一种光伏电站投资收益评价系统及其方法与流程

本公开涉及电站投资收益评价领域，具体来说，涉及基于电力市场的一种光伏电站投资收益评价系统及其方法，致力于解决在电力市场条件下光伏电站投资收益难以有效评价的问题。

背景技术：

1、在中国及其他很多国家，光伏电站作为可再生能源受到政策支持，曾长期享受对电量全额保障性收购，上网电价为固定电价(含补贴的电价或参考火电标杆的平价)等鼓励政策。因此，现有光伏电站投资收益评价主要基于这个背景，常以理论上网电量和固定电价作为投资收益评价的基本输入，综合预计的政策补贴及建设总投资金额、运行维护、融资和税费等成本，以测算项目多年现金流为基础，计算项目全投资内部收益率(或资本金内部收益率)来进行收益评价。

2、然而，随着光伏发电的技术进步及其在电力能源结构中所占比例的不断上升，光伏电站逐渐成为主要电源。光伏电站逐步进入电力市场并按照市场规则从市场交易中获得收益已成为趋势。在电力市场中，光伏电站的上网电量不再享受政府全额保障性收购，电价也将受到市场供需关系的影响而呈现不确定性。此外，市场中还出现绿电交易、绿证转让等其他收益机会。光伏电站投资收益在不同地区的电力市场呈现收益的差异性，同一项目在不同时段的市场化收益将出现明显波动性，提出一种基于电力市场的光伏电站投资收益评价新方法非常迫切。

3、受以往可再生能源相关政策的影响，因光伏电站的上网电价通常为政府授权的固定电价，不受电力市场波动的影响，并享有电网优先调度权，上网电量具有高度确定性。因此，现有传统的光伏电站投资评价方法通常基于固定电价和理论上网电量的假设计算电能量收益。

4、然而，随着新能源逐渐进入电力市场化时代，光伏电站将不再享有固定电价和全额保障性收购的待遇，上网电量除了受光照资源波动外，还受到限电率等消纳因素的影响，电价因市场交易不断变化，并且呈现电力中长期交易和现货交易的价格差别。在不同电力市场区域、同一项目的不同方案以及同一地区的不同年份之间，光伏电站投资收益面临更大的不确定性。传统的光伏电站投资评价方法已难以满足电力市场下光伏电站投资决策的需求。

5、电力市场环境的不断发展，导致了现有的光伏电站投资收益评价方法逐渐无法满足需要，故也亟需对固有的评价方法进行调整和创新，以适应新的电力市场环境，确保光伏电站投资人能够有效进行光伏电站的投资分析和决策，保障投资人的预期资产收益。

6、因此，亟需基于电力市场的规则来设计一种新的光伏电站投资收益评价方法，充分考虑影响光伏电站收益的各种因素，采用合适的时序模型来量化预测未来的电力市场，更精准地评估光伏电站在电力市场下的逐年投资收益，提供直观易用的多方案收益指标对比分析工具，帮助投资者有效地做出合理可信的项目投资决策。

技术实现思路

1、针对相关技术中的上述技术问题，本公开提出一种一种光伏电站投资收益评价系统，能够克服现有技术存在的上述不足。

2、为实现上述技术目的，本公开的技术方案是这样实现的：

3、本公开第一个目的在于提供一种光伏电站投资收益评价系统，其包括：

4、光伏电站项目数据模块：明确特定的收集光伏电站项目的开发成本、投资建设成本、运营期的运行维护成本、项目融资成本和税费成本数据，并将上述各项成本折算到运营期的各年份，还收集光伏电站的运营期内每年的预期发电曲线和理论上网电量数据，作为其生成数据；

5、电力市场多因素预测模块：根据光伏电站项目所在电力市场的市场运行的政策和市场运行的历史数据，生成光伏电站项目适用的运营期内每年的容量电价、电力辅助服务、绿电环境价值收益的现金流；

6、电力现货价格预测模块：对所在电力市场区域的电力市场现货电价的历史数据进行数据预处理和特征工程提取关键信息，并考虑光伏电站项目参与电力现货电量相比基荷的时域分布权重，生成光伏电站项目在运营期内每年的电力现货电量的均价；

7、电力中长期协议价格模块：将光伏电站项目对应的项目运营期内以中长期协议结算电量划分为“中长期购电协议ppa期内”和“中长期购电协议ppa期外”两部分，生成该两部分各自对应的电价；

8、市场化度电成本分析模块：与光伏电站项目数据模块、电力市场多因素预测模块相连接，首先从光伏电站项目数据模块、电力市场多因素预测模块接收生成的数据，然后根据投资分析指标“市场化度电成本”的定义进行计算，生成光伏电站项目在项目运营期内的逐年的市场化度电成本数据；

9、市场化度电收益分析模块：与光伏电站项目数据模块、电力现货价格预测模块、电力中长期协议价格模块、市场化度电成本分析模块相连接，从光伏电站项目数据模块、电力现货价格预测模块、电力中长期协议价格模块、市场化度电成本分析模块接收生成的数据，然后根据投资分析指标“市场化度电成本mcoe”的定义进行计算，生成光伏电站项目在项目运营期内的逐年的“市场化度电收益mgoe”数据；

10、多方案收益指标对比分析界面：为一个易用直观的分析系统界面，为用户提供将单个光伏电站项目的多种方案，或多个光伏电站项目的数据通过上述各模块分别获得所述项目运营期内的“市场化度电成本mcoe”和“市场化度电收益mgoe”的多组数据，并直观地展现在同一分析界面中。

11、优选地，所述电力市场多因素预测模块采用预训练的timesfm模型对所述光伏电站项目在运营期每年的限电量进行预测，根据所在电力市场区域的电力和电量平衡趋势(含电力负荷预测、各类电源和电网的发展规划)，生成所述光伏电站项目适用的运营期内每年的上网电量，所述上网电量扣除了因电网运行需要或其他原因被限发的电量。

12、优选地，所述电力现货价格预测模块采用prophet模型对该光伏电站项目在其对应的电力市场节点参与电力现货交易电量的年度加权均价进行预测。

13、优选地，所述电力中长期协议价格模块划分中长期协议价格时，所述光伏电站项目拟签约的所述“中长期购电协议ppa合约期内”每年的电量和对应电价；所述中长期购电协议ppa未覆盖的运营期的时段则作为所述“中长期购电协议ppa期外”，其电价按电力期货市场的相应年份的电力远期期货价格确定。

14、优选地，所述市场化度电成本分析模块的计算方式为：

15、将“市场化度电成本mcoe”(market-based cost of energy,简称mcoe)按如下公式一进行定义，即对项目运营期为n年的光伏电站，其第k年的市场化度电成本mcoek计算如下：

16、

17、其中：k取值范围为1至n；

18、ccapex.k为项目开发、建设等总资本支出分摊到运营期第k年的值；

19、copex.k为项目在第k年因运行维护所产生的成本；

20、cfin.k为项目融资和财务的总成本分摊到第k年的成本；

21、ctax.k为项目所需承担的税费成本分摊到第k年的成本；

22、rcap.k为项目在第k年因提供容量价值从市场获得的收入；

23、rgreen.k为项目在第k年因提供环境价值从市场获得的收入；

24、ras.k为项目在第k年因提供(体现为获得收入)和享受(体现为费用分摊)电力辅助服务获得的净收入，如果辅助服务的费用分摊大于辅助服务补偿，则净收入ras.k<0；

25、egen.k为项目在第k年基于光资源和电站整体可用率的理论上网电量；ecurt.k为项目在第k年因电网运行需要或其他原因被限发的电量。

26、优选地，所述市场化度电收益分析模块计算市场化度电收益的方式如下：

27、将“市场化度电收益mgoe”(market-based gain of energy,简称mgoe)按如下公式二定义，即对项目运营期为n年的光伏电站，其第k年的市场化度电收益mgoek计算如下：

28、

29、其中：k取值范围为1至n；

30、eppa.k为项目在第k年通过中长期售电协议出售的电能量；

31、pppa.k为项目在第k年通过中长期售电协议出售的电能量的电价；

32、pspotavg.k为项目在第k年参与电力现货市场出售的电能量的年度加权均价；rarb.k为项目在第k年因参与电力日前现货和实时现货市场因合理交易策略获得的较市场同类电站平均水平的超额收入，对于策略表现领先的电站，rarb.k>0；而对于策略表现不佳的电站，rarb.k<0。

33、在一个具体实施例中，对项目运营期为n年的光伏电站，n的数值视实际需要而定，n优选为25。

34、优选地，所述市场化度电收益分析模块计算市场化度电收益的过程中，当某一年或多年(例如运营期前五年)平均的市场化度电收益越大，则意味着当年或所选多年的光伏电站收益越高。

35、优选地，当某一年或多年(例如运营期前五年或前十年)平均的“市场化度电收益”低于投资人愿意接受的最低收益水平，意味着对应时段的光伏电站项目收益水平不满足投资收益水平门槛。实施时，通过逐年分析度电收益的变化趋势，用于评价本项目运营期内各年份收益水平的高低和不同年份的波动性，为光伏电站投资决策提供依据。

36、优选地，所述多方案收益指标对比分析界面将不同方案的度电收益同时与基准值(例如投资人设定的前五年或前十年最低收益水平)进行逐年比较，直观地将同一项目或不同项目的多种方案进行收益水平的逐年比较，为光伏电站项目的方案比较遴选提供有效的投资决策支持。

37、本公开的第二个目的在于所述光伏电站投资收益评价系统所采用的方法，其包括以下步骤：

38、s1：开始；

39、s2：所述市场化度电成本分析模块从所述光伏电站项目数据模块和电力市场多因素预测模块接收生成的数据，根据投资分析指标“市场化度电成本”的定义进行计算，获得本项目运营期内的逐年的市场化度电成本mcoe；

40、s3：所述市场化度电收益分析模块从电力现货价格预测模块、电力中长期协议价格模块接收生成的数据，另外所述市场化度电成本分析模块将所述市场化度电成本mcoe传送给所述市场化度电收益分析模块；

41、s4：所述市场化度电收益分析模块根据投资分析指标“市场化度电收益”的定义进行计算，再从所述光伏电站项目数据模块接收生成的数据，获得本项目运营期内的逐年的市场化度电收益mgoe，连同逐年的市场化度电成本mcoe一并作为结果数据；

42、s5：所述市场化度电收益分析模块将结果数据传送给所述多方案收益指标对比分析界面分析展示，所述结果数据包括逐年的市场化度电成本mcoe和市场化度电收益mgoe；

43、s6：结束。

44、优选地，所述方法中，市场化度电成本mcoe：作为投资评价指标，包括将包括电站的容量价值、辅助服务价值、环境价值等因素折算入“市场化度电成本”的设计；市场化度电收益mgoe：作为投资评价指标，包括将上网电量分解为中长期协议电量和参与现货市场电量，并搭配“中长期购电协议ppa”的电价、电力期货的远期合约电价和现货电价以及“市场化度电成本”，并且包含反映电力现货交易策略的水平高低的超额收益(或损失)的因素，形成“市场化度电收益”的计算方法。实施时，通常市场化度电成本mcoe指标反映单位电能量的成本竞争力，其值越小越有优势，市场化度电收益mgoe指标反映单位电能量的收益能力，其值越大对应收益能力越强。

45、优选地，采用timesfm模型对光伏电站项目在运营期内各年度，因电网运行或其他原因被限发的电量进行预测。

46、优选地，采用prophet模型对光伏电站项目在运营期各年度参与电力现货交易电量的年度加权均价进行预测。

47、优选地，采用电力期货市场的远期电价作为在“中长期购电协议ppa期外”时段的不参与电力现货电量的电价。

48、相对于现有技术，本公开的有益效果：(a).提升了匹配性和可信度，通过增强光伏电站投资评价方法对电力市场规则的匹配性，本发明显著提升了投资评价结果的可信度和有效性。这意味着投资者可以更加准确地预测和评估光伏项目在电力市场下不同运营年份的收益表现，从而做出更加合理的投资决策。

49、(b).简化了投资收益指标，将影响光伏电站从电力市场获得收益的多种因素整合为“市场化度电成本”和“市场化度电收益”两项评价指标，分别从对电站运营期内每年的单位电量的“市场化成本”和“市场化收益”进行量化评价，简化了投资收益的分析评价指标，充分展现了运营期内单位电量的“市场化成本”和“市场化收益”在不同年份的变化趋势，使得投资决策更为清晰、精准和有效。

50、(c).时间颗粒度更细，之前评价方法是将光伏电站项目全运营期的多年收益平均化为一个收益指标，本系统及方法通过将投资收益指标的时间颗粒度从多年细化至在项目运营期的每一年都有当年的市场化度电成本和市场化度电收益的指标值。本发明提供更细时间颗粒度的投资收益指标可对项目进行逐年投资收益的分析，实现了更精准区分不同年份投资收益差异的分析能力。

51、(d).整合了多种电量的市场化收益，整合了电力中长期合约(含购电协议(ppa)和电力期货市场)和电力现货市场的两类电能量收益组成，其中在购电协议(ppa)覆盖的时间段对应的电量采用ppa约定的电价，对项目运营期内购电协议(ppa)未覆盖的时间段的中长期合约电量，采用电力期货市场的远期合约电价，弥补了现有ppa覆盖不完整的问题，为投资者提供了光伏电站项目完整运营期的以不同形式出售电能量获得收益的全面视角。