本文是一篇项目管理论文,本文主要探讨了储能建设项目进行投资建设时应考虑的特征指标;并以C市为实证研究对象,运用神经网络技术建立模型,完成了用户端电化学储能项目决策评估数据的训练、预测和评估工作。
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
2020年9月22日,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话:我国将力争在2030年前,达到二氧化碳排放峰值,也就是“碳达峰”;努力争取在2060年之前,实现二氧化碳相对零排放,也就是“碳中和”。就当下我国的二氧化碳排放量而言,能源领域占比83%;其中,电力的二氧化碳排放量占比42%。可见,在这一场关乎可持续发展的转型变革中,能源是“主战场”,电力是“主力军”。储能技术作为新型电力系统“源网荷储”的重要一环,则在解决未来电网发展“卡脖子”问题中起到关键作用。
从技术上讲,电力储能技术有助于电网获取效率的提升、稳定的供能安全、经济性的提升和更高效的清洁能源利用水平,以及更高的生态价值[1]。正是因为储能技术可以有效地支持多个环节,因此被称为电力系统的“第六价值链”[2],电网安全稳定运行迫切需求建设一定容量的电力储能设施[3][4]。从经济上讲,储能项目的投资建设也将越来越密集,推动储能建设项目健康有序稳定的产业化发展也尤为重要,建设何种储能项目,如何建设符合社会和经济发展需要的储能项目成为该领域研究中的重中之重。从社会层面来说,储能技术的基础设施建设的主体主要有国家发改委、能源部,以及电网公司、发电企业、储能企业,用电客户等,涉及多种身份角色,只有当参与储能项目建设的主体能够取得预期的运行成效,进而实现对电网建设或者用户用能的有效支撑后才会更有热情投入到其建设当中,促进行业发展以及良性循环。产业化发展储能技术对新型电力系统电网结构完善的重要性已十分明显。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 对储能项目投资决策评估的研究现状
储能属于能源电网类建设项目,在对其进行投资决策评估时需要考虑到经济、社会等多方面的因素。在现有的能源或电网类项目的投资决策和评估的研究成果中,国外研究者更加着重研究发电能力、供电可靠性等技术性指标对项目发展的影响,以及关注能源电力项目的投资回收、盈利能力、融资风险等方面的课题。在宏观政策和管理制度的研究上,Woo C K(2003)[5]从多个西方国家和能源行业发达地区的电力改革机制入手,利用市场竞争模型对发电侧的储能项目的投资效益进行了分析。作者认为:投资方以及建设方对市场权力的滥用、电力客户的价格敏感度不高、储能项目需求与增长不匹配等等,是导致发电侧储能项目投资失败的主因。Gibson(2016)[6]利用统计分析方法,依据清洁能源项目投资效益评价指标体系,对大量的储能项目投资效益样本进行了分析。Sun H(2006)[7]通过搭建电力系统运行和电力商品市场风险的分析模型,提出了控制风险、完善机制规划等一系列促进电力商品属性回归,推动电力行业市场化发展等重要问题的解决路径。Deng S(2005)[8]提出了发电企业成本收益问题的研究方法,它还建立了一个评估公司发电能力的制度,以及一个评估电力市场发电资产投资机会的制度,作为放松管制的一部分。上述文献对电力行业中各类项目的投资收益、风险管理、投资时机决策等均有不同程度的阐述。
对于能源电力类建设项目的决策评估研究,国内的研究成果也基本集中在电网输配网络建设和固定资产投入产出分析等方面。李娟等人(2012)[9]引入灰色关联分析法,对TOPSISI法进行了优化,通过研究各样本与理想解的贴合度,构筑了配网投资效益评价的综合指标体系,从而实现对配电网建设项目的经济效益的优劣度评价。王文山(2007)[10]建议综合地区实际发展需要和电网建设关键因素,构建层层递进、逐层细化的评价指标体系。韩震焘(2012)[11]、董军(2010)[12]等人在研究过程中,充分考虑了外部,特别是建筑成本优势和电力销售收入在投资项目和城市电网中的权重,并确定了组合权重的方法来训练一个模型,用以评价城市配电网投资的好处。
2 储能建设项目基本理论
2.1 储能建设项目的价值、发展与基本特征
储能技术是智能电网和可再生能源系统的重要组成部分,为新型电力系统提供了关键支撑[42]。电力系统主要有五个关键的产业价值链组成:燃料供应价值链、发电价值链、输电价值链、配电价值链和用户侧供电价值链。储能技术或储能项目在电网各环节中起着十分关键的作用[43],如图 2-1所示。
从储能建设项目在电网中所处的位置来分,可将其分为电源端、电网端和用户端三类[44]。
从储能建设项目的价值作用来看,其是破解源网荷三者难题、响应用户需求的高效手段:在满足用电需求方面,储能项目能够满足用电需求量大,负荷谷峰差异大,保负荷、降成本的需求;在提升供电质量方面,储能项目有助于降低负荷峰值重合度,辅助调峰,保持用电的稳定性、可靠性;在平滑用能曲线方面,储能项目能够保证用电高峰季节生产正常用能,降低生产用能成本,快速满足灵活用电需求[45]。如图 2-2所示,储能项目在电网各环节,对各种需求都能起到辅助优化作用,项目价值凸显。
2.2储能项目投资决策评估的基本理论
2.2.1 储能建设项目投资决策评估的涵义
项目决策的好坏直接决定了项目的成败。项目是服务于组织目标的实现,因此对项目的评价应该基于组织的目标愿景和需求。当前,在项目投资决策评估领域主要存在以下两种理论:
一是项目投资收益测算理论,从文献研究的结果来看,包括储能建设项目在内的大多数能源电力建设项目的决策评估都采用投资收益作为评价的主要方法。该理论具体是指根据项目本身的特征和条件,运用公式计算或评价模型对项目的投资收益进行量化测试。
二是由戚安邦教授(2019)[46]提出的项目决策评估理论。通过对不同项目方案在经济、技术和社会三个方面的优劣势进行分析研究和比较,对项目方案进行综合评价,再根据得分判断哪一种方案能够创造更多的经济效益和社会效益,提升项目成功率和影响力。
如何对储能建设项目投资决策评估的理论进行选择应用,需要遵循储能建设项目投资决策评估的原则。
3 储能建设项目决策评估指标体系的构建 ........................... 23
3.1 储能建设项目决策评估指标体系的构建原则 ............................. 23
3.1.1 储能建设项目决策评估指标体系构建遵循的基本原则 ................... 23
3.1.2 储能建设项目决策评估指标体系构建的基本原则 ........................... 24
4 储能建设项目投资决策评估方法研究 .............................. 34
4.1 基于神经网络储能建设项目决策评估方法选择 ...................... 34
4.2 基于神经网络储能建设项目决策评估模型的构建 ..................... 37
5 基于神经网络储能建设项目决策评估模型的实证分析应用 ........................ 44
5.1 研究区概况 ..................................... 44
5.2 储能建设项目影响因子数据来源 .......................... 45
5 基于神经网络储能建设项目决策评估模型的实证分析应用
5.1 研究区概况
从2008年开始,我国开始尝试发展储能及充放电设施项目;2011-2014年间,在国家的政策主导下,不少一线及省会城市、直辖市开始投入储能及充放电设施建设,C市便是其中之一;2015-2018年,国家陆续出台政策鼓励储能项目的市场化发展,C市逐步发展形成了初具规模的储能建设市场,开始探索设置独立机构发展储能业务和塑造品牌,全力争取储能项目的发展和盈利模式的建立。到2019年,我国大力发展新基建,经过近十年的发展,C市已经发展成为目前开展储能项目建设及运营较多,也较成熟的城市。到2022年,在C市能源电力管理部门和电网企业的指导下,C市已经成立了多个独立于电源、用户的储能市场参与主体,锚定业务开发实际,瞄准特定电力用户需求,固化产品集群,开发并成功运行了致力于当地经济和电网发展特色的储能建设项目。选择C市作为储能建设项目决策评估的研究区同时具备代表性和可行性。
(1)研究区选择的代表性
C市地处我国西南地区由平原向高原过渡的地带,四季气候变化较为明显,水电、风电、火电等各类发电资源丰富,能源结构复杂,为开展各类储能项目的建设和研究提供了天然优势。C市作为国家经济发展的重点城市,常住人口超过三千万人;其农业、工商业等各类经济形势兼备,GDP常年处在全国前十,用电量大、用电形式多样,在储能建设项目的应用场景和技术选择的分析方面也具备一定的代表性。C市电网正处在由传统受端电网向多元复杂的枢纽电网转型的关键时刻,研究其储能建设项目的发展对未来全国电网整体向多元复杂的新型电力系统转型也将带来一定的借鉴意义。
6 结论与建议
6.1 研究结论
本文主要探讨了储能建设项目进行投资建设时应考虑的特征指标;并以C市为实证研究对象,运用神经网络技术建立模型,完成了用户端电化学储能项目决策评估数据的训练、预测和评估工作。本文的研究成果对储能项目的发展、项目管理学决策评估的实践,以及神经网络技术在实际生产生活中的应用都具有一定的借鉴意义。
6.1.1 项目管理决策评估理论具备一定的实践性
本文研究的是项目管理在决策阶段的关键工作,即项目的决策评估。按照项目决策评估的定义,主要聚焦的是项目的投资回收期、净现值和内涵收益率的测算。虽然传统认