1.5　研究主要内容、难点和创新点

1.5.1　研究内容

本书主要研究水电对火电补偿效益理论体系，对其进行理论探讨；将对水电对火电补偿效益产生机理、补偿效益定量化评价；水电生态补偿效益、水电对火电节能补偿效益、社会补偿效益的因素识别等进行研究，并以典型的水火电站调度模型为实例进行理论研究检验，具体的研究内容如下：

（1）水电对火电补偿效益理论体系构建。本书明晰了水电与火电间的各种补偿关系，准确界定与评价补偿效益，构建补偿理论体系框架。即从水电对火电补偿效益概念及内涵、补偿效益组成及特性、计算机理、补偿效益分类和补偿效益综合分摊等方面建立水电对火电补偿效益的理论体系。

（2）水电对火电补偿效益产生机理研究。针对水电对火电补偿效益理论体系的产生机理这一空白，为水电各类补偿效益核算及其综合分摊方法等研究成果和相关政策提供相应理论基础和科学依据，达到以“理”服人，让补偿各方和被补偿各方都满意，研究成果易于推广实施。

（3）电网中水电与火电联合调度仿真模型的建立及求解。水火混合电网系统包含三级四库梯级水电站和三个火电厂，以水电的出力最大、火电机组的煤耗量最小及污染气体排放量最小为目标，建立联合调度仿真模型；通过比选多种优化求解方法后，选用类电磁机制算法对该模型进行求解。

（4）水电对火电生态环境补偿效益研究。水电作为清洁能源在发电的过程中不会产生污染物，减轻了电力部门对环境的破坏，我国对于污染物的排放有相应的征收费用，减少火电的比例相当于节省了电力部门向政府交纳的排污费用。本研究将结合某一典型水火混合电网研究水电站对火电站的生态环境补偿效益。

（5）水电对火电节能补偿效益研究。火电在发电的过程中会消耗不可再生资源，而不可再生资源具有稀有价值，不可再生资源的量越少，其稀有价值越高。水电进入电网之后减少了煤炭资源的消耗速度，每年煤炭的稀有价值相对降低，即煤炭的价格相对降低。水电站的建设减少了火电发电的投资成本，本研究重点研究黄河上游龙羊峡和刘家峡水电站的节能补偿效益。

（6）水电对火电社会补偿效益定量化评价方法研究。火电所需的煤炭资源需要挖掘和运输。在运输的过程中会产生一部分费用，而在挖掘煤炭时会有安全隐患，一旦发生矿难，会造成人员的伤亡。水电在对火电进行电力补偿时，会减少煤炭的开采量，相对地减少了事故的发生。这种定量化补偿效益需要找到合理的方法进行计算。

（7）影响水电对火电补偿效益的因素识别和分摊方法研究。本书将从补偿效益产生机理出发，结合各项补偿效益核算方法，找出各种影响补偿效益的主要因素，分析这些因素对补偿效益影响，为同网中水电和火电补偿效益分摊方法研究提供参考。引入能值理论等对各类水电补偿效益进行合理、公平分摊研究。

1.5.2　难点和创新点

该研究主要难点在于梯级水电站和火电站群高维联合运行模型的建立和求解、水电对火电补偿机理的揭示、水电对火电各类补偿效益定量化三个方面，重点是结合近年来黄河水资源研究的成果，特别是在本课题组及华北水利水电大学水资源实验室对黄河生态和环境研究成果的基础上，进行多方论证，量化水电站对相关对象的影响和计算相关补偿效益。虽然研究难点很多，但是有些难点还是可以解决的。

现在水电对火电补偿效益的研究还在探索阶段，理论研究不能满足实践要求，本书研究针对水电对火电补偿效益产生机理、社会补偿效益定量化评价、水电生态环境补偿效益、节能补偿效益、影响水电对火电补偿效益的主要因素识别和分摊方法做出部分创新性工作，主要的创新点如下：

（1）水库补偿效益产生机理研究。充分利用外部性理论和能值理论，从水电进入电网后对电网的能值评价指标影响入手，揭示了水电对火电的补偿效益产生机理。研究得出，水火电混合电网相比于纯火电电网而言，水电作为清洁能源，水电加入电网时改变了电网的能源投入结构，同时减少了电网系统中电站发电产生的负面效应，使得相关单位在获得毛利不变的情况下，减少了前期投资和运行过程中的各项费用，使得电网电量单位利润的增加。同时，水电在电网中的作用改变了火电厂的运行方式和资产投入，获得了显著的经济效益和社会效益。水电的建设和运行改变了整个电网和火电厂的利益，利益的变化部分就是水电对火电的补偿效益。

（2）水电对火电生态环境补偿效益研究。研究通过国家征收排污费的制度计算水电对火电进行电量补偿时水电对火电的环境补偿效益，氧气生态补偿效益的研究现在还没有开展，但是，随着碳交易市场的逐步形成，本书采用一种新的方法研究氧气生态补偿效益。在国家政策下现在的火电企业必须安装除污设备，水电作为清洁能源对火电进行电量补偿时不需要产生这部分费用，因此这部分效益水电要进行分摊。

（3）水电对火电节能补偿效益的研究。从不可再生资源具有稀缺价值入手，研究煤炭的稀有价值。本研究由使用者成本法计算水电对火电进行电量补偿时节约的煤炭量所节约的后代的使用成本，同时计算电量全部由火电供应时附加在煤炭上的稀缺价值，然后计算出水电对火电的节能补偿效益。

（4）水电对火电社会补偿效益定量化方法研究。火电对社会的影响是多方面的，单纯地从火电对社会造成的经济盈利或损失方面来研究是不合适的。火电不仅仅会对社会造成影响，火电上游领域即煤炭的开采也会造成一系列的社会环境损失。社会效益的定量化一直是工程效益计算的难题，虽然社会效益定量化有很多难点，但是现有工程对社会的影响越来越大，其定量化计算也成为亟须解决的问题。火电需要的煤炭不仅仅对生态环境造成破坏，对社会的负面影响也极为重大，煤矿造成的生态破坏和矿难问题一直为社会广泛关注。而恢复生态环境、矿难的成本都会加到煤炭的价格上，相对提高了火电的投资成本。附加成本不足以补偿社会损失，降低了社会的整体福利。水电加盟电网减少了这部分损失，减轻了社会压力。本书从煤炭开采造成的社会影响入手，研究由煤炭开采造成的社会损失，以及用货币定量计算社会损失，由火电使用的煤炭占用的煤炭开采量的比例为火电的社会损失系数，由社会的经济损失乘以系数得出水电对火电的社会补偿效益。

（5）水电对火电补偿效益分摊方法研究。从补偿效益产生机理出发，结合各项补偿效益核算方法，找出各种影响补偿效益的主要因素，分析这些因素对补偿效益的影响，引入博弈论确定权重的理论来分摊水电补偿效益，提出基于均值处理的博弈论分摊法，依据谁投资谁受益和补偿效益产生机理，给出投资比例分摊法解决各类水电对火电补偿效益分摊问题。