浅谈光伏运维平台在机场项目的应用和效益-Susie 周

1、概述

首都机场GTC光伏节能改造项目通过2年的规划、设计和建设于2016年底并网发电，投产至今已经稳定运行并发电2年，取得了一系列机场光伏的运行维护经验。随着国内光伏市场的变化，总结机场光伏的经验并加以推广，对未来的收益进行估算已经是非常迫切研究的课题。

2、发电量对比

首都机场GTC光伏节能改造项目安装容量为484kW，通过采集2017年1月至2018年11月间的光伏电站发电量数据折算成年度发电量为619520kWh。实际利用小时数达到1280h，根据项目的初步设计文件，设计值首年发电小时数为1210h。通过实际发电量和设计发电量进行对比，系统效率提升4.68%，达到了85.68%。

发电量提升的主要原因主要有如下几点：

①设备稳定性好，全年只出现2次逆变器停机的情况，系统运行稳定。

②北京市气污染防治的效果较好，提升了日照强度，提高了光伏电站的发电量。

③首都机场周边没有鸟类、高耸建筑物、大型工程等建设的影响，并且首都机场巡检人员素质较高，光伏电站清洁度始终保持在较高水平。

项目发电消纳情况

首都机场GTC光伏节能改造项目全年所发电量全部就地消纳。由于光伏电站电量就地消纳能够获得0.9元/kW·h的电费和0.42元/kW·h的国家补贴以及0.3元/kW·h的北京市市属补贴，因此在规划设计阶段为保证光伏电站的完全就地消纳，设计人员对GTC的电量消耗进行了分析，最终采用了3个接入点的形式，保证了电站效益。

机场用电量较大，且用电负荷稳定，电力系统设计稳健，安全系数高，是理想的分布式光伏电站用户端。

机场光伏的成本构成

机场光伏的成本构成因为项目的不同具有一定的差异性，下面根据近期完成概算的两个不同并网形式的机场光伏项目进行对比。

（1）项目1：采用10kV并网的机场分布式光伏发电系统造价

其中设备及安装工程包括光伏组价、光伏支架、电缆、升压变、开关柜、并网柜和控制系统的设备、材料及安装工程，占比高。

建筑工程包括，光伏组件基础、土方开挖和回填，其他设备支架和基础和施工辅助工程费用。

表1 采用10kV并网的机场分布式光伏发电系统单位千瓦造价（元）

其他费用包括，设计费，工程前期费，保险费，土地、屋顶租赁等费用。

（2）项目2：采用400V低压并网的机场分布式光伏发电系统造价

表2 采用400V并网的机场分布式光伏发电系统单位千瓦造价（元）

其中设备及安装工程包括光伏组价、光伏支架、电缆、并网柜控制系统的设备、材料及安装工程，占比高。

建筑工程包括，光伏组件基础、土方开挖和回填，其他设备支架和基础和施工辅助工程费用。

其他费用包括，设计费，工程前期费，保险费，土地、屋顶租赁等费用。

项目实际效益分析

实际效益分析部分分为两部分，第一部分1.3.1为项目初步设计阶段预估发电量算出的技术经济分析结果。第二部分1.3.2 为项目实际发电后的发电量计算出的技术经济分析结果。两者的折旧年限，成本、税率水平等其他边际条件均按照统一进行测算。

（1）根据设计院所设计的首都机场GTC光伏节能改造项目的初步设计阶段的技术经济分析结果如下：

测算资本金内部收益率为：22.64%

项目投资内部收益率（调整所得税后）：12.15%

项目投资财务净现值（调整所得税后）（ic=5%）：107.40万元

项目投资回收期（调整所得税后）：7.73年

经计算，本项目总投资收益率、项目资本金净利润率分别为6.93%和19.75%。

（2）根据设计院所设计的首都机场GTC光伏节能改造项目的实际发电量计算的技术经济分析结果如下

测算资本金内部收益率为：35.95%

项目投资内部收益率（调整所得税后）：21.53%

项目投资财务净现值（调整所得税后）（ic=5%）：107.40万元

项目投资回收期（调整所得税后）：4.68年

经计算，通过优化设备选型设计和科学的布局以及较高的运维水平，首都机场GTC光伏项目实现了实际收益率的提升。在机场建设项目，前置的审批严密，设计要求高，充分的论证有利于建设高标准高水平项目工程。并且机场运维人员的素质普遍较高，对于无人或者少人值守的机场光伏项目，依托机场人员巡检和运维，尤其是机场人员对于自身电力系统的保障有力都使得机场光伏项目具有同类项目中较高的投资价值。

机场光伏收益高的原因

分布式光伏具体的收益情况主要取决于消纳电力企业的用电情况。机场作为稳定的用电用户，能够保证合理配置的光伏电站的全额消纳，确保了光伏电站的利润。

光伏电站运营企业或者机场自身也可以通过降低电费的形式或者机场直接投资的模式来获取更加廉价的情节能源电力。不仅降低了成本，完成机场逐年的节能减排目标，而且有助于机场的电力安全，实现部分电力的自给自足。

在高收益的情况下，设计方已经和首都机场开始探索机场储能（电储能、化学储能、储热、动力储能）方式和智能微电网建设。

3、机场光伏的未来发展趋势

分布式光伏的补贴现状

2018年底，国家已经调低了分布式光伏电站的补贴标准，补贴从0.42元/kw·h降低到0.32元/kw·h，如果明年并网则为0.25元/kw·h。北京市光伏电站补贴没有变化，依然是0.3元/kw·h，连续补贴5年。除北京以外，浙江、上海、广东、西安等省市均对于分布式光伏项目有一定的省级或市级补贴。此类区域也更加适宜开展分布式光伏项目，可以提升项目利润率。

光伏组件的价格现状

进入2018年以来，光伏组件的效率有了较大幅度的提升，价格则有较大幅度的下降。2016年首度机场GTC节能改造光伏电站的组件价格计算为3.8元/w，根据2018年近期的招标情况，光伏组件的价格已经下降到了2.0~2.3元/w的区间。

发电量提升手段增多

为满足光伏“领跑者”的技术和竞争电价的要求，进入2018年以来，单轴跟踪支架，双面发电组件，1500V直流光伏系统的造价均有较大幅度的降低。通过采用新技术，既能提升光伏电站的收益，也能增加光伏电站的系统先进性，使机场的光伏电站能够得到技术升级的优势，很好的解决各种类型地块的利用问题。

机场光伏项目乃至机场的能源互联网项目大有可为

机场的用电成本约为1.1元/kw·h，电价高，具备较大的利润空间。如果能够和当地的供电局合作，通过华北电力设计院设计机场项目的具体铺设和运行方式，设计光伏电站和10kV并网的部分，结合供电局在110kV以下的新机场范围内全额消纳，会产生较高的利润。

一旦结合到了110kV以下全额消纳本光伏项目所发电量，就已经实际形成了区域内的智能微电网，设计院在具体的设计中发现可以将机场自身的能源消耗看做一个闭环。其能源消耗相对独立，管理权力集中且独立，具备好的开展能源互联网的方式，因此设计方针对首都机场进行了能源互联网的规划。

在规划中，针对首都机场冷、热、电、储都进行了规划，并且依托110kV变电站下属配电网实现能源的大限度循环利用，提升能源利用效率，降低机场的整体能源消耗。