影響中國分布式光伏發(fā)電發(fā)展的因素分析

郭 璇

（江蘇省電力公司南京供電公司，江蘇南京 210019）

0 引言

2013 年7 月國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》后，財(cái)政部、發(fā)展改革委、國家能源局、國家電網(wǎng)以及國家開發(fā)銀行就補(bǔ)貼、退稅、電價(jià)、并網(wǎng)及融資等問題出臺(tái)若干配套政策，對(duì)國內(nèi)光伏市場(chǎng)應(yīng)用形成有力支持，我國光伏發(fā)電發(fā)展加速。隨著分布式光伏發(fā)電度電補(bǔ)貼政策和項(xiàng)目管理辦法的出臺(tái)，國內(nèi)分布式光伏發(fā)電的發(fā)展速度越來越快，規(guī)模越來越大，但并網(wǎng)技術(shù)等多方面因素影響國內(nèi)分布式光伏發(fā)電的發(fā)展。本文通過對(duì)我國各省市分布式光伏發(fā)電安裝量統(tǒng)計(jì)分析［1-4］，揭示了影響我國分布式光伏發(fā)電發(fā)展的因素，并提出了相應(yīng)的解決措施。

1 各省市光伏發(fā)電安裝容量情況

2013 年全國新增光伏發(fā)電裝機(jī)容量約為1000 萬千瓦；截至2013 年底，國內(nèi)累計(jì)光伏裝機(jī)容量達(dá)到1650 萬千瓦，其中分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目裝機(jī)容量為570 萬千瓦，光伏電站裝機(jī)容量為1080 萬千瓦。各省市中排在前5 位的光伏裝機(jī)省份累計(jì)裝機(jī)容量情況分別為：青海321 萬千瓦、甘肅283 萬千瓦、新疆128 萬千瓦、寧夏126 萬千瓦、內(nèi)蒙古91 萬千瓦，這5 個(gè)省市地區(qū)均在三北地區(qū)（見表1）［5］。截至2013 年底，分布式發(fā)電裝機(jī)容量為570 萬千瓦，占累計(jì)裝機(jī)容量的34.5%。目前，我國分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)以工商業(yè)設(shè)施和公共設(shè)施上的并網(wǎng)系統(tǒng)為主，其中有不少1000 千瓦以上的屋頂系統(tǒng)，例如京滬高鐵虹橋站6680 千瓦并網(wǎng)光伏系統(tǒng)、上海世博會(huì)主題館3000 千瓦并網(wǎng)光伏系統(tǒng)、浙江義務(wù)商貿(mào)城1295 千瓦并網(wǎng)光伏電站、深圳園博園1000 千瓦并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。2014 年1 月14 日，在2014 年全國能源工作會(huì)議上，國家能源局敲定國內(nèi)光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量1400 萬千瓦，其中分布式光伏發(fā)電裝機(jī)容量為800 萬千瓦左右，占60%，所占比例大幅增長(zhǎng)。

表1 2013年各?。▍^(qū)、市）光伏發(fā)電規(guī)模

2 分布式光伏發(fā)電的影響因素及相應(yīng)措施

分布式光伏發(fā)電有很多優(yōu)勢(shì)，如可以充分利用分散存在的太陽能，分布式發(fā)電安裝在用戶附近，就地發(fā)電，就地消納，減少了輸電損失，提高了能源效率；其抗災(zāi)能力強(qiáng)，在大電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，仍然可以對(duì)附近負(fù)載供電。但分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)通常接入中壓或者低壓配電系統(tǒng)，因分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)具有分散、隨機(jī)變動(dòng)等特點(diǎn)，大量的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入，將對(duì)配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生極大的影響。通過對(duì)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分析得出，分布式光伏發(fā)電的發(fā)展受到分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)條件、輸送能力的限制的影響。

2.1 分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)條件

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)出力的波動(dòng)性和隨機(jī)性降低了光伏系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，也對(duì)接入電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來一定的影響。分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)問題既是電網(wǎng)的問題，也是分布式光伏系統(tǒng)本身的問題，需從分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)側(cè)和電網(wǎng)側(cè)兩方面解決。目前，分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)問題主要有穿透率和逆流兩方面。

2.1.1 穿透率

分布式光伏發(fā)電的穿透率是衡量分布式光伏在電網(wǎng)中所占水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的穿透水平越高，在最小負(fù)荷條件下低壓配電網(wǎng)的過電壓情況將會(huì)更加嚴(yán)重，按照美國能源部（DOE）的研究報(bào)告，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的穿透率按照經(jīng)驗(yàn)不應(yīng)超過配電網(wǎng)容量的15%。隨著大量分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)在國內(nèi)公共電網(wǎng)之中，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)穿透率對(duì)電網(wǎng)的影響越來越大，因而必須保證高穿透分布式光伏發(fā)電與電網(wǎng)的兼容性，以及考慮到對(duì)電網(wǎng)設(shè)施的保護(hù)。為了盡量減小高穿透率對(duì)電網(wǎng)的影響，在未來的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)采取一些措施：開發(fā)分布式光伏發(fā)電集成系統(tǒng)，支持能量管理和配電系統(tǒng)所采用的通信協(xié)議；開發(fā)高度集成的逆變器/控制器硬件設(shè)備；研究直流配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高分布式光伏發(fā)電穿透水平；開發(fā)先進(jìn)的通信和控制技術(shù)。

2.1.2 逆功率

“逆功率”是指在低壓電網(wǎng)并網(wǎng)的分布式光伏系統(tǒng)當(dāng)負(fù)荷很低時(shí)試圖通過配電變壓器向中壓電網(wǎng)反送電，這種情況下由于配電變壓器和線路阻抗，配電網(wǎng)的電壓會(huì)明顯升高。一般情況下電網(wǎng)公司不允許分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)通過配電變壓器箱中壓輸電網(wǎng)反送電，逆功率在某些情況下是絕對(duì)禁止的。為了防止逆功率的出現(xiàn)造成配電網(wǎng)電壓升高，主要措施有：在配電變壓器的次級(jí)安裝逆功率檢測(cè)和控制裝置，一旦出現(xiàn)逆功率將自動(dòng)斷開分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)；安裝動(dòng)態(tài)調(diào)整功率的逆變器；增加儲(chǔ)能或增加機(jī)動(dòng)負(fù)荷，必要時(shí)吸收多余的電力。

2.2 輸送能力的限制

光伏并網(wǎng)問題一直是限制光伏發(fā)電的最大因素。我國雖然太陽能資源豐富，但受制于優(yōu)勢(shì)資源區(qū)與負(fù)荷中心相距較遠(yuǎn)等因素的影響，無論是以集中式開發(fā)為主的西部還是以分布式開發(fā)為主的東部地區(qū)，都存在并網(wǎng)難的問題。輸送能力的限制影響我國分布式光伏并網(wǎng)發(fā)展的主要因素。總體來講我國太陽能資源十分豐富，我國一半以上的地區(qū)光伏發(fā)電年等效利用小時(shí)數(shù)超過1400 小時(shí)，但是這些太陽能資源豐富的區(qū)域多分布在西部及中部地區(qū)，與我國電力負(fù)荷中心相距較遠(yuǎn)，電力消納成為制約西部地區(qū)分布式光伏發(fā)電發(fā)展的瓶頸。分布式光伏發(fā)電的消納問題關(guān)鍵在于打通西部地區(qū)向東部缺電地區(qū)電力輸送的通道，主要措施有：實(shí)施西電東送工程，修建北、中、南三條電力輸送通道，擴(kuò)大輸送覆蓋區(qū)域并提高輸送能力。

3 結(jié)論

隨著我國相關(guān)部門就補(bǔ)貼、退稅、電價(jià)、并網(wǎng)及融資等問題出臺(tái)若干配套政策，對(duì)國內(nèi)光伏市場(chǎng)應(yīng)用形成有力支持，國內(nèi)光伏發(fā)電發(fā)展加速。2013 年全國新增光伏發(fā)電裝機(jī)容量約為1000 萬千瓦；截止到2013 年底，國內(nèi)累計(jì)光伏裝機(jī)容量達(dá)到1650 萬千瓦，其中分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目裝機(jī)容量為570 萬千瓦，占累計(jì)裝機(jī)容量的34.5%。本文通過對(duì)我國各省市光伏發(fā)電規(guī)模的統(tǒng)計(jì)分析得出分布式光伏發(fā)電規(guī)模所占比例不高，進(jìn)一步分析得出影響分布式光伏發(fā)電發(fā)展的因素主要有分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)條件和輸送能力限制這兩方面，并提出了相應(yīng)的有效措施。

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