影響中國分布式光伏發(fā)電發(fā)展的因素分析

吳振華

（廣東電網(wǎng)公司陽江供電局，廣東 陽江529500）

2013年7月我國政府頒布了促進(jìn)光伏發(fā)電產(chǎn)生健康有序發(fā)展的《意見》，并出臺了與之相配套的支持政策，包括退稅、并網(wǎng)、補貼等方案，為我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了有力的支撐，推動了國內(nèi)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。在國家政策的扶持下，我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)模也日趨寵大，但依然存在技術(shù)方面的制約因素，影響其進(jìn)一步壯大與發(fā)展。以下從我國分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀出發(fā)，分析其存在的問題，提出針對性的處理策略。

1 當(dāng)前我國不同省市光伏發(fā)電規(guī)模概述

據(jù)最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國2013年新增光伏發(fā)電裝機容量超過1 000萬kW，截止2013年12月底，我國光伏裝機容量高達(dá)1 650萬kW，其中分布式光伏發(fā)電項目約占34．55%。在我國各省市中名列前五名的光伏裝機容量省份分別為青海、甘肅、新疆、寧夏、內(nèi)蒙古，其裝機容量分別為321萬kW、283萬kW、128萬kW、126萬kW、91萬kW（詳細(xì)情況如表1所示）。當(dāng)前我國分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)主要以公共設(shè)施、工商業(yè)設(shè)施中的并網(wǎng)系統(tǒng)為代表，其中屋頂系統(tǒng)約占1 000 kW，諸如上海世博會主題館的3 000 kW的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)、浙江義烏商貿(mào)城的并網(wǎng)光伏站、京滬高鐵虹橋站等。在2014年初，我國能源工作會議已明確指出需新增國內(nèi)光伏發(fā)電裝機容量1 400萬kW，其中已確定分布式光伏發(fā)電容量約占57．14%左右，相較2013年而言，增幅比較明顯。

表1 2013年我國光伏發(fā)電裝機容量排列前五省市發(fā)電規(guī)模概況

2 影響我國分布式光伏發(fā)電發(fā)展的主要因素及其應(yīng)對策略

相較傳統(tǒng)發(fā)電模式而言，分布式光伏發(fā)電有諸多明顯的優(yōu)勢，它能夠利用存在形式較為分散的太陽能，實現(xiàn)就地發(fā)電、消納，在一定程度上降低了電量的損失，提高了能源利用率。且分布式光伏發(fā)電站有較強的抗災(zāi)害能力，具備較強的靈活性，在大電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，依然可對附近范圍內(nèi)的負(fù)載實施正常供電。但分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)一般需要與中、低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行接通處理。由于分布式系統(tǒng)其隨機變化、分散式特征，因此，數(shù)量龐大的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入后，可能對配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全運行產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，其發(fā)展將會受到并網(wǎng)技術(shù)條件及電網(wǎng)輸送能力等因素的制約，以下則主要介紹其具體影響方面及應(yīng)對方式。

2．1 并網(wǎng)技術(shù)條件

國內(nèi)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)有其波動性與隨機性特征，從不同層面上降低了發(fā)電系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性，同時對電網(wǎng)的安全運行也產(chǎn)生了一定程度的影響。并網(wǎng)技術(shù)條件不僅是電網(wǎng)的問題，同樣也是分布式光伏系統(tǒng)自身存在的問題所引起的，因此，必須充分考慮電網(wǎng)與分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)兩方面的問題，主要包括穿透率與逆流兩個方面。

2．1．1 穿透率

穿透率是衡量分布式光伏系統(tǒng)在大電網(wǎng)系統(tǒng)中占據(jù)比重的關(guān)鍵指標(biāo)。穿透率越高，則代表在最低負(fù)荷條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)中低壓配電網(wǎng)的過壓情況相對來說比較嚴(yán)重。嚴(yán)格依照美國能源部所頒布的研究標(biāo)準(zhǔn)，一般分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的穿透率不可超過配電電網(wǎng)容量的15%。伴隨著當(dāng)前我國分布式光伏電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展，已有數(shù)量較多的公共電網(wǎng)中建設(shè)了相關(guān)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，其對配電網(wǎng)的影響也逐漸變大。要確保分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)與配電網(wǎng)的兼容性，保障發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，必須對電網(wǎng)設(shè)施采取對應(yīng)的保護(hù)措施，盡最大可能削弱分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)高穿透率對電網(wǎng)的負(fù)面影響。在系統(tǒng)設(shè)計時，首先需開發(fā)光伏發(fā)電系統(tǒng)集成體系，采用支持能量管理的通信協(xié)議，應(yīng)用集成性較高的逆變設(shè)備，配備對應(yīng)的控制器硬件設(shè)施，研發(fā)直流配電系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則，進(jìn)而改善光伏發(fā)電系統(tǒng)的穿透率，確保發(fā)電、配電的安全性。

2．1．2 逆功率

逆功率主要是指在負(fù)荷條件較低的情況下，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)通過變壓器向中低壓電網(wǎng)中發(fā)送電的情況。在此種條件下，配電電網(wǎng)中的線路與變壓器均會產(chǎn)生一定的阻抗反應(yīng)，致使配電網(wǎng)電壓升高。通常電網(wǎng)公司將會限制反送電情況的產(chǎn)生，且在大部分情況下，逆功率是絕對禁止的。為了避免逆功率現(xiàn)象的產(chǎn)生，一般需要在配電電網(wǎng)變壓器中配置逆功率檢測與相關(guān)的報警控制裝置，在出現(xiàn)逆功率現(xiàn)象后，自動啟動報警裝置，斷開配電網(wǎng)與分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。同時還需安裝動態(tài)化的功率調(diào)整逆變器，提升機動負(fù)荷，增加供電系統(tǒng)的儲能量，收納電力。

2．2 輸送能力因素

光伏并網(wǎng)條件是限制我國光伏發(fā)電發(fā)展的關(guān)鍵因素，而輸送能力的制約則是限制其并網(wǎng)的主要原因。我國雖然有相對豐富的太陽能資源，但一般太陽能頗豐的地區(qū)與負(fù)荷中心距離甚遠(yuǎn)，無論是分布式光伏電網(wǎng)開發(fā)的東部地區(qū)，抑或是集中式電網(wǎng)開發(fā)的西部地區(qū)，均存在不同程度的并網(wǎng)問題。整體而言，我國太陽能資源主要分布于中西部地區(qū)，而西部地區(qū)均存在電力消納問題，缺乏一定的電力輸送能力，因而制約了其分布式光伏發(fā)電的發(fā)展。因此，為強化我國西部地區(qū)的電力輸送能力，必須建設(shè)西電東送工程，搭建東西電力通道，打通西部與東部的輸電聯(lián)系，修建電力輸送通道，拓寬電能覆蓋范圍，強化我國分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸送能力，為其發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

總之，伴隨著我國政府所頒布的各項電網(wǎng)建設(shè)扶持政策的推行，國內(nèi)分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度也在進(jìn)一步加快。針對國內(nèi)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)中所存在的輸送能力、并網(wǎng)技術(shù)條件等因素，為更好地促進(jìn)我國分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展，需修建必要的電力輸送通道，同時在電網(wǎng)系統(tǒng)中配備相應(yīng)的預(yù)警裝置，采用集成系統(tǒng)，開發(fā)具備能量管理特色的通信協(xié)議，進(jìn)而改善分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的穿透率，避免逆功率現(xiàn)象的產(chǎn)生，促進(jìn)東西方供電網(wǎng)絡(luò)的均衡發(fā)展。

［1］ 史梓男，金 強，李敬如，等．分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)消納能力新指標(biāo)研究［J］．中國電業(yè)（技術(shù)版），2014，（6）：69－72．

［2］ 吳 瓊，任洪波，高偉俊，等．基于動態(tài)負(fù)荷特性的家用光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性評價［J］．可再生能源，2014，32（2）：133－138．

［3］ 王薈廷．分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險的研究［J］．科技視界，2014，（6）：137－137．

［4］ 吳新雄．統(tǒng)一思想明確任務(wù)落實責(zé)任加快推進(jìn)分布式光伏發(fā)電應(yīng)用——在推進(jìn)分布式光伏發(fā)電應(yīng)用座談會上的講話［J］．中國經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊 ，2013，（31）：4－6．