風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)組合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益的投資組合原理評(píng)估模型

1、0m德國(guó)風(fēng)力發(fā)電與電力交易市場(chǎng)分析m投資組合原理在風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域運(yùn)用可行性研究m實(shí)驗(yàn)性范例風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)組合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估的投資組合模型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)組合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估的投資組合模型1Einleitung背景，動(dòng)機(jī)與目標(biāo)背景，動(dòng)機(jī)與目標(biāo)趨勢(shì)趨勢(shì)m 可再生能源發(fā)電在未來能源結(jié)構(gòu)中所占的比列至關(guān)重要m 由固定入網(wǎng)補(bǔ)貼向直接入網(wǎng)轉(zhuǎn)換的長(zhǎng)期戰(zhàn)略目標(biāo)問題問題m 可再生能源（風(fēng)能）發(fā)電的波動(dòng)性特征m 可再生能源面對(duì)基于傳統(tǒng)能源發(fā)電結(jié)構(gòu)構(gòu)建的電力市場(chǎng)架構(gòu)的不適應(yīng)性 長(zhǎng)期：電力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整 短期：運(yùn)用經(jīng)濟(jì)學(xué)模型（投資組合原理）降低可再生能源（風(fēng)能）直接入網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)與電網(wǎng)波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化投資回報(bào)。 目標(biāo)目標(biāo)m 運(yùn)用投資組

2、合原理的針對(duì)風(fēng)力發(fā)電廠市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估模型的建立，m 不同分析前提下可能的最優(yōu)投資組合的計(jì)算2Analyse der Windenergie und des Strommarkts in Deutschland 德國(guó)風(fēng)能發(fā)電與電力市場(chǎng)分析德國(guó)風(fēng)能發(fā)電與電力市場(chǎng)分析風(fēng)能風(fēng)能 m可再生能源法m在岸與離岸風(fēng)場(chǎng)m電網(wǎng)建設(shè)m風(fēng)力等級(jí)m儲(chǔ)能電力市場(chǎng)電力市場(chǎng)m電力價(jià)格:w發(fā)電成本w電力交易市場(chǎng)價(jià)格w終端用戶價(jià)格w可再生能源對(duì)電力市場(chǎng)優(yōu)先次序法則的影響m直接入網(wǎng):w固定入網(wǎng)補(bǔ)貼遞減直至取消w市場(chǎng)補(bǔ)貼形式m補(bǔ)償電能:w電網(wǎng)調(diào)節(jié)電能與可再生能源運(yùn)營(yíng)商所支付的補(bǔ)償電能關(guān)系w補(bǔ)償電能價(jià)格影響因素3Windenergi

3、e unter Mean-Varianz-Portfolio-Anstzen投資組合原理在風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域的運(yùn)用投資組合原理在風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域的運(yùn)用m投資組合原理針對(duì)風(fēng)場(chǎng)發(fā)電優(yōu)化的應(yīng)用投資組合原理針對(duì)風(fēng)場(chǎng)發(fā)電優(yōu)化的應(yīng)用m收益:w風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)能系數(shù)（實(shí)際發(fā)電量與裝機(jī)容量的比值）w風(fēng)場(chǎng)發(fā)電量預(yù)估錯(cuò)誤w考慮補(bǔ)償電力價(jià)格后的風(fēng)場(chǎng)經(jīng)濟(jì)收益 m風(fēng)險(xiǎn):w不同收益形式的波動(dòng) 單一風(fēng)場(chǎng)對(duì)比風(fēng)場(chǎng)組合：總回報(bào)率與總風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)單一風(fēng)場(chǎng)回報(bào)率與風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)化，風(fēng)場(chǎng)組合發(fā)電波動(dòng)性的降低，風(fēng)場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)的提高 運(yùn)用矩陣模型實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)投資組合的計(jì)算4Windenergie unter Mean-Varianz-Portfolio-Ans

4、tzen模型搭建與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)模型搭建與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)德國(guó)四大電網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)最優(yōu)組合論證德國(guó)四大電網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)最優(yōu)組合論證m研究對(duì)象: 四大電網(wǎng)區(qū)域 (TenneT, Amprion, 50Hertz, TransnetBW)m方案w風(fēng)能發(fā)電量最大（全年）2012w風(fēng)能發(fā)電對(duì)電網(wǎng)貢獻(xiàn)最大化(峰時(shí)) 2012w風(fēng)能發(fā)電量最大（全年）2020m數(shù)據(jù)基礎(chǔ)w電網(wǎng)區(qū)域數(shù)據(jù)各電網(wǎng)區(qū)域每15min風(fēng)力發(fā)電量數(shù)據(jù)收集整理 w各電網(wǎng)風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量數(shù)據(jù)收集整理五處示例風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)組合求解五處示例風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)組合求解m研究對(duì)象:五處示例風(fēng)場(chǎng) (Windpark25,27,33,36,42) m方案w風(fēng)能發(fā)電量最大 w通過最小化風(fēng)場(chǎng)發(fā)電預(yù)估值偏

5、差進(jìn)而最大化風(fēng)場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)w考慮補(bǔ)償電能支出前提下的風(fēng)場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化m數(shù)據(jù)基礎(chǔ)w風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力資源數(shù)據(jù)（地質(zhì)氣象公司提供）w電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)5Exemplarische Untersuchungen電網(wǎng)區(qū)域最優(yōu)化論證（電網(wǎng)區(qū)域最優(yōu)化論證（1）風(fēng)電發(fā)電量最優(yōu)風(fēng)電發(fā)電量最優(yōu) 2012m目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)全年度風(fēng)力發(fā)電量最大m收益參數(shù)收益參數(shù)Rendite 目標(biāo)電網(wǎng)區(qū)域風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)能系數(shù)m風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)Risiko風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)能系數(shù)波動(dòng)m結(jié)論：當(dāng)前組合趨向最優(yōu)結(jié)論：當(dāng)前組合趨向最優(yōu)左下：各區(qū)域參數(shù)系數(shù)表左下：各區(qū)域參數(shù)系數(shù)表右上：各電網(wǎng)區(qū)域及電網(wǎng)區(qū)域組合在效益邊界視圖中的分布右上：各電網(wǎng)區(qū)域及電網(wǎng)區(qū)域組合在效

6、益邊界視圖中的分布右下：不同收益風(fēng)險(xiǎn)組合對(duì)應(yīng)的個(gè)區(qū)域產(chǎn)能份額右下：不同收益風(fēng)險(xiǎn)組合對(duì)應(yīng)的個(gè)區(qū)域產(chǎn)能份額 TenneTAmprion50HertzTransnetBWMean0,1931000,1669140,1785800,047581Standardabweichung0,1699380,1642160,1764850,067904TenneT10,7781970,8570630,538615Amprion10,6496840,70293450Hertz10,538990TransnetBW16Exemplarische Untersuchungen電網(wǎng)區(qū)域最優(yōu)化論證電網(wǎng)區(qū)域最優(yōu)化論證(2)

7、m風(fēng)能發(fā)電對(duì)電網(wǎng)貢獻(xiàn)風(fēng)能發(fā)電對(duì)電網(wǎng)貢獻(xiàn)最大化最大化風(fēng)能發(fā)電對(duì)電網(wǎng)貢獻(xiàn)最大化(峰時(shí)) 2012m收益參數(shù)收益參數(shù)Rendite 目標(biāo)電網(wǎng)區(qū)域風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)能系數(shù)m風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)Risiko風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)能系數(shù)波動(dòng)m結(jié)論：當(dāng)前組合趨向最優(yōu)結(jié)論：當(dāng)前組合趨向最優(yōu)TenneTAmprion50HertzTransnetBWMean0,1963430,1692510,1769110,046884Standardabweichung0,1740630,1729170,1798410,071380TenneT10,7880330,8548600,524941Amprion10,6516810,68482650Hertz1

8、0,535766TransnetBW17Exemplarische Untersuchungen電網(wǎng)區(qū)域最優(yōu)化論證電網(wǎng)區(qū)域最優(yōu)化論證(3)風(fēng)電發(fā)電量最優(yōu)風(fēng)電發(fā)電量最優(yōu) 2020m目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)全年度風(fēng)力發(fā)電量最大m收益參數(shù)收益參數(shù)Rendite 目標(biāo)電網(wǎng)區(qū)域風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)能系數(shù)在岸風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)能系數(shù):高于2012年5%離岸風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)能系數(shù)：44%m風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)Risiko風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)能系數(shù)波動(dòng)m結(jié)論：預(yù)估結(jié)論：預(yù)估2020年四大電網(wǎng)區(qū)域風(fēng)年四大電網(wǎng)區(qū)域風(fēng)力發(fā)電組合非最優(yōu)力發(fā)電組合非最優(yōu)TenneTAmprion50HertzTransnetBWMean0,2236770,1752600,1921780,0499

9、60Standardabweichung0,1699380,1642160,1764850,067904TenneT10,7781970,8570630,538615Amprion10,6496840,70293450Hertz10,538990TransnetBW18Exemplarische Untersuchungen示例風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)組合求解（示例風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)組合求解（1） m目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)全年度風(fēng)場(chǎng)組合風(fēng)力發(fā)電量最大m收益參數(shù)收益參數(shù)Rendite 目標(biāo)風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)能系數(shù)m風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)Risiko風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)能系數(shù)波動(dòng)m結(jié)論結(jié)論：相比：相比單個(gè)風(fēng)場(chǎng)，投資者單個(gè)風(fēng)場(chǎng)，投資者可以根據(jù)自身的可以根據(jù)自身的

10、風(fēng)險(xiǎn)喜好對(duì)各風(fēng)場(chǎng)組合不同風(fēng)險(xiǎn)喜好對(duì)各風(fēng)場(chǎng)組合不同的收益的收益-風(fēng)險(xiǎn)組合進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)組合進(jìn)行選擇，有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)提高收益。行選擇，有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)提高收益。Windpark25Windpark27Windpark33Windpark36Windpark42Mean0,2144630,2189680,1572090,1281850,147913Standardabweichung0,2169150,2069560,1777520,1754570,168301Windpark2510,7079440,4904390,4830220,453733Windpark2710,6287280,5769590,55258

11、2Windpark3310,6518050,680351Windpark3610,576513Windpark42 19Exemplarische Untersuchungen示例風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)組合求解示例風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)組合求解(2) m目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)風(fēng)場(chǎng)組合發(fā)電量預(yù)估錯(cuò)誤最小化（風(fēng)場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性貢獻(xiàn)最大化）m收益參數(shù)收益參數(shù)Rendite 目標(biāo)風(fēng)場(chǎng)發(fā)電量預(yù)估錯(cuò)誤系數(shù)m風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)Risiko預(yù)估錯(cuò)誤系數(shù)波動(dòng)m結(jié)論結(jié)論：相比單個(gè)風(fēng)場(chǎng)，：相比單個(gè)風(fēng)場(chǎng)，投資者可以通過各投資者可以通過各風(fēng)場(chǎng)組合不風(fēng)場(chǎng)組合不同同的預(yù)估失誤的預(yù)估失誤-風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)組合的組合的選擇選擇，減少風(fēng)場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定減少風(fēng)場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響

12、，同時(shí)降低可能產(chǎn)生的補(bǔ)償電能的支出性的影響，同時(shí)降低可能產(chǎn)生的補(bǔ)償電能的支出Windpark25Windpark27Windpark33Windpark36Windpark42Mean0,0166940,0251470,0052780,008582Standardabweichung0,1194420,1121080,1150150,1075640,094852Windpark2510,2632170,0555120,0980720,144423Windpark2710,0717210,1202550,112566Windpark3310,6518050,680351Windpark3610,

13、151022Windpark42 110Exemplarische Untersuchungen示例風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)組合求解示例風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)組合求解(3) m目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)考慮補(bǔ)償電能支出的全年度風(fēng)場(chǎng)組合風(fēng)力發(fā)電利潤(rùn)最大化m收益參數(shù)收益參數(shù)Rendite 目標(biāo)風(fēng)場(chǎng)利潤(rùn)系數(shù)（電力交易價(jià)格/15min, 補(bǔ)償電能價(jià)格/15min）m風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)Risiko風(fēng)場(chǎng)利潤(rùn)系數(shù)波動(dòng)m結(jié)論：介于補(bǔ)償電能價(jià)格只與其生產(chǎn)成本相關(guān)而與補(bǔ)結(jié)論：介于補(bǔ)償電能價(jià)格只與其生產(chǎn)成本相關(guān)而與補(bǔ)償電能數(shù)量無關(guān)的特性償電能數(shù)量無關(guān)的特性，相當(dāng)于單個(gè)風(fēng)場(chǎng)投資者可以，相當(dāng)于單個(gè)風(fēng)場(chǎng)投資者可以通過通過對(duì)不同風(fēng)場(chǎng)組合的利潤(rùn)對(duì)不同風(fēng)場(chǎng)組合的利潤(rùn)-

14、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的選擇風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的選擇，有效最，有效最大化利潤(rùn)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)大化利潤(rùn)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)Windpark25Windpark27Windpark33Windpark36Windpark42Mean7,98348,10855,81194,53805,3910Standardabweichung9,87108,61487,53867,43637,8050Windpark2510.7486360,5348830,5487880,493712Windpark2710,6550470,6036690,553766Windpark3310,6807410,728361Windpark3610,617774Windpa

15、rk42 111Exemplarische Untersuchungen針對(duì)投資者現(xiàn)存投資組合最優(yōu)化重組的探索針對(duì)投資者現(xiàn)存投資組合最優(yōu)化重組的探索無限制條件無限制條件m數(shù)學(xué)方法數(shù)學(xué)方法w固定風(fēng)險(xiǎn)前提下回報(bào)率最大化w固定回報(bào)率前提下風(fēng)險(xiǎn)最小化w現(xiàn)存組合點(diǎn)到效益邊界的最短距離m實(shí)踐實(shí)踐w考慮重組成本前提下的最優(yōu)化組合選擇 附加限制條件附加限制條件w組合中某一子集或兩個(gè)子集在總投資量中所占比列不變w有限降低重組成本w可能無最優(yōu)解組合12Zusammenfassung und Ausblick12總結(jié)總結(jié)目標(biāo)目標(biāo)m 建立風(fēng)力發(fā)電廠市場(chǎng)效益評(píng)估的投資組合原理模型，降低風(fēng)電場(chǎng)直接接入電網(wǎng)的對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定新的風(fēng)險(xiǎn)，提高風(fēng)電場(chǎng)作為投足組合的經(jīng)濟(jì)效益動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)m 可再生能源對(duì)未來能源結(jié)構(gòu)的重要性，可再生能源直接入網(wǎng)政策對(duì)其發(fā)展的影響m 面對(duì)面向傳統(tǒng)能源構(gòu)架的電力市場(chǎng)及可再生能源自身產(chǎn)能波動(dòng)的特質(zhì)，探索運(yùn)用經(jīng)濟(jì)原理對(duì)其進(jìn)行可行性優(yōu)化的可能成果成果m通過把風(fēng)場(chǎng)作為投資組合運(yùn)用投資原理進(jìn)行優(yōu)化，相對(duì)單個(gè)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)場(chǎng)組合能夠有效優(yōu)化發(fā)電能力，降低風(fēng)場(chǎng)組合對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響