | 224.4 | |
| 年还款本金+利息/万元 | 42.55 | 42.55 | |
| 年运维费用/万元 | 3.74 | 3.74 | |
| 残值/万元 | 37.4 | 37.4 | |
经济 效益 | NPV/万元 | 257.73 | 398.01 |
| IRR/% | 7.66 | 20.43 | |
| DPP/a | 11.71 | 4.3 |
| 项目 | 指标 | 无补贴 | 有补贴 |
|---|---|---|---|
| 成本 | 初始投资成本/万元 | 748 | 748 |
| 自筹资金/万元 | 224.40 | 224.40 | |
| 年还款本金+利息/万元 | 42.55 | 42.55 | |
| 年运维费用/万元 | 7.48 | 7.48 | |
| 残值/万元 | 37.40 | 37.40 | |
经济 效益 | NPV/万元 | 297.26 | 472.61 |
| IRR/% | 10.3 | 33.55 | |
| DPP/a | 8.39 | 2.34 |
表7 委外运维模式下的成本和效益
Tab. 7 Cost and benefit of outsourced operation and maintenance mode
| 项目 | 指标 | 无补贴 | 有补贴 |
|---|---|---|---|
| 成本 | 初始投资成本/万元 | 748 | 748 |
| 自筹资金/万元 | 224.40 | 224.40 | |
| 年还款本金+利息/万元 | 42.55 | 42.55 | |
| 年运维费用/万元 | 7.48 | 7.48 | |
| 残值/万元 | 37.40 | 37.40 | |
经济 效益 | NPV/万元 | 297.26 | 472.61 |
| IRR/% | 10.3 | 33.55 | |
| DPP/a | 8.39 | 2.34 |
| 年份 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 |
|---|---|---|---|---|
| 单位装机成本/(元/W) | 4.18 | 3.84 | 3.38 | 3.74 |
表8 分布式光伏发电单位装机成本
Tab. 8 Unit installation cost of distributed photovoltaic power generation
| 年份 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 |
|---|---|---|---|---|
| 单位装机成本/(元/W) | 4.18 | 3.84 | 3.38 | 3.74 |
| [1] | 朱法华,徐静馨 .双碳背景下中国与主要发达国家电力低碳转型比较[J].电力科技与环保,2024,40(6):561-571. |
| ZHU F H, XU J X .Comparison of low-carbon transformation in electricity between China and major developed countries under the background of carbon peaking and carbon neutrality[J].Electric Power Technology and Environmental Protection,2024,40(6):561-571. | |
| [2] | 张全斌,周琼芳 .基于“双碳”目标的中国火力发电技术发展路径研究[J].发电技术,2023,44(2):143-154. doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.22092 |
| ZHANG Q B, ZHOU Q F .Research on the development path of China’s thermal power generation technology based on the goal of “carbon peak and carbon neutralization”[J].Power Generation Technology,2023,44(2):143-154. doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.22092 | |
| [3] | 崔勇,韩一春,郑谦,等 .多能联盟低碳运营决策方法研究框架与展望[J].电测与仪表,2024,61(3):10-19. doi:10.1002/ese3.1659 |
| CUI Y, HAN Y C, ZHENG Q,et al .Research framework and prospect of multi-energy alliance low-carbon operation decision-making method[J].Electrical Measurement & Instrumentation,2024,61(3):10-19. doi:10.1002/ese3.1659 | |
| [4] | 刘天蔚,边晓燕,吴珊,等 .电力系统碳排放核算综述与展望[J].电力系统保护与控制,2024,52(4):176-187. |
| LIU T W, BIAN X Y, WU S,et al .Overview and prospect of carbon emission accounting in electric power systems[J].Power System Protection and Control,2024,52(4):176-187. | |
| [5] | 颜勤,余国翔 .光储充建一体站微电网研究综述[J].电力科学与技术学报,2024,39(1):1-12. |
| YAN Q, YU G X .Research review on microgrid of integrated photovoltaic-energy storage-charging station[J].Journal of Electric Power Science and Technology,2024,39(1):1-12. | |
| [6] | 董明,李晓枫,杨章,等 .基于数据驱动的分布式光伏发电功率预测方法研究进展[J].电网与清洁能源,2024,40(1):8-17. |
| DONG M, LI X F, YANG Z,et al .Research progress on data-driven prediction methods for distributed photovoltaic power generation[J].Power System and Clean Energy,2024,40(1):8-17. | |
| [7] | 刘鹏飞,林顺富,解大 .阶梯-峰谷电价机制下户用光-储系统双层滚动优化运行策略[J].电力科学与技术学报,2024,39(6):22-32. |
| LIU P F, LIN S F, XIE D .Two-layer rolling optimization operation strategy of household photovoltaic-energy storage system under step-peak valley tariff mechanism[J].Journal of Electric Power Science and Technology,2024,39(6):22-32. | |
| [8] | 王海峰,徐熠林,徐达艺,等 .基于高清卫星地图影像的配电网分布式屋顶光伏承载力评估[J].广东电力,2023,36(10):105-113. |
| WANG H F, XU Y L, XU D Y,et al .Evaluation of distributed rooftop photovoltaic hosting capacity in distribution networks based on high definition satellite map images[J].Guangdong Electric Power,2023,36(10):105-113. | |
| [9] | 刘宁,张驰,王栋,等 .西北地区扶贫光伏整县开发决策演化博弈[J].中国电力,2024,57(2):149-160. |
| LIU N, ZHANG C, WANG D,et al .Evolutionary game on development decision of poverty alleviation photovoltaic in northwest China[J].Electric Power,2024,57(2):149-160. | |
| [10] | 陈定国,高益 .整县分布式光伏规模化开发建设的探讨[J].农村电工,2022,30(5):29-30. |
| CHEN D G, GAO Y .Discussion on large-scale development and construction of distributed photovoltaic in the whole county[J].Rural Electician,2022,30(5):29-30. | |
| [11] | 谭永明,付丽娜 .整县屋顶分布式光伏发电项目的实践及探索[J].太阳能,2023(7):13-18. |
| TAN Y M, FU L N .Exploration and practice of entire county rooftop distributed PV power generation project[J].Solar Energy,2023(7):13-18. | |
| [12] | 陈晓利,张磊,李远哲 .分布式光伏发电在高速公路上的应用[J].中国交通信息化,2024(3):125-127. |
| CHEN X L, ZHANG L, LI Y Z .Application of distributed photovoltaic power generation in expressway[J].China ITS Journal,2024(3):125-127. | |
| [13] | 吴祥康 .分布式光伏发电应用与推广分析[J].现代企业,2023(12):169-171. |
| WU X K .Application and popularization analysis of distributed photovoltaic power generation[J].Modern Enterprise,2023(12):169-171. | |
| [14] | 曾鸣,田廓,李娜,等 .分布式发电经济效益分析及其评估模型[J].电网技术,2010,34(8):129-133. |
| ZENG M, TIAN K, LI N,et al .Economic benefits analysis of distributed generation and its assessment model[J].Power System Technology,2010,34(8):129-133. | |
| [15] | 胡骅,徐冲,吴汕,等 .影响用户侧分布式发电经济性因素分析[J].电力自动化设备,2008,28(5):29-33. doi:10.3969/j.issn.1006-6047.2008.05.007 |
| HU H, XU C, WU S,et al .Analysis of factors influencing economy of customer-side distributed generation[J].Electric Power Automation Equipment,2008,28(5):29-33. doi:10.3969/j.issn.1006-6047.2008.05.007 | |
| [16] | 彭建宇,李春来,刘皓明,等 .分布式发电运维模式分析[J].电力需求侧管理,2016,18(2):21-25. doi:10.3969/j.issn.1009-1831.2016.02.005 |
| PENG J Y, LI C L, LIU H M,et al .Analysis on operation and maintenance modes for distributed generation[J].Power Demand Side Management,2016,18(2):21-25. doi:10.3969/j.issn.1009-1831.2016.02.005 | |
| [17] | 薛金花,叶季蕾,陶琼,等 .面向不同投资主体的分布式光伏运营策略研究[J].电网技术,2017,41(1):93-98. doi:10.13335/j.1000-3673.pst.2016.0175 |
| XUE J H, YE J L, TAO Q,et al .Operating strategy of distributed PV system for different investors[J].Power System Technology,2017,41(1):93-98. doi:10.13335/j.1000-3673.pst.2016.0175 | |
| [18] | 邱腾飞,曹潇,郭雅娟,等 .考虑不同补贴方式的分布式光伏运维模式决策[J].电力需求侧管理,2017,19(3):5-9. |
| QIU T F, CAO X, GUO Y J,et al .Decision on operation and maintenance modes for distributed PV power generation considering different subsidies[J].Power Demand Side Management,2017,19(3):5-9. | |
| [19] | 钱科军,袁越,石晓丹,等 .分布式发电的环境效益分析[J].中国电机工程学报,2008,28(29):11-15. doi:10.3321/j.issn:0258-8013.2008.29.003 |
| QIAN K J, YUAN Y, SHI X D,et al .Environmental benefits analysis of distributed generation[J].Proceedings of the CSEE,2008,28(29):11-15. doi:10.3321/j.issn:0258-8013.2008.29.003 | |
| [20] | 雷金勇,谢俊,甘德强 .分布式发电供能系统能量优化及节能减排效益分析[J].电力系统自动化,2009,33(23):29-36. doi:10.3321/j.issn:1000-1026.2009.23.007 |
| LEI J Y, XIE J, GAN D Q .Optimization of distributed energy system and benefit analysis of energy saving and emission reduction[J].Automation of Electric Power Systems,2009,33(23):29-36. doi:10.3321/j.issn:1000-1026.2009.23.007 | |
| [21] | 栗然,申雪,钟超,等 .考虑环境效益的分布式电源多目标规划[J].电网技术,2014,38(6):1471-1478. doi:10.13335/j.1000-3673.pst.2014.06.008 |
| LI R, SHEN X, ZHONG C,et al .Multi-objective planning of distributed generation considering environmental benefit[J].Power System Technology,2014,38(6):1471-1478. doi:10.13335/j.1000-3673.pst.2014.06.008 | |
| [22] | 李德泉,徐建政,杨硕 .分布式发电效益分析及其量化模型[J].电力系统保护与控制,2012,40(14):147-151. doi:10.3969/j.issn.1674-3415.2012.14.026 |
| LI D Q, XU J Z, YANG S .Benefits analysis of distributed generation and its quantitative models[J].Power System Protection and Control,2012,40(14):147-151. doi:10.3969/j.issn.1674-3415.2012.14.026 | |
| [23] | ZHANG C, YAN X, NIE J .Economic analysis of whole-county PV projects in China considering environmental benefits[J].Sustainable Production and Consumption,2023,40:516-531. doi:10.1016/j.spc.2023.07.020 |
| [1] | 邹博, 任建地, 许道明, 邓立生, 廖力达, 肖俊兵. 氯化物熔盐储热技术应用于新能源发电的研究进展[J]. 发电技术, 2025, 46(5): 872-884. |
| [2] | 龙潇, 张晋宾, 陈令特. 未来能源技术展望[J]. 发电技术, 2025, 46(4): 651-693. |
| [3] | 罗宗龙, 刘世林. 基于信息间隙决策理论鲁棒模型的户用微电网优化运行[J]. 发电技术, 2025, 46(4): 705-714. |
| [4] | 鲁亚楠, 徐涛, 刘泽楠. 制氢系统对双馈风机串补系统次同步振荡特性的影响[J]. 发电技术, 2025, 46(4): 715-726. |
| [5] | 马浩然, 袁至, 王维庆, 李骥. 考虑数据中心和储能接入的主动配电网经济调度研究[J]. 发电技术, 2025, 46(4): 748-757. |
| [6] | 王杰, 徐立军, 李笑竹, 樊小朝, 古丽扎提∙海拉提null, 王维庆. 计及灵活性不足风险的配电网智能软开关与多类型共享储能协调优化[J]. 发电技术, 2025, 46(4): 758-767. |
| [7] | 张祖菡, 刘敦楠, 凡航, 杨柳青, 段赟杰, 李赟, 马振宇. 基于大语言模型的电力系统预测技术研究综述[J]. 发电技术, 2025, 46(3): 438-453. |
| [8] | 孙勇, 高子航, 侯泽胤, 李德鑫, 王尧, 张海锋, 陆帅. 面向综合能源系统运行的气网聚合建模及辨识方法[J]. 发电技术, 2025, 46(2): 274-283. |
| [9] | 王奎, 余梦, 张海静, 李妍, 刘哲, 郭军红. 面向光伏消纳和冰蓄冷空调群低碳需求响应的新型配电系统多时间尺度优化策略[J]. 发电技术, 2025, 46(2): 284-295. |
| [10] | 张扬帆, 李奕霖, 叶林, 付雪姣, 王正宇, 王耀函. 低温天气下考虑风机运行状态聚类的短期风电功率预测方法[J]. 发电技术, 2025, 46(2): 326-335. |
| [11] | 郑杨, 任禹丞, 王雨薇, 徐丁吉, 杨慧敏. 基于改进云模型的区域电网电能替代综合效益评价[J]. 发电技术, 2025, 46(2): 399-408. |
| [12] | 胡山鹰, 金涌, 张臻烨. 发展新质生产力,实现碳中和[J]. 发电技术, 2025, 46(1): 1-8. |
| [13] | 杨剑锋, 李婷, 杨爱民, 冯子宁. 含电能路由器的光伏配电网电压越限问题潮流优化研究[J]. 发电技术, 2025, 46(1): 113-125. |
| [14] | 兰国芹, 陆烨, 阚严生, 张继广, 王欢欢, 钟芳, 王承才, 肖黎明, 王照阳. 综合能源服务发展趋势与对策研究[J]. 发电技术, 2025, 46(1): 19-30. |
| [15] | 崔露, 刘世林, 苗婉, 王青. 考虑电转氢和需求响应的风光储综合充能站优化运行策略[J]. 发电技术, 2025, 46(1): 31-41. |
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