分布式光伏系统自用电率对项目投资建设的意义研究

分布式光伏系统自用电率对项目投资建设的意义研究

刘峰，孙赞，陈雪记

（山东电力工程咨询院有限公司，山东济南 250013）

摘要：光伏项目投资决策过程中，因自用和上网电价差额较大，自用电率便成为项目能否落地的关键因素，现阶段可研设计人员根据企业用电量及规划光伏容量依据经验做出判断，实际偏差率较大，无法为投资决策提供准确的数据，导致项目投资未达预期或者错过收益良好的项目，本文通过分析自用电率关键因素，为投资决策提供可靠依据。

关键词：分布式光伏；自用电率；关键因素；投资决策

Research on The Significance of Self Consumption Rate of Distributed Photovoltaic Systems for Project Investment and Construction

Liu Feng, Sun Zan, Chen Xueji

（Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Co., Ltd., Ji'nan, Shandong 250013，China）

Abstract: In the investment decision-making process of photovoltaic projects, due to the significant difference between self use and grid electricity prices, self use electricity rate becomes a key factor in whether the project can be implemented. At present, feasibility study designers make judgments based on the enterprise's electricity consumption and planned photovoltaic capacity based on experience. The actual deviation rate is large and cannot provide accurate data for investment decision-making, resulting in project investment not meeting expectations or missing out on projects with good returns, This article analyzes the key factors of self consumption rate to provide reliable basis for investment decision-making.

Key words: Distributed photovoltaics; Self use electricity rate; Key factors; Analysis methods

1 引言

为贯彻落实国家碳达峰、碳中和战略部署，推进能源绿色低碳转型，国家大力支持分布式光伏发展，2021年，国家能源局正式下发《国家能源局综合司关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开始试点方案的通知》红头文件。通知指出，党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%；学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%；工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%；农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。在分布式光伏项目投资决策过程中，关键评价指标为资本金内部收益率，为测算出满足投资要求的资本金内部收益率，需要落实分布式光伏系统自用电率，确定光伏发电时段综合电价。

分布式光伏通常采用“自发自用、余电上网”的模式，通过光伏发电量乘以优惠后的光伏发电时段综合电价作为主要收益基础，减掉前期开发、建设、贷款、运维等各种成本费用，测算出资本金内部收益率。项目前期开发一般以租用产权方场地提供租金，或给予用电方电价折扣等形式，由投资方和产权方或用电方签署能源管理协议，注明租金金额与电价折扣。在满足投资收益最低要求且年均发电量与成本费用固定的情况下，光伏发电时段综合电价成为项目开发的关键因素，其准确性关系到项目能否落地建设。

2 光伏发电时段综合电价分析

2.1光伏发电时段综合电价

光伏发电时段综合电价由光伏发电时段自用电价、上网电价、光伏发电时段自用电价折扣等综合计算后得出，计算公式为：光伏发电时段综合电价=光伏发电时段平均自用电价×电价折扣×光伏发电时段自用电率+上网电价×（1-光伏发电时段自用电率）。由此推算出光伏发电时段自用电率=（光伏发电时段综合电价-上网电价）/（光伏发电时段自用电价×自用电价折扣-上网电价）。

光伏发电时段自用电价一般为峰平谷时段综合电价（每个省份不同）或一口价（不同物业类型），上网电价为各省份统一定价，需要较为准确的光伏发电时段自用电率才能计算出准确的综合电价。

2.2光伏发电时段电价政策分析

目前，全国11个省（区）正在执行或正在发布将光伏发电高峰时段调整为谷电的政策文件：山东、浙江、湖北、辽宁、青海、宁夏、新疆、甘肃、内蒙（分东西部）、河北。而广东、河南、重庆、湖南、北京、上海等省份则代表了全国范围内电价峰时与光伏发电峰时对应的地区。

根据最新的分时电价，全国范围内呈现出两极分化的态势，峰谷价差仍然存在：24个地区单一制电价的最大峰谷价差超过0.7元/kWh，广东、湖南、江苏、重庆最大峰谷电价差达1元/kWh以上；25个地区两部制电价最大峰谷电价差超0.7元/kWh，广东、上海、江苏、华南、山东最大峰谷电价差达1元/kWh以上，但峰时不一定是光伏发电高峰时段，因此大部分省份要求光伏建设要配套一定比例的储能，储能具有灵活调节、快速响应、主动支撑等优势，既可布局在大电源、大电网的关键节点，也可作为分布式智能电网、综合智慧能源系统的关键装备之一，可储可放、兼容并举，可及时有力地支撑电力系统安全稳定运行。

3 自用电率关键因素分析

3.1不同物业类型用电量分析

通过全国范围内部分区县调研，按物业类型主要分为党政机关、学校、医院、村委会、工商业厂房、农村户用等，通常用电规律为：

（1）党政机关周一至周五8点-18点为用电高峰，午休时间用电量较少；节假日用电较少；5月-9月空调用电量大，其他月份较为平均，春节月份用电量最低。某单位每月用电量见图1。

图1 某单位每月用电量

（2）学校分为幼儿园、小学、初中、高中、大学等多种类型，常规非寄宿制学校（幼儿园、小学、初中）周一到周五8点-17点为用电高峰，午休时间用电量较少，节假日寒暑假用电较少；寄宿制学校（高中、大学）全天用电量较大，节假日也有较大用电量，暑假在校学生较多，用电量未明显降低。某小学每月用电量见图2，某高中每月用电量见图3。

图2 某小学每月用电量

图3 某高中每月用电量

（3）医院通常全天用电量都较大，午休时间用电量相对较少。全年用电量随气温规律变化，春节月份对用电量影响较小。某医院每月用电量见图4。

图4 某医院每月用电量

（4）村委会或社区通常规模较小，整体用电量较少，用电规律基本与党政机关一致。

（5）工商业厂房根据不同生产模式，用电量差异较大：8小时工作制午休时间用电量相对较少；如24小时不间断生产，全天用电量较大。8小时工作制企业用电量随季节变化较为明显，24小时工作制企业用电量除春节外较为平均。见图5、图6。

图5 某8小时工作制企业每月用电量

图6 某24小时工作制企业每月用电量

（6）农村户用项目户主白天上班或务农不在家，用电量极少，通常模式为全额上网，不自用。

3.2不同物业类型光伏发电自用率关键因素分析

（1）午休时段：全国大部分省份午休时段（12点-14点）为平时段，此时段光伏发电量为每日最高，但自用率偏低。

（2）节假日：全国大部分物业类型为周末双休制，周末值班人员较少，全天光伏发电自用率均偏低。

（3）寒暑假：主要对于学校而言，尤其是幼儿园、小学、初中，寒暑假均无学生在校，仅有值班人员，全天光伏发电自用率均偏低。

（4）工作制：8小时工作制，午休时间光伏发电自用率偏低；24小时工作制，全天光伏发电自用率较高。

（5）天气：我国气候多样，不同省份差异很大，主要影响因素为南方的雨季光照不足，北方冬季降雪较多，发电量偏低，但在用电量不变的情况下，此期间用电率反而较高。

3.3不同政策省份午休与工作制验证分析

我国大部分地区夏至日光伏发电时段为6点-19点，冬至日为9点-15点，故取整体发电量较大的9点-15点时段。在自用电率有限的前提下，以光伏发电时段执行峰平时电价的某区和光伏发电时段执行谷时电价的某县为例进行分析。

3.3.1光伏发电时段执行峰平时电价的某区自用电率分析

广东省某区，9点~10点、12点~14点为平时，10点~12点、14点~15点为峰时，时段分布见图7。

图7 广东省某区自用电价峰平谷时段图

由图7得知，广东省某区光伏发电时段自用电价峰平占比为1比1，光伏发电时段自用电价=峰时电价×50%+平时电价×50%。

图8 广东省某区某工商业项目发电与用电统计

由图8得知，谷时段光伏项目已开始发电，根据谷时段为0点-8点有发电量与自用来分析，18点-19点项目依然在发电。

平时段为8点-10点和12点-14点共4小时，平时段自用电率为（10260-5308）/10260=48.3%；

尖峰时段为11点-12点和15点-17点共3小时，尖峰时段自用电率为（6209-1764.8）/6209=71.6%；

峰时段为10点-11点和14点-15点共2小时，峰时段自用电率为（5409-1518.4）/5409=71.9%；

根据尖峰时段与平时段的自用电率来分析，12点-14点为该工商业项目的午休时间，该时段内自用电率较低，导致光伏发电时段综合自用电率为60.2%；若该企业12点-14点持续换班生产，则光伏发电时段综合自用电率可达70%以上。经验证分析，午休时段与工作制属于光伏发电自用率关键因素，且两者关系可对应。

3.3.2光伏发电时段执行谷时电价的某县自用电率分析

山东省某县，9点~10点为平时，10点~11点、14点~15点为谷时，11点~14点为深谷时，时段分布见图9。

图9 山东省某县自用电价峰平谷时段图

由图9得知，山东省某县光伏发电量高峰时段不执行峰时电价，只有谷时与深谷时段，光伏发电高峰时段综合电价极低，因此山东省以峰平谷时段计费的项目不适用于无储能的“自发自用、余电上网”模式，通常为全额上网并配备一定比例的储能。

4 投资决策建议

对于“自发自用、余电上网”模式的项目投资决策而言，需要从收入与成本两方面考虑。一般建设期较短，成本较为固定，运行期人工成本随工资水平提高通常逐年上涨。鉴于多数分布式光伏项目投资运行年限按25年测算，但是电价收益均基于当前电价政策测算，因此需要充分评估运行期间峰谷时段及电价调整对光伏发电收益带来的影响。

（1）在无专项补贴的前提下，光伏所发电量是唯一的收入来源，随着光伏组件更新换代，转换效率不断提高，成本不断下降，可以考虑在投资成本收回后更新光伏组件，以增加更多的发电量。

（2）考虑企业实力及所经营行业考虑到屋顶业主的存续，优先选择企业实力较强，行业发展前景好的业主作为合作方，保持较好的自用电率。

（3）投资公共物业项目，包括党政机关、医院、学校等，此类型项目关乎民生，自用电率长期稳定。

（4）关注峰平谷时段调整。如按较高的综合自用电价进行收益率测算，需要考虑按全额上网电价并算出项目成本价，满足即使后续电价政策调整或用电企业撤离对自用电价造成较大影响时，依然可以保本。

5 结语

随着整县屋顶分布式光伏建设的持续推进，优质屋顶资源越来越少，项目越来越小而分散，开发成本越来越高，紧跟政策，做好分布式光伏系统自用电率分析，灵活把握收入与支出的动态变化，才能实现投资决策的目标。

参考文献：

[1] 《国家能源局综合司关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》.