小型水电站装机容量选择的经济分析

小型水电站装机容量选择的经济分析一、对于选择装机容量的看法按目前常的方法选择装机容量，除了范围太大，不好掌握以外，更重要的是对于经济上的可行性缺乏较明确的论证，因此，有必要提出几个能够论证其经济上可行性的指标，作为选择水电站装机容量的主要依据。

选择小型水电站的装机容量，通常不考虑水、火电之间的经济比较，这是由于：1、其投资不大，生产的电能不多，在系统中所占的比重较小，似乎不值得进行比较；2、由于小型水电站的特点，进行水、火电之间的比较确实存在一些困难。

我们变为，小型水电站投资也高达数百万元甚至千万元以上；再则，既然水火电都能达到同样供电的目的，则理应选择其中耗费社会劳动量较小的一种。

这样做虽有一些具体困难，但应朝此方向不断探索，使其逐步完善。

下面说明对于选择装机容量的具体意见。

1、选择水电站的装机容量时，要比较水、火点的电能成本，对此本文提出一个新的指标，称为比较电能成本。

将其方案的水电站的比较电能成本C水和达到同样目的的火电站的比较电能成本C火相比较，作为方案取舍的重要依据。

当C水 <Ｃ火则说明水电站方案从长远的观点来看，在经济上肯定是可行的。

由于水电站具有利用再生能源和不污染环境的优点，因此从保护煤炭资源和防止火电污染环境的观点出发，当C水大于C火 ,或C水∠KC 火 (K>1)时，水电站方案也是可以研究的，但又考虑到我国建设资金短缺，不应以过多地提高水电站的比较电能权威性本为代价，来扩大水电建设规模或增加水电建设项目，故建议Ｋ值暂取１．０－１．０５当时则水电站方案不宜采用。

２、如果C水∠KC火，还应计算水电站的还本年限，以检验当前在资金安排上是否可行．允许的还本所限应有一定的变动范围，一般情况下可采用５－１０年，但如电力供应紧张，以致使工农业生产受到较大影响时，还可突破上述界限．３、在C水∠KC火的情况下，如果水电站的还本年限较长（例如超过１０年），而供电又较紧张，则应进一步分析有关用电行业的效益，建设再计算一个经济指标，称为等价回收电价（并不是真正的售电价格）．将还本年限定为本地区或本部门能以接受的年限（如５－１０年），再反算水电站的售电价格，即为造价回收电价．如该电价能为用电行业所接受供电部门的平均售电价格）对其发展生产仍然有好处，那么，该水电站方案仍是可行的，这是因为：第一，由于今后若干年内，总的趋势是供电紧张，系统内（或某一局部地区）需要增加容量，又因C 水∠KC火，所以应建水电站；第二，表面上看电业部门的利润养活甚至没有利润，但从全局看可以相关效益中得到补赏．对于没有条件和火电相比较的小水电站（如跟电网太远或容量太小），可以主要考虑造价回收这一指标．在负荷需要和资金能够解决的情况下，应尽量先用符合上述原则的装机容量较大的方案．有关水能利用率问题可以不作为进行方案比较的一项指标．水利用率的合理数值应以是否符合上述指标为准。

为了较真实地反映经济效益，不论实际上在使用资金时计算与否，在计算经济指标时应计入所有资金的利息。

否则不能反映资金在扩大再生产方面的作用。

下面谈谈经济指标的具体计算方法。

二、四项经济指标的计算。

１、水、火电站的比较电能成本计算。

由于水电站和火电站投入资金的时间和数量各不相同，为了进行比较，可将所有的资金折算成电站投入运行第一年年初的数值，即将工程造价按本利和折算，电站逐年的支出按贴现率（可令其等于年利率）折算，于是得出比较电能成本Ｃ如下：对于水电站：(1)式中：Ｆ——生产Ｅ水总所消耗的资金包括利息；Ｅ水总——水电站在运行年限内生产的总电能Ｆ水＝Ｆ水１+Ｆ水２（２）式中：Ｆ水１——水电站的总造价在施工期末（也就是运算第一年年初）折本利和；M水——水电站总造价，包括为发电服务的建筑物、机电设备及线路等。

n`水——水电站施工年限，假定每年年初投入的资金数（已扣除可回收部分）为i——年利率，暂取5%F水2——水电站运行年限内的逐年（假定在年末）支出A水（包括大、小修、工资及行政费等）折算为运行第一年年初的现值之和；n水——水电站的运行年限，按其规模的大小，可采用25-35年，单机容量大的用较大值。

E水总=E水×n水 (5)式中：E水——水电站多年平均年发电量。

火电站比较电能成本按以下原则考虑：不建水电站，其替代容量和替代电能在理论上由火电站承担。

按满足上述要求的费用计算火电站的比较电能成本。

尽管这是理论上的指标，但在一定条件下是能够实现的，所以用来进行经济经较还是适宜的。

由于不少小型水电站在系统中负荷最大月份仍能发电，或多或少地减轻了供电地紧张程度，因而起到替代火电站容量的作用。

由于小型水电站的出力可用于农业负荷，故设计枯水年的年水量保证率按不小于75%考虑。

在计算火电站的造价时只考虑替代容量部分。

水电站的替代电能除了由火电站的替代容量生产外，其不足部分利用系统内火电站的空闲容量生产。

前者在生产过程中除了要支付燃料费外，还要支付大、小修及工次、行政费用等，而后者可以认为仅仅是燃料费的开支。

对于火电站：式中：F火1————火电站替代容量造价在施工期末（即运行第一年年初）的本利和；M火——火电站替代容量的造价；N’火———火电站施工年限，因替代容量数值不大，故可按1年计。

式中：F火2——火电站在运行年限内逐年支出A火值折算为运行第一年年初的现值和；A火=A1+A2A1——火电站替代容量每年的支出，包括大、小修、工资及行政费用等；A2——火电站每年生产替代电能所需的标准煤总运费（从煤矿到火电站）n火——火电站运行年限，可取25年。

F火3为生产替代电能所需的逐年的煤炭费用（按标准煤的出矿价计算，因运费已另计）折算为运行第一年年初的现值之和。

考虑到煤炭成本逐年递增，假定煤炭的利润率不变，则煤炭的出矿价理应逐年递增。

据统计资料，煤炭成本大约每年递增5%，故建议煤炭出矿价格也按每年递增5%计当然，这只是在经济比较中所采用的理论价格，并不是实际价格，在煤炭实际价格受价格政策等因素的影响，不能和价值相适应。

若取年利率为5%，则正好和煤炭出矿价的年递增率5%一样，因此得F火3=R·W·n火3式中R——水电站投产时的标准煤出矿价（元/吨）R=R’(1+0.05)n，式中R`为1980年初标准煤出矿价,n为自1980年初开始至水电站投产时的年数；W——每年生产替代电能所用的标准煤的数量，W=E替╳ V （吨/年）；E替——年替代电能，即等于水电站的多年平均年发量E水；V——火电站的供电煤耗率（其中已包括厂用电煤耗）。

当水电站有替代容量时，建议采用高温高压机组的V值（约380克标准煤/度）因为新建的火电站机组应当是先进机组。

当水电站无替代容量时，建议采用中温中压机级的V值（约450克标准煤/度），因这种水电站发电时可以停开一些较落后的火电机组。

由于所用的煤炭数量不大，故不再计算煤矿投资，而将投资的因素考虑在标准煤出矿价格中2、水电站还本年限的计算。

以往在计算水电站的还本年限时，一般不计投资的利息，得出的是一个虚假的还本年限。

如果计入利息则还本年限必须加长，甚至不能还本。

此外，在计算还本年限，时常在水电站的运行费中讲稿折旧费，这样就造成还本年限的概念不清，例如，水电站的折旧年限为30年，在计算不电站的运行费用时包括折旧费（每年按1/30造价计），算得的还本年限为10年，也就是水电站通过售电的收入，在扣除大、小修及工资、行政费以后，经过10年除可偿还其造价外并积攒了10年的折旧费，其概念是不清楚的。

我们主张还本年限按以下方法计算。

设水电站在施工期末总等价的本利和为F水1（按式3计算），投产后每年在售电费H中扣除大、小修，工资及行政等费用A水以后，在年末的净收入为L(L=H-A水) ，将逐年的L值和它的利息加在一起，到T年末恰好偿还F水1在T年内（算到年末）的本利和，则该年限T称为还本年限。

根据以上原则可以得出下式：当L≤F水1i时，水电站每年的净收入小于或等于每年应付的利息，也就是说造价不能回收。

3、水电站的造价加收电价。

造价回收电价就是当还本年限为可按受的年限T0时所必须的售电价格在式（11）中，令T=T0、B=（1+i）To因为式中I——造价回收电价（元/度）；E水——水电站多年平均年发电量|（度）A水——水电站每年大、小修及工资、行政费等。

由上式得I= (15)4、实际电能成本。

对于选定的水电站方案需要再计算一个经济指标，即实际电能成本C’，该指标不作为选择方案时经济比较用，仅仅为了说明实际电能成本的高低。

式中G————年折旧费；其它符号同前。

年折旧费G按以下原则考虑，即每年提出一笔折旧费G，到运行年限（n水）末，其本利和正好偿还施工期末时的造价本利和F水1在N水中年内的本利和。

设折旧率P= ，以G代替式（11）中的L。

以n水代替式（11）中的T，则得算得折旧费后，即得所折旧费G：G=PF水1 (18)三、关于水电站的装机容量年利用小时数问题过去按照装机容量的年利用小时数来选择装机容量，不仅范围大，不好确定，而且缺乏切实的根据，建议利用比较电能成本C这一指标来推求最小的装机容量年利用小时数h最小，作为初步选择水电站装机容量的指标，如果实寻扔年利用小时数h>h最小则该方案可以考虑。

利用式①到⑩ 令C水=KC火，即可算得h最小当用以下指标代入公式1至10时，即可导出计算h最小的公式，见式（16）。

所用的指标为：水电站施工年限 2年火电站施工年限 1年火电站运行年限 25年资金年利率 5%标准煤出矿价逐年递增率 5%水电站每年支出（大、小修、工次及行政费用等）占造价（不包括利息）的数值3%火虮站每年支出（大、小修、工资及行政费用等）占造价（不包括利息）的数值5%式中：M’水——水电站单位千瓦造价（地/千瓦）N水——水电站运行年限（年）；M’水——替代火电站单位千瓦造价（元/千瓦）R——水电站投产时标准煤出矿价（元/吨）Q——标准煤运费（从煤矿到水电站）（元/吨）V——火电站的供电煤耗率（克标准煤/度）；K’——替代容量系数，K`= ，式中N替为水电站的替代容量；N水为水电站装机容量；K——系数，其值为1.0-1.05。

现举例说明用h最小初步选择装机容量的方法。

选择某按灌溉要求放水的水电站装机容量（无替代容量）所采用的经济指标如下：M`水=1000元/千瓦，80年初标准煤出矿价R`=28元/吨，Q=3元/吨，V=450克/度，n水=30年。

设装机容量N水=640千瓦，根据水能计算得到的多年平均年发电量E水=225万度，同于无替代容量，故K`=0。

该水电站计划83年初投产发电，则R=R×1.053=28×1。

053，K=1.05 。

将以上的数据代入公式（16）得实际的装机容量年利用小时数为h大于h最小，故装机为640千瓦的方案可以考虑。