分布式光伏發(fā)電現(xiàn)狀及走勢

孫李平等

2012年11月1日，《國家電網(wǎng)公司關于做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務工作的意見》正式實施。分布式光伏發(fā)電這一新型發(fā)電模式更加火熱。分布式光伏發(fā)電到底是什么，它在國內(nèi)外的發(fā)展情況是怎樣的？國網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計研究所的相關專家對此進行了闡述。

分布式光伏發(fā)電是什么？

分布式光伏發(fā)電通常是指利用分散式資源，裝機規(guī)模較小的、布置在用戶附近的發(fā)電系統(tǒng)，它一般接入低于35千伏或更低電壓等級的電網(wǎng)。分布式光伏發(fā)電特指采用光伏組件，將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的分布式發(fā)電系統(tǒng)。

目前應用最為廣泛的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，是建在城市建筑物屋頂?shù)墓夥l(fā)電項目。該類項目必須接入公共電網(wǎng)，與公共電網(wǎng)一起為附近的用戶供電。如果沒有公共電網(wǎng)支撐，分布式系統(tǒng)就無法保證用戶的用電可靠性和用電質(zhì)量。

分布式光伏發(fā)電有以下特點：

一是輸出功率相對較小。傳統(tǒng)的集中式電站動輒幾十萬千瓦，甚至幾百萬千瓦，規(guī)?；膽锰岣吡似浣?jīng)濟性。光伏發(fā)電的模塊化設計，決定了其規(guī)模可大可小，可根據(jù)場地的要求調(diào)整光伏系統(tǒng)的容量。一般而言，一個分布式光伏發(fā)電項目的容量在數(shù)千千瓦以內(nèi)。與集中式電站不同，光伏電站的大小對發(fā)電效率的影響很小，因此對其經(jīng)濟性的影響也很小，小型光伏系統(tǒng)的投資收益率并不會比大型的低。

二是污染小，環(huán)保效益突出。分布式光伏發(fā)電項目在發(fā)電過程中，沒有噪聲，也不會對空氣和水產(chǎn)生污染。但是，需要重視分布式光伏與周邊城市環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，在利用清潔能源的時候，考慮民眾對城市環(huán)境美感的關切。

三是能夠在一定程度上緩解局地的用電緊張狀況。分布式光伏發(fā)電在白天出力最高，正好在這個時段人們對電力的需求最大。但是，分布式光伏發(fā)電的能量密度相對較低，每平方米分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率僅約100瓦，再加上適合安裝光伏組件的建筑屋頂面積的限制，因此分布式光伏發(fā)電不能從根本上解決用電緊張問題。

我國分布式光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀是怎樣的？

光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩的矛盾由來已久。我國光伏組件產(chǎn)量自2007年以來，連續(xù)5年位居世界第一。2011年，我國光伏組件產(chǎn)量是當年新增安裝容量的10倍，90%的光伏組件需要銷往國外。

我國光伏產(chǎn)業(yè)嚴重依賴國外市場的風險在歐美“雙反”時暴露無遺。為挽救我國光伏產(chǎn)業(yè)，國家連續(xù)出臺政策支持分布式光伏發(fā)電發(fā)展。為了響應國家政策，國家電網(wǎng)公司發(fā)布分布式光伏發(fā)電相關管理辦法，為促進分布式發(fā)電的快速發(fā)展奠定了堅實的基礎。

分布式光伏發(fā)電近3年呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。我國從2009年開始實施特許權招標，推動地面大型光伏電站建設。同年，開始了“金太陽”工程和光電建筑示范項目，給予分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)補貼，并按照投資規(guī)模的大小，確定補貼額度。截至2011年年底，國家已公布的光電建筑示范項目規(guī)模約為30萬千瓦；“金太陽”工程已公布的規(guī)模約為117萬千瓦。分布式光伏發(fā)電爆發(fā)式增長，但與之相關的規(guī)劃、設計、施工、管理和運行的標準、規(guī)范不健全，導致問題集中顯現(xiàn)。

國家公布的相關規(guī)劃提出，2015年分布式光伏發(fā)電要達到1000萬千瓦。同時，明確提出鼓勵在中東部地區(qū)建設與建筑結合的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。因此，分布式光伏發(fā)電是未來的重要發(fā)展方向。

分布式光伏發(fā)電對電網(wǎng)產(chǎn)生哪些影響？

不論是集中式發(fā)電還是分布式發(fā)電，都需要供電穩(wěn)定、可靠。分布式光伏發(fā)電利用太陽能，是人們利用清潔能源的重要手段。但是，日夜更替，天氣無常，分布式光伏發(fā)電的出力不具備規(guī)律性，在接入公共電網(wǎng)后，需要公共電網(wǎng)作為備用。分布式電源接入后對電網(wǎng)的影響包括幾個方面：

一是對電網(wǎng)規(guī)劃產(chǎn)生影響。負荷預測是電網(wǎng)規(guī)劃設計的基礎，能否準確地預測負荷是電網(wǎng)規(guī)劃的前提條件。分布式光伏的并網(wǎng)，加大了其所在區(qū)域的負荷預測難度，改變了既有的負荷增長模式。大量的分布式電源的接入，使配電網(wǎng)的改造和管理變得更為復雜。

二是不同的并網(wǎng)方式影響各不相同。離網(wǎng)運行的分布式光伏對電網(wǎng)沒有影響；并網(wǎng)但不向電網(wǎng)輸送功率的分布式光伏發(fā)電會造成電壓波動；并網(wǎng)并且向電網(wǎng)輸送功率的并網(wǎng)方式，會造成電壓波動并且影響繼電保護的配置。

三是對電能質(zhì)量產(chǎn)生影響。分布式光伏接入的重要影響是造成饋線上的電壓分布改變，其影響的大小與接入容量、接入位置密切相關。光伏發(fā)電一般通過逆變器接入電網(wǎng)，這類電力電子器件的頻繁開通和關斷，容易產(chǎn)生諧波污染。

四是對繼電保護的影響。我國的配電網(wǎng)大多為單電源放射狀結構，多采用速斷、限時速斷保護形式，不具備方向性。這種保護方式在現(xiàn)有的輻射型配電網(wǎng)上，能夠有效地保護全部線路。但是，在配電網(wǎng)中接入分布式電源后，其注入功率會使繼電保護范圍縮小，不能可靠地保護整體線路，甚至在其他并聯(lián)分支故障時，引起安裝分布式光伏的繼電保護誤動作。

國外發(fā)展分布式光伏發(fā)電，有哪些經(jīng)驗可供借鑒？

從國外的發(fā)展經(jīng)歷看，有幾點經(jīng)驗可供借鑒：

采取經(jīng)濟杠桿保證光伏發(fā)電裝機容量持續(xù)穩(wěn)定增長。德國可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電的補貼辦法，對于屋頂光伏和地面光伏等各類光伏發(fā)電的應用模式，其規(guī)模不同，補貼力度不同。

該國2012年最新修改的法律規(guī)定，光伏發(fā)電的上網(wǎng)電價從17.94歐分每千瓦時到24.43歐分每千瓦時。該國還規(guī)定，未來12個月內(nèi)如果安裝容量超過350萬千瓦，上網(wǎng)電價下降3%；如果超過750萬千瓦，上網(wǎng)電價下降15%。我國目前急于挽救國內(nèi)的光伏企業(yè)，準備迅速啟動光伏市場，但也應考慮未來如何采取合理的策略保證其穩(wěn)步發(fā)展。

制定合理的分布式光伏發(fā)電管理方式，保證電網(wǎng)的安全運行。西班牙要求某一區(qū)域安裝的分布式電源的容量為該區(qū)域的峰值負荷的50%以下，盡量避免分布式電源反送電。德國要求100千瓦以上的分布式電源必須安裝遠程通信和控制裝置，以便調(diào)度實時了解其出力，并且可以進行調(diào)度。

目前，西班牙的電網(wǎng)調(diào)度尚不具備遠程監(jiān)控和控制大規(guī)模光伏發(fā)電的能力，原因是輸電運營商僅要求1萬千瓦以上的光伏發(fā)電項目安裝遙測裝置，而西班牙還沒有如此大規(guī)模的光伏項目。隨著兆瓦級項目的增多，這些項目缺乏遙測設備將對電網(wǎng)運行產(chǎn)生顯著影響。

分布式電源的大規(guī)模發(fā)展，需要投入大量資金升級電網(wǎng)。目前，德國已經(jīng)開始采取一些間接措施來滿足分布式電源接入配電網(wǎng)的要求，如升級改造接入點的上級變壓器，重新配置饋線的電壓條件和控制設備等。德國的研究機構認為，要滿足德國的光伏發(fā)展目標，需要額外新建19.5萬至38萬千米高壓和中壓配網(wǎng)線路，相應的投資為130億歐元～270億歐元。

全社會分攤分布式光伏發(fā)電接入引起的電網(wǎng)改造成本。國外政府通過征收電價附加，來支持必要的電網(wǎng)改造和分布式電源的接入。（摘自《國家電網(wǎng)報》）