小水电经济效益评价及改进措施研究

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【摘 要】小水电是清洁、可再生能源，是我国实施可持续发展战略不可缺少的部分。小水电经济效益不理想成为制约其发展的瓶颈。建立基于DEA的小水电经济效益评价模型，以单位投资成本、运行维护成本、厂用电率为输入指标，运行小时数为输出指标，对广东省8个小水电进行了经济效益分析，并针对各评价对象不足提出改进措施。结果表明DEA法能够有效对小水电经济效益进行分析评价并为其优化提出改进方向。

【关键词】小水电；经济效益；数据包络分析；改进措施

小水电是清洁的可再生能源，在我国发展迅速。但是多数小水电站的经济效益并不理想，成为制约小水电进一步开发利用的瓶颈[1]。本文建立了基于DEA的小水电经济效益评价模型，选取单位投资成本、运行维护成本、厂用电率等3个输入指标及运行小时数这1个输出指标，对广东省某地区8个小水电站进行了评价，并分别找出其优势及不足，提出改进措施以提高小水电的经济效益。

1.DEA法简介

DEA法是基于相对有效性的概念建立的一种评价效率的方法，先确定一组输入输出评价指标，再通过建立线性规划模型或其对偶规划模型将决策单元（DMU）投影到DEA前沿面上，通过比较DMU偏离DEA前沿面的程度来计算其相对效率[2]。基本的DEA模型有两种，分别是输入导向型及输出导向型。本文采取输入导向型的模型对小水电发电技术经济效益进行评价。

假设有个DMU，每个DMU都有个输入指标以及个输出指标，可分别用、来表示第个DMU的输入向量、输出向量，其中分别表示第个DMU的第个输入量和第个输出量。在凸性、锥性、无效性和最小性公理的假设下，DEA模型所具有的生产可能集为：

基于上述假设及生产可能集，DEA模型可以表示为：

2.案例分析

选取广东省同一地区8个装机容量都为2.5万kW的小水电站对其进行经济效益评价。选取单位投资成本（元/kW）、运行维护成本（元/kW）、厂用电率（%）等3个输入指标及运行小时数（h）1个输出指标作为评价指标。8个小水电站（DMU1-DMU8）评价指标的原始数据见表1。

根据表1中的数据，使用maxDEA软件中的模型求解各DMU的最优解（），结果见表2。

从表2结果可以看出，除了小水电站5以外，其余7个小水电站都是相对效率较低的，可以在保持现有发电量不变的情况下，通过技术改进来降低投入成本，以提高经济效益。

3.改进措施及建议

文献[4]指出，当DMU为弱有效DEA或非有效DEA时，可以通过式（3）来重新调整最优输入量：

（3）

根据表2的结果及式（2），以小水电站1为例，计算其在生产前沿面上的投影点：=0.949×8800-0=8351.2，=0.949×0.13-0.074=0.0494，=0.949×1.3-0.652=0.5817，=3534。则=8800-8351.2=448.8，=0.13-0.0494=0.0806，=1.3-0.5817=0.7183；即小水电站1要达到DEA有效需要同比例减少全部输入值，其中单位投资成本减少448.8元/kW，运行维护成本减少0.0806元/kW，厂用电率减少0.7183%。同理可得到其余小水电站减少的输入量，见表3。

4.结论

a.本文从采用DEA法对小水电站的经济效益情况进行了评价，并根据评价结果给出了相应改进措施及建议，证明了DEA法可对小水电发电技术的经济效益进行有效评价。在实际应用当中，DEA法可以根据实际情况增加或修改输入、输出变量，具有广泛运用的价值。

b.DEA法可以衡量小水电站的经济效益状况，为非DEA有效DMU向有效DMU改进提供方向，有利于各小水电站管理者明确自身的优势及不足，并进行有针对性的改进以提高经济效益。

参考文献：

[1]赵振宇，范磊磊.可再生能源法规、政策分析及其对发电结构的影响[J].可再生能源，2010，28（4）：5-9.

[2]李金颖，成云雪.基于超效率DEA方法的全要素能源效率分析[J].工业工程，2012，15（1）：

87-92.

[3]董军，曾博，张建华.基于聚类数据包络分析模型的可再生能源发电项目综合评判决策[J].可再生能源，2011，29（3）：90-95.

[4]谢传胜，贾晓希，董达鹏，等.基于DEA的可再生能源发电技术经济效益评价[J].水电能源科学，2012，30（7）：204-206.