深圳智润新能源电力勘测设计院有限公司
        摘要：随着风电项目的开发，上网电价的下行，以及可开发风电场风速越来越低的趋势下，降低风电开发、建设及运营成本和提高项目发电量成为后续风电项目开发将要面临的重要问题，对于一些中低风切变的风电项目，轮毂高度的确定直接影响了项目的整体收益，所以本文对增量内部收益率法在风电项目的轮毂高度比选方法进行浅析，供风电项目技术人员参考。
        关键词：差额投资内部收益率；风切变；内部收益率
        风切变是一种大气现象，风矢量(风向、风速)在空中水平和(或)垂直距离上的变化，风切变按风向可分为水平风的水平切变、水平风的垂直切变和垂直风的切变，风切变在这里指的是风的垂直切变，是水平风速在垂直距离上的变化。风切变指数随着场址位置、测层不同而不同。风切变指数越大，证明轮毂高度越高，风资源条件越好，能获得更好的发电效益，但风切变过大，作用于风机叶轮的荷载则更不平衡，不利于风机的稳定运行。IEC 61400-1以0.2的风切变指数定义风机设计的垂直风况条件，由于风切变受地形、地貌、年份、季节等影响。在内陆平坦地形风电场，受地表粗糙度的影响，容易产生较大的风切变现象。我们以正切变作为研究对象，也就是随着高度的增加，风速越来越大，通过计算分析，找出风速和轮毂高度的最优组合，保证项目的造价水平和发电量，从而达到提升风电场投资收益率的目的。本文以山西某山地低切变项目做实例说明。
        某风电项目装机50MW，海拔为 1449~1596m，风电场存在一定的正切变，风切变在这里指的是风的垂直切变，是水平风速在垂直距离上的变化。风切变指数可描述风矢量在垂直方向上的空间变化情况，风切变指数  由下式计算：
 
        风切变指数越大，证明越往高处，风速的增长的指数关系越大。风切变指数越小，证明越往高处，风速的增长的指数关系越小。受周围山体的影响，山地风电场各区域的垂直风切变均各有不同。本风电项目地形复杂，各测风塔与激光雷达测出的风切变指数相差较大，综合风切变指数为在0.144~0.199之间。由于风电场风切变指数相差较大，在设计过程中需要对每个机位的切变情况进行分析，对比不同轮毂高度的经济性，通过方案对比分析，风电场轮毂高度方案有100m和130m两个方案，现需要根据收益情况，确定哪些机位轮毂高度由100m提高至130m，本文通过增量内部收益率法的应用，确定最优的轮毂高度方案，保证项目实现最大的投资效益。
        一、差额投资内部收益率法的应用（以下简称ΔIRR）
        差额投资内部收益率也称增量内部收益率（ΔIRR），是相比较的两个方案的各年净流量差额的现值之和等于零时的折现率，其表达式为
         （1）
        （CI-CO）2——投资大的方案年净现金流量
        （CI-CO）1——投资小的方案年净现金流量
        差额投资内部收益率是在进行2个互斥型投资方案比选时，2个方案净现值相等时的折现率。当ΔIRR大于基准收益率ic，说明初始投资大的方案优于初始投资小的方案；反之，当ΔIRR小于基准收益率ic，说明初始投资小的方案优于初始投资大的方案。
        基于本项目，通过对比130m轮毂高度风机与100m轮毂高度风机建设投资的差额，按照项目相关财务指标的要求（基准收益率ic=8%，电价按0.60元/kWh，增值税税率按13%，所得税按25%。），可以反算出130m轮毂高度的风机比100m轮毂高度的风机增加多少发电量时，当某一台的提高轮毂高度后的发电量大于ΔIRR=ic提高轮毂高度增加的发电量时，选择高轮毂方案；反之，则选择低轮毂方案。
        选择其中一台单机容量为2.65MW的机位进行分析，通过对两种不同的轮毂高度对比分析，130m轮毂高度方案较100m轮毂高度方案会增加投资的部分包括：风机基础、塔筒、风机及塔筒吊装和道路增加投资，相关费用差额见表1。
        表1  风机100m与130m塔筒变更费用差异表

        本财务评价依据为国家计委、建设部《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）、《风电场项目经济评价规范》和发电有关规定，以及国家现行的财税制度。两种方案相关财务评价数据如下：
        1. 现金流入：
        现金流入包括发电收入和增值税抵扣
        2.现金流出：
        现金流出差额包括三部分：建设期增加投资、运营期增加经营成本增加费用和增值税金及附加；
        通过上述边界条件对本方案的现金流量进行计算，本项目达到所得税前全部投资内部收益率8.0%的临界满发小时数差额为94.67h，即当该机组130m轮毂高度的满发小时数比100m轮毂高度的满发小时数增加大于94.67h时，选择130m轮毂高度的方案较优，反之，则选择100m轮毂高度方案；其余机组轮毂高度方案根据每台机位增加的投资额依此进行分别比选。
        二、结论
        在进行互斥方案比选的时候，有很多种方法，但每种方法都有其局限性，其中静态分析方法中的增量投资收益率法、增量投资回收期法、年折算费用和综合费用法邓也可进行方案的比选，但是此类方法未考虑资金的时间价值，并且有些指标计算需要考虑项目整体情况，此类指标只能作为参考指标，不能作为确定最终方案的依据；另外一些动态指标中净现值比较法、净年值比较法、费用现值比较法、费用年值比较法和净现值率法等指标，虽然考虑了资金的时间价值，也能作为方案最终确定的指标，但是每种方法都有其局限性，对不同投资、不同收益和不同方案等变化因素的影响难以全面考虑，导致方案的确定需要局限于特定的条件内，而差额投资内部收益率在进行此类互斥方案对比中具有明显的优势，不仅考虑的资金的时间价值，而且不用考虑一些公共部分费用的分摊，只需找出方案之间的现金流量的差额，就可以判断方案的优劣，所以在最终方案确定的时候往往采用本方法。
        参考文献
        [1]国家发改和改革委，建设部.建设项目经济评价方法与参数.北京：中国计划出版社，2006.
        [2]全国注册咨询工程师（投资）资格考试参考教材编写委员会.项目决策分析与评价（2019版）.北京：中国计划出版社，2019.
        [3]许昌，钟淋娟，等，风电场规划与设计.北京：中国水利水电出版社，2014.
        [4]国家能源局，风电场项目经济评价规范（NB/T 31085-2016）.北京：中国电力出版社，2016.