分布式光伏并网发电

分布式光伏并网发电（共11篇）

分布式光伏并网发电 篇1

0引言

近年来, 化石能源短缺和生态环境恶化受到了全球持续关注, 人们在不断探索研究绿色、环保、可再生新能源的开发和利用, 其中也包括太阳能。我国 在太阳能 光伏 (PV) 领域的研 究和利用也已经进入到快速发展的阶段。

华东地区由于人口稠密, 用地紧张, 建设大规 模太阳能 光伏发电场在经济上可行性较差, 因此本地区的太阳能光伏利用主要以在大型工业厂房、公共建筑等屋顶建设太阳能光伏发电站的形式出现。此类项目一般位于城市近郊或工业开发区, 装机容量通常为0.5~5 MW之间, 组件安装一般采用固定式, 并网采用0.4kV或10kV就近并网方式。现就此类项目的工程设计特殊要点进行一些总结和探讨。

1系统构成

屋顶太阳能光伏发电系统一般是由屋顶光伏组件阵列、光伏阵列汇流箱、直流配电柜、逆变器、低压交流柜、升压变压器、高压交流柜及电缆组 成的多级 汇流、逆变、升压、并 网系统组成。典型系统框架如图1所示。

光伏阵列汇流箱是一种具有将太阳能电池组件有序连接、汇流和防雷功能的接线装置。该装置能够保障光伏系统在 维护、检查时易于分离电路, 当光伏组件发生故障时尽量减少 退出系统运行的组件数量, 是光伏发电系统直流侧的一次汇流设备。光伏阵列汇流箱 在屋顶光 伏组件方 阵场就地 室外安装。光伏组件阵列通过汇流箱在室外进行汇流后, 经电缆接至机房的直流配电柜进行二次汇流。直流配电柜将二次汇流后 的直流电能经电缆送至并网逆变器, 经并网逆变器转变为与交流电网同频率、同相位的正弦波电流, 再经升压后馈入电网, 实现并网发电功能。

2光伏组件的安装

光伏组件是由若干块晶 硅电池或 薄膜电池 封装组成, 安装在建筑物屋顶接受太阳辐射并将其转换为电能的器件。受材料科学技术限制, 太阳能电池的转换效率要提高1%~2%非常困难, 所以光伏组件 的安装对 系统效率 的提高显 得尤其重要。

光伏组件的安装要根据工程所在地 的经纬度、地 形、建筑朝向等因素因地制宜, 使组件尽可能多地接受阳光辐射。

光伏组件的安装主要需确定安装倾角及安装间距。

2.1光伏组件的安装倾角

由于地球的赤道面和黄道面存在夹角, 一年内太阳直射点在南、北回归线之间变化, 同一地点不同季节受到最大阳 光辐射的角度也会随之变化。因此, 要使光伏组件平面上全年接受最大阳光辐射量, 光伏组件安装倾角不能简单地等于当地纬度值, 也不能以水平面上太阳辐射最低月份 (北半球通常是12月) 得到最大 太阳辐射量所对应的角度作为组件的倾角, 因为这样在夏天时, 组件平面上受到的太阳辐射量会被大大削弱。

光伏组件的安 装倾角应 根据当地不同倾角 平面上全 年平均太 阳辐射量来确定。

根据中国国家 气象中心 发布的1981—2000年《中国气象辐射资料年册》统计整理, 我国部分 地区光伏 组件的最佳安装倾角如表1所示。

表1中的φ是当地纬 度;β是并网光伏组件的 最佳安装 倾角;HT是方组件表面上全年平均辐射量。

2.2光伏组件的安装间距

分布式光伏发电系统由于受场地限制, 一般需要分前后几排安装光伏组件。此时必须在前后排组件之间保持一定 的距离。组件方阵前后排之间的距离应保证全年最不利日 (即冬至日) 当地时间09:00—15:00时段内互不遮挡阳光。

图2为2排组件之间最小距离示意图。

L—组件长度D—2排组件之间的距离H—遮挡物高度β—组件安装倾角αs—太阳高度角γs—太阳方位角r—太阳入射线水平面上投射在前后排组件之间的长度

由图2所示, 根据几何 关系可知, 2排组件之 间的最小 距离为:

因此, 只要知道工程所在地的纬度, 并确定了 组件的安 装倾角, 就可通过上式算出2排组件之间的最小安装间距。

3直流侧线路压降的控制

光伏组件接受阳光辐射 产生的直 流电能, 需经过2级汇流送至逆变器转化为 交流电能, 从屋顶光 伏组件至 逆变器一般采用电缆连接。根据《民 用建筑太 阳能光伏 系统应用 技术规范》 (JGJ203—2010) 的要求, 直流侧线 路损耗应 控制在2%以内。

要控制直流线路的损耗, 可以从2个方面采 取措施:尽量减小从光伏组件至逆变器的线路长度;适当增大电缆截 面, 减小压降。

3.1减小从光伏组件至逆变器的线路长度

需分析项目总平面的布置。由于每幢 建筑的屋 顶面积有限, 光伏组件往往会安装在多幢建筑物的屋顶, 如果逆变 器集中安装在配电房内, 需考虑配电房至各建筑物之间线路路径应尽量控制到最小。如果条件允许, 逆变器也可以就近安装在各建筑物顶层的房间内。

3.2适当增大电缆截面

由于各级汇流装置的存在, 需将光伏 组件之间 的连接线、组件至汇流箱、汇流箱至直流配电柜、直流配电柜 至逆变器 之间的各段电缆分别计算压降, 再将各段压降相加。选取合适的各段电缆截面规格, 使各段线路压降之和控制在2%以下。

直流线路电压损失计算公式为:

式中, Δu%为线路电压损失百分数;R′0为线路单位长度的电阻 (Ω/km) ;P为线路输送的直流功率 (kW) ;l为线路长度 (km) ;Unph为计算线路传输的直流电压 (kV) 。

4防雷及浪涌保护

分布式光伏发电系统的光伏组件安装在建筑屋面, 一般都已经装有完善的屋顶防雷系统。设计光伏组件时应采用 滚球法复核屋面原有防雷系统是否能保护全部光伏组件, 如果有部分光伏组件位于屋面防雷系统保护范围之外, 应加装适当的避雷装置, 并与原有避雷装置连接。

光伏组件的外框、支架、紧固件等金属 材料要采 取等电位连接措施, 每排 (列) 金属构件均可靠连接, 且与建筑物屋顶避雷装置有不少于2点可靠连接。

现场汇流箱、直流配电柜内汇流母线上应安装符合Ⅰ级分类试验要求的浪涌保护器 (SPD) , 该SPD的标称放电电流应不低于20kA (10/350μs波形) , 持续运行电压不低于1.15U0 (U0为所连接光伏组件串联后的最大开路电压) 。

5开关站及其他

由于分布式并网光伏发电系统一般安装在已 建成的厂 区或建筑群内, 因此光伏系统的开关站设计往往因规划、用地 等原因而做出牺牲, 有时甚至只能在厂区角落处设计开关站。这时需要平衡工厂总平面布置和线路敷设等因素, 必要时可与建筑业主协商, 在已建成 的建筑物 内划出一 部分面积 设计开关站。开关站的布置原则应满足《10kV及以下变电所设计规范》和《低压配电设计规范》要求。

由于逆变器的转换效率一般在96%~98%, 损耗部分的能量以热能的形式排放到逆变器室内, 因此在较大装机容量的光伏系统, 尤其是逆变器集中安装时, 应特别注意逆变器室的 空调通风设计。

6存在问题及建议

直流侧的汇流箱、直流配电柜各回路进出线均安装有短路保护电器, 且按照规范短路保护电器整定值不低于回路标称短路电流的1.25倍。但根据太阳能电池的特 性曲线, 其短路电流为一个定值, 约为1.05倍额定电流。因此, 直流线路安装的短路保护电器实际上并不能实现短路保护的功能, 而仅仅是一个开关电器。并且一旦某一个回路发生短路, 由于短路电流不大, 运行人员很可能不能及时发现, 而使故障长期存在, 导致系统运行效率降低、光伏组件寿命缩短, 甚至扩大故障范围。

因此建议增设一套并网光伏电站电力监控系统, 用以监控交、直流侧设备及逆变器各进出线回路的各项电量, 采集运行数据, 尽早发现故障并定位和排除故障。

参考文献

[1]杨金焕, 于化丛, 葛亮.太阳能光伏发电应用技术[M].电子工业出版社, 2009

[2]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].中国电力出版社, 2005

分布式光伏发电现状及走势 篇2

分布式光伏发电是什么？

分布式光伏发电通常是指利用分散式资源，装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统，它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。

目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。如果没有公共电网支撑，分布式系统就无法保证用户的用电可靠性和用电质量。

分布式光伏发电有以下特点：

一是输出功率相对较小。传统的集中式电站动辄几十万千瓦，甚至几百万千瓦，规模化的应用提高了其经济性。光伏发电的模块化设计，决定了其规模可大可小，可根据场地的要求调整光伏系统的容量。一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在数千千瓦以内。与集中式电站不同，光伏电站的大小对发电效率的影响很小，因此对其经济性的影响也很小，小型光伏系统的投资收益率并不会比大型的低。

二是污染小，环保效益突出。分布式光伏发电项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。但是，需要重视分布式光伏与周边城市环境的协调发展，在利用清洁能源的时候，考虑民众对城市环境美感的关切。

三是能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。分布式光伏发电在白天出力最高，正好在这个时段人们对电力的需求最大。但是，分布式光伏发电的能量密度相对较低，每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦，再加上适合安装光伏组件的建筑屋顶面积的限制，因此分布式光伏发电不能从根本上解决用电紧张问题。

我国分布式光伏发电发展现状是怎样的？

光伏产业产能过剩的矛盾由来已久。我国光伏组件产量自2007年以来，连续5年位居世界第一。2011年，我国光伏组件产量是当年新增安装容量的10倍，90%的光伏组件需要销往国外。

我国光伏产业严重依赖国外市场的风险在欧美“双反”时暴露无遗。为挽救我国光伏产业，国家连续出台政策支持分布式光伏发电发展。为了响应国家政策，国家电网公司发布分布式光伏发电相关管理办法，为促进分布式发电的快速发展奠定了坚实的基础。

分布式光伏发电近3年呈现爆发式增长。我国从2009年开始实施特许权招标，推动地面大型光伏电站建设。同年，开始了“金太阳”工程和光电建筑示范项目，给予分布式光伏发电系统补贴，并按照投资规模的大小，确定补贴额度。截至2011年年底，国家已公布的光电建筑示范项目规模约为30万千瓦；“金太阳”工程已公布的规模约为117万千瓦。分布式光伏发电爆发式增长，但与之相关的规划、设计、施工、管理和运行的标准、规范不健全，导致问题集中显现。

国家公布的相关规划提出，2015年分布式光伏发电要达到1000万千瓦。同时，明确提出鼓励在中东部地区建设与建筑结合的分布式光伏发电系统。因此，分布式光伏发电是未来的重要发展方向。

分布式光伏发电对电网产生哪些影响？

不论是集中式发电还是分布式发电，都需要供电稳定、可靠。分布式光伏发电利用太阳能，是人们利用清洁能源的重要手段。但是，日夜更替，天气无常，分布式光伏发电的出力不具备规律性，在接入公共电网后，需要公共电网作为备用。分布式电源接入后对电网的影响包括几个方面：

一是对电网规划产生影响。负荷预测是电网规划设计的基础，能否准确地预测负荷是电网规划的前提条件。分布式光伏的并网，加大了其所在区域的负荷预测难度，改变了既有的负荷增长模式。大量的分布式电源的接入，使配电网的改造和管理变得更为复杂。

二是不同的并网方式影响各不相同。离网运行的分布式光伏对电网没有影响；并网但不向电网输送功率的分布式光伏发电会造成电压波动；并网并且向电网输送功率的并网方式，会造成电压波动并且影响继电保护的配置。

三是对电能质量产生影响。分布式光伏接入的重要影响是造成馈线上的电压分布改变，其影响的大小与接入容量、接入位置密切相关。光伏发电一般通过逆变器接入电网，这类电力电子器件的频繁开通和关断，容易产生谐波污染。

四是对继电保护的影响。我国的配电网大多为单电源放射状结构，多采用速断、限时速断保护形式，不具备方向性。这种保护方式在现有的辐射型配电网上，能够有效地保护全部线路。但是，在配电网中接入分布式电源后，其注入功率会使继电保护范围缩小，不能可靠地保护整体线路，甚至在其他并联分支故障时，引起安装分布式光伏的继电保护误动作。

国外发展分布式光伏发电，有哪些经验可供借鉴？

从国外的发展经历看，有几点经验可供借鉴：

采取经济杠杆保证光伏发电装机容量持续稳定增长。德国可再生能源法规定了光伏发电的补贴办法，对于屋顶光伏和地面光伏等各类光伏发电的应用模式，其规模不同，补贴力度不同。

该国2012年最新修改的法律规定，光伏发电的上网电价从17.94欧分每千瓦时到24.43欧分每千瓦时。该国还规定，未来12个月内如果安装容量超过350万千瓦，上网电价下降3%；如果超过750万千瓦，上网电价下降15%。我国目前急于挽救国内的光伏企业，准备迅速启动光伏市场，但也应考虑未来如何采取合理的策略保证其稳步发展。

制定合理的分布式光伏发电管理方式，保证电网的安全运行。西班牙要求某一区域安装的分布式电源的容量为该区域的峰值负荷的50%以下，尽量避免分布式电源反送电。德国要求100千瓦以上的分布式电源必须安装远程通信和控制装置，以便调度实时了解其出力，并且可以进行调度。

目前，西班牙的电网调度尚不具备远程监控和控制大规模光伏发电的能力，原因是输电运营商仅要求1万千瓦以上的光伏发电项目安装遥测装置，而西班牙还没有如此大规模的光伏项目。随着兆瓦级项目的增多，这些项目缺乏遥测设备将对电网运行产生显著影响。

分布式电源的大规模发展，需要投入大量资金升级电网。目前，德国已经开始采取一些间接措施来满足分布式电源接入配电网的要求，如升级改造接入点的上级变压器，重新配置馈线的电压条件和控制设备等。德国的研究机构认为，要满足德国的光伏发展目标，需要额外新建19.5万至38万千米高压和中压配网线路，相应的投资为130亿欧元～270亿欧元。

分布式光伏发电并网的效益分析 篇3

随着现今世界范围内能源供应的愈发紧张, 使得分布式新能源的发展成为了世界范围内各个国家着重研究的一项能源解决措施。对于我国来说, 作为一个能源消耗大国, 发展新能源产业, 是必由之路。而发展光伏产业, 为国民经济提供可靠的清洁可再生能源, 无疑有着非常高的经济效益和社会效益。就目前来看, 我国虽然在光伏产业方面具有较大的规模, 但是在产品消费方面依赖出口的现象还是较为严重, 并在近年来因为欧美市场金融危机的出现使得我国的光伏产业面对着较大的困境。对此, 就需要我国能够积极的转变这种严重依赖国外消费市场的情况, 并通过分布式光伏发电并网成本与效益的良好分析为我们今后工作的开展作出保障。

二、我国光伏发电运营模式

目前, 我国的光伏发电运营模式主要有以下几个类型:统购统销模式;合同能源管理模式;自发自用模式。现就其具体内容加以分析。

(一) 统购统销模式

对于这种模式来说, 就是通过第三方对光伏发电的建设、投资以及维护等工作进行负责, 具有光伏发电的经营权, 并将全部的发电量都送入到公共电网之中, 且使供电企业对光伏发电量进行负责。在该模式中, 光伏发电以电源的方式在经过变电站或者低压母线实现上网功能, 并将电量运送到用户手中。同时, 这种方式的电源投资还能够获得我国政府所颁发的电价补贴或者建设补贴:首先, 在建设补贴模式中, 将根据燃煤脱硫机组标杆电价将发送的电量都输送到电网企业之中;其次, 在电价补贴模式中, 发电商也将根据标杆电价将这部分电量出售给电网企业, 且不需要对备用费以及接网费进行承担。对于这种电源直接上网的运行模式来说, 其能够有效的将分布式光伏对于电网运行可能造成的影响进行降低, 能够较好的帮助我们实现电价需求等管理措施, 目前, 在我国的很多地区都已经应用了这种运营模式。

(二) 合同能源管理模式

对于这种运行模式来说, 就是通过第三方投资者对光伏电源进行建设, 并保证发电量将优先满足位于同一地点的用户进行使用, 且不足的电量也会由相关企业根据实地电价对用户进行提供。在该模式中, 电量会在运输到低压电网之后再传输到用户手中, 且项目的投资方也会根据所运输的电量得到政府的一系列补贴。对于这种运行模式来说, 其能够较好的实现了发电的就地消纳, 且将多余的发送电量出售给市电, 而如果产生的电量不足则由市电进行供给。同时, 这种运行模式所具有的投资动机相对来说也较为复杂, 不仅具有主供他人应用的项目、也有自给自足的项目。而在这个过程中, 该项目的发电集团以及投资机构等等都具有通过出售电量而获得经济利润的需求, 对于我国目前所具有的光伏发电模式来说具有较大的挑战。

(三) 自发自用模式

自发自用模式, 即用户自己建设光伏电站, 所发电量优先自用, 多余电量上网, 不足电量由电网提供。分布式电源和用户位于同一地点, 且为同一法人。在这种模式下, 用户所发电量优先自用, 多余电量按照当地燃煤脱硫机组标杆电价卖给电网企业, 同时按全电量获得政府补贴;电网企业以当地销售目录电价收取下网电量电费。目前, 这些由用户自己投资的项目主要靠政府补贴和节省电费收回投资成本。

三、光伏发电获取效益的分析方式

下面, 我们就根据收益、成本的评估方式, 对目前我国分布式光伏发电并网领域所具有的运行成本以及获取收益情况进行一定的研究比对。在光伏发电获取效益的分析模式中, 主要具有以下几个步骤:

第一, 需要根据当地城市电网的发展现状、当地的太阳能资源等情况, 对光伏发电试点区域进行确定。

第二, 要根据试点区域的控制性详细规划以及该区域的发展规划开展空间负荷预测以及负荷总量预测工作。

第三, 根据我们所分析获得该地区负荷特征以及太阳能资源数据, 正式进行光伏发电负荷曲线以及出力情况的匹配分析工作。如下图所示, 图中的曲线对于时间的积分为电量, 其中的第一部分为光伏发电上网电量;第二部分为用户在光伏发电作为电源情况下的用电量;第三为用户在公共配电网作为电源的用户用电量。在对上述情况进行分析之后, 还需要我们能够结合当地的地域限制、投资规模等一系列因素对所要建设的光伏发电装机容量进行确定。

第四, 需要列出可能的光伏发电运营模式备选方案, 并对不同运营模式所具有的优缺点以及可行性进行全面的分析。

第五, 要根据发电选址地点目前的现状以及周围的环境进行考察, 并对在不同运营模式下光伏发电所具有的用户配电网改造方案以及接入方案等进行确定。

第六, 需要对不同运营模式下光伏发电的计算参数以及边界条件等进行确定, 比如对相关配电设备的造价、当地补贴政策以及电量基本价格等等数据, 要有准确得把握, 避免在数据信息方面的误差, 造成我们对实际收益方面的错误判断, 影响对实际效益的计算。

第七, 需要对不同运营模式下光伏发电的运行成本进行全面的计算, 主要包括光伏发电的初期投资费用、配电网的初期投资费用、相关设备的运行维护费用以及贷款利息等等。而除了这部分基本费用之外, 还具有停电损失费用、设备损耗费用以及房顶租金等等。通过不同运营模式的应用, 则能够使项目投资者能够获得不同的成本构成。

四、分布式光伏发电并网设计方案

(一) 并网方案分类

在方案确定中, 需要我们根据光伏发电的接入电压等级、接入点位置以及运营模式等确定并网工作的设计方案。对于最为常见的小型光伏电站来说, 目前主要具有以下两种并网方式:

1. 接入公共电网。

对于这种方案来说, 其较为适合应用在统购统销模式的光伏发电工作中。其中, 电网线路以及配电箱作为电网的公共连接点, 并将产权分界点以及并网点设置在同一点位。在这种并网方案中, 具有多点接入以及单点接入这两种情况, 不仅计量较为简单, 而且非常便于我们对其进行调度以及维护。其接线示意图如下所示:

2. 接入用户电网。

对于这种方案来说, 其更适合应用在自发自用模式以及合同能源管理模式中, 且同样将线路以及配电箱作为电网接入点, 而产权分界点同并网点则不会设置在同一个电位处。同时, 这种模式会在每个建筑的屋顶光伏电源作为单个单元, 之后再进入到楼内电压用户配电箱之中, 即将每个建筑中的配电箱低压入口作为电网的并网点, 并在进入低压入口之后通过低压线路的输送将电量传输到了周围的电网之中。

(二) 成本效益情况分析

1. 从电网设备所具有的寿命周期看来。

在政府电价补贴模式之下, 我们开展光伏并网工作所获得的成本效益将高于建设补贴的方式, 且这种方式能够较好的保障光伏项目的并网发电工作;这一模式对成本和效益以及其他方面的控制力效果更好。

2. 在电价补贴模式下。

由于我们所使用的方式为统购统销, 就会以光伏上网的方式对电价进行标杆, 而这就会使电的成本效益会高于合同能源管理模式以及自发自用管理模式。

3. 在光伏发电总成本以及获得的运行效益方面来看。

光伏电源单位装机成本对其具有较大的影响。比如, 在电价补贴模式中, 如果电源装机成本下降到10元/W p, 那么, 无论光伏发电所采用的是哪一种运营模式, 其都会在实际运行中获取一定的利润收益。

4. 当区域整体用电量较大时。

在自发自用的并网模式中, 用户能够具有更多的电量节约。对此, 我们则可以认识到自发自用模式同合同能源管理模式相比具有更好的成本效益。

五、结语

总的来说, 在我国目前的能源紧缺、急需发展新能源产业的大形势大背景下, 开展光伏发电产业是我们势在必行的一项工作, 需要我们在实际管理中, 能够不断对其引起充分的重视。在上文中, 我们对于分布式光伏发电并网的效益情况进行了一定的研究与分析, 而在实际工作开展的过程中, 也需要我们能够在联合实际的基础上以针对性措施的应用来获得更好的并网运行效益。

摘要：近年来, 我国对于能源的需求得到了较大的提升。在这种情况下, 发展可再生能源则成为了我国现阶段发展低碳经济的一项重要手段。在本文中, 将就分布式光伏发电并网的效益进行一定的研究与分析。

关键词：分布式光伏发电,并网,效益分析

参考文献

[1]陈碧波, 卢沛玄.风力发电并网运行的影响和相应对策[J].科技传播.2012 (17) :56-58.

[2]陈志磊, 牛晨晖, 李臻, 张军军.光伏发电并网标准发展[J].电力电子技术.2013 (03) :15-17.

分布式光伏发电问题总结 篇4

解答： 光伏系统的发电量的确受温度的影响，直接影响发电量的因素是辐照强度和日照时长以及太阳能电池组建的工作温度。冬天难免辐照强度会弱，日常时长会短，一般发电量较夏天会少，这是很正常的现象。分布式光伏系统与电网相连，只要电网有电，家庭负载就不会出现电力不足和断电的情况。

2、光伏发电是否有辐射、污染？

电力专家表示:“目前从运行看，光伏发电是没有辐射和污染的。但是会有电池和噪音问题。电子设备在运行时会有噪音，但在可控范围内。电池类似手机、相机电池等有小剂量的辐射，但不会是大问题。” 光伏发电电池板回收是否有辐射主要看其材料。如果是晶硅太阳能电池回收没有太多污染源，同样，非晶硅光伏太阳能产品，主要看选择何种材料。“有些惰性材料要好些，毒性要小些。”

3、分布式光伏发电系统应用范围及安装方式？

解答：

分布式光伏发电系统可安装在任何有阳光照射的地方，包括地面、建筑物的顶部、侧立面、阳台等，其中在学校、医院、商场、别墅、居民、厂房、企事业屋顶、车棚、公交站牌顶部应用最为广泛；安装方式有混凝土、彩钢板以及瓦片式三个类型。

4、安装分布式光伏系统时应如何考虑荷载对光伏方阵和建筑物的影响？

解答：

从安全和稳定的角度出发，设计时需要考虑永久荷载、风荷载、雪荷载、温度荷载对光伏方阵和建筑物的影响，保证光伏组件。支架及方阵基础有足够的强度和刚度抵御当地极端气候的侵害。分布式系统安装之前，要对建筑物的荷载能力进行勘测、计算和校核，在保证建筑物满足载荷的前提下，设计出合理的安装施工方案。

5、分布式光伏发电补贴资金通过什么方式发放给业主？

解答：

光伏发电项目可由电力用户自建，也可采用合同能源管理方式。合同能源管理企业应与电力用户依据国家关于合同能源管理等规定，签订能源服务协议。用户自建光伏系统的自用光伏电量不做交易，对于项目业主安装在其他电力用户屋面上的自用光伏电量，由项目业主与电力用户按照合同能源管理协议进行结算。对多余光伏上网电量，由电网企业负责计量、统计、光伏系统全部发电量均可得到国家电量定额补贴。电网企业依据光伏电量的计量数据按照国家规定的度电补贴标准按照结算周期转拨国家补贴资金。

6、安装后如果连续阴雨或者雾霾，光伏发电系统还会工作么？会不会电力不足或者断电？

解答：

光伏电池组件在一定若逛下也是可以发电的，但是由于连续阴雨或者雾霾天气，太阳光辐照度较低，光伏系统的工作电压如果达不到逆变器的启动电压，那么系统就不会工作。并网分布式光伏发电系统与配电网是并联运行的，当光伏系统不能满足负载需求或由于阴天而不工作时，电网的电将自动补充过来，不存在电力不足与断电问题。

7、分布式光伏会不会影响电能质量?

解答：

电能质量即电力系统中电能的质量，衡量电能质量的主要指标有电压，频率和波形。系统的主要交直流转换部件为逆变器，逆变器经过电能质量测试合格后才能投产使用；光伏发电系统输出电能，警告过国家电网验收合格后，并入电网。所以分布式光伏系统不会对电能质量造成影响。

8、分布式光伏并网系统的发电量监控和电表的计量数据是一样的吗？误差有多大？

解答： 分布式光伏并网系统的发电量监控数据和电表的计量数据不一定是一样的。如果在同一个并网点采用相同的电量计量设备，精度也完全相同；那么得出的数据应该是一样的。但光伏并网系统使用的监控设备往往是系统建设单位自己采用的设备，而电表计量设备往往是电力部门安装的设备，因此设备不同，得到的数据可能会有一些差距。误差有多少要根据具体情况而定。而电费和补贴费用的结算是依据电力部门安装的计量设备。

9、用户怎样获得国家的电量补贴？

解答：

电网企业负责指导和配合项目单位开展分布式光伏发电项目的并网运行调试和验收，与项目单位签订购售电合同。电网企业对企业分布式光伏项目的全部发电量和上网电量分别计量。对分布式光伏发电项目按电量给予补贴。电网企业应按照国家规定的上网电价与项目单位结算上网电量电费，并按国家规定的按电量补贴的政策，对项目全部发电量按月向项目单位转付国家补贴资金。

10、工商业用户安装光伏发电系统有什么好处？

解答：工商业用户安装光伏发电系统的好处有：工商业用电量大，电价高，自发自用比例大，回收期短，收益率高；另外光伏系统有节能减排的社会效益，能够帮工业用户完成节能减排指标，尤其在开展低碳交易的试点城市。

11、如何估算分布式光伏并网系统的发电量？

解答：

要估算光伏发电系统的发电量，需要知道系统安装当地的有效日照时间，系统效率，系统安装容量。例如1000瓦的光伏并网系统，安装地点为北京，有效日照时间为4小时，光伏并网系统效率誉为80%，所以该系统日发电量计算公式=组件安装容量×有效日照小时数×系统效率=1000 ×4 ×0.8=3200wh,约为3.2度电。

分布式光伏并网发电 篇5

前言

发展分布式电源是国家保障能源供应、优化能源结构、治理环境污染、建设生态文明的重大战略部署。分布式光伏发电作为最有发展前景的一种可再生绿色能源，被世界各国公认为是目前利用太阳能的最好方式。

一、分布式光伏发电政策现状

近年来，国务院各部委为鼓励分布式电源建设制订了积极的政策，下发了若干意见及通知，明确了要积极开拓光伏应用市场、加快产业结构调整和科技进步、规范产业发展秩序、加强并网管理和服务、完善支持政策等措施。

1、大力支持用户侧光伏应用。开放用户侧分布式电源建设，支持和鼓励企业、机构、社区和家庭安装、使用光伏发电系统。对分布式光伏发电项目实行备案管理，豁免分布式光伏发电应用发电业务许可，所发全部电量纳入全社会发电量和用电量统计，并作为地方政府和电网企业业绩考核指标。

2、加强配套电网建设、完善并网服务。电网企业加强与光伏发电相适应的电网建设和改造，保障配套电网与光伏发电项目同步建成投产。接入公共电网的光伏发电项目，其接网工程以及接入引起的公共电网改造部分由电网企业投资建设。电网企业简化分布式光伏发电的电网接入方式和管理程序，为光伏发电全过程提供并网服务，优化系统调度运行，优先保障光伏发电运行，确保光伏发电项目及时并网，并全额收购所发电量。对分布式光伏发电项目免收系统备用容量费和相关服务费用。

3、完善电价和补贴政策。对分布式光伏发电实行按照电量补贴，根据资源条件和建设成本，制定光伏电站分区域上网标杆电价，通过招标等竞争方式发现价格和补贴标准。根据光伏发电成本变化等因素，合理调减光伏电站上网电价和分布式光伏发电补贴标准。根据光伏发电发展需要，调整可再生能源电价附加征收标准，扩大可再生能源发展基金规模。

二、分布式光伏发电设计选型

分布式光伏发电项目工程设计和施工建设应符合国家相关规定，并网点的电能质量应满足国家和行业相关标准。

1、电压等级选择。分布式光伏发电并网电压等级应根据装机容量进行初步选择，原则上是：8千瓦及以下可接入220伏;8千瓦～400千瓦可接入380伏;400千瓦～6000千瓦可接入10千伏;5000千瓦～30000千瓦以上可接入35千伏。最终并网电压等级应根据电网条件，通过技术经济比选论证确定。

2、接入方式选择。分布式光伏发电可以专线或T接方式接入系统。专线接入，是指分布式光伏发电接入点处设置专用的开关设备（间隔），如直接接入变电站、开闭站、配电室母线，或环网柜等方式。T接，是指分布式光伏发电接入点处未设置专用的开关设备（间隔），如直接接入架空或电缆线路方式。

3、電能消纳方式选择。分布式光伏发电按照电能消纳方式，可分为全部上网、自发自用余电上网、全部自用三种，由用户自行选择。用户不足电量由电网提供，上、下网电量分开结算，电价执行国家相关政策。全部上网是指所发电量全部送入公共电网，电网企业负责全额收购所发电量。全部自用是指所发电量全部用于满足客户自身使用，不足电量由电网企业按当地销售电价向用户提供。自发自用余电上网是指所发电量优先满足用户使用，多余电量上网（执行分布式光伏发电价格政策，按照当地燃煤脱硫机组标杆电价由电网企业收购），不足电量由电网企业按当地销售电价向用户提供。这种模式实现了分布式光伏发电的就地消纳，多余电量卖给市电，不足电量由市电供给。电网企业最新规定：对于利用建筑屋顶及附属场地建成的分布式光伏发电项目（不含金太阳等已享受中央财政投资补贴项目），发电量已选择为“全部自用”或“自发自用余电上网”，当用户用电负荷显著减少（含消失）或供用电关系无法履行时，允许其电量消纳模式变更为“全部上网”模式。

三、RH公司案例研究

1、项目背景。RH公司是一家从事新能源产业的高科技公司，其分布式光伏发电项目建设规模包括光伏屋顶发电系统及相应的配套并网设施，全部采用固定式支架安装，使用1栋建筑屋面，面积约4万2。项目建设地年参考辐射量值约1478kW·h/m2，属于太阳能资源较丰富地区，具有良好的开发应用价值。

2、项目概述。RH公司分布式光伏发电总装机容量为4.6MWp，光伏发电机组分为2个1MW子系统和2个1.25MW子系统，每个光伏子系统连接一座1MVA或1.25MVA箱式升压变压器，组成子系统——箱式站单元接线，该单元接线将子系统逆变组件输出的0.28kV电压通过升压变压器升压至10kV，4台升压变压器的高压侧接至10kV母线，汇流后以10kV电缆线路接至公司10kV配电室10kV母线，并经该公司10kV专用线路并入电网企业的110kV 变电站主变10kV出口，电能消纳方式选用自发自用余量上网。

3、效益分析。本工程投产后，按照全电量电价补贴标准以及当地燃煤机组标杆上网电价收购价格测算，20年销售总额达7300万元，缴纳所得税1500万元，实现净利润约5500万元，工程的建设和运行给当地财政带来较大的税收收入。本工程投产后经测算，20年年平均发电量为545.71万kW·h，同燃煤火电站相比，每年可为国家节约标准煤550.6t，每年约减少SO2排放量163.86t、NO2排放量15.57t、CO2排放量4740.97t。本工程是绿色工程，从节约煤炭资源和环境保护角度分析，具有较为明显的经济效益、社会效益和环境效益。

四、结语

分布式光伏并网发电 篇6

关键词：分布式光伏并网发电系统,配电网,电能质量

随着工业技术的不断发展和变革, 社会各行各业对于电能的需求也日益增长, 人们对于电能安全性和可靠性的要求越来越高。面对日益减少的能源资源问题, 企业要想在激励的市场竞争中依旧保持有利地位, 就必须要应用电气技术的新工艺以及新设备, 从而尽最大可能的使用清洁能源, 满足社会可持续发展要求。分布式光伏并网发电系统利用光伏组件, 能够将太阳能直接转化为电能的分布式发电系统, 具有节能性和环保性以及经济性。但是也对配电网的电能质量产生了一定的影响, 因此需深入对分布式并网发电系统进行研究和分析。

1 光伏并网发电系统基本运作原理

光伏发电是一种在半导体的光生伏打效应基础上将太阳能辐射直接转换成电能的过程。而分布式光伏并网发电系统是与建筑物进行相结合的一种屋顶光伏系统, 通过一定标准和规格的设计来尽最大可能的降低光伏发电系统以及建筑的造价[1]。而在分布式光伏并网系统中, 可以将白天未用完的电量通过逆变器而出售给当地的公用电力网, 如果夜晚需用电, 也可以从电力网中进行购买。

分布式光伏发电系统所发出的电能从实践结果上来说, 能够直接分配到用户负载上, 多余或者不足的电能可以通过接入的配电网进行相应的调节。同时还可以将其与其他的新技术能源通过一种微网的方式接入到大电网之中, 从而与大电网之间形成一种互为支撑的作用[2]。光伏发电的优势在于无需消耗更多的能源原料, 而且在规模的选择上还具有较大的灵活性, 是一种比较安全稳定以及环境污染小的发电技术。但是从运作的成本上进行比较, 发电成本比较高, 还需要进行进一步的创新和改进, 从而来尽最大可能的降低成本, 实现光伏发电平民化。其中分布式光伏并网发电系统如图1所示。

2 分布式光伏并网发电系统接入配电网的电能质量影响

2.1 引起电能产生直流偏离故障

由于分布式光伏发电系统在运行的过程中, 会受到不同程度的主客观环境因素影响, 对电网的运行会产生不利的因素, 如果控制电路中运算放大器的零点漂移以及驱动电路发生不一致的现象从一定程度上来说容易导致逆变器输出电压产生直流分量的问题。而此时当光伏发电系统通过逆变器接入配电网时, 就会将直流分量也接入到配电网之中, 此时就会使整个配电网的运行产生直流偏离的故障问题。

当分布式光伏发电系统产生的直流分量会使变压器的正常工作点发生偏离现象, 此时变压器会产生一定饱和的现象, 直流分量超过标准值会对电源系统本身运行造成不利的影响。由于配电网线路阻抗比较小, 如果将多个逆变器都直接并联接入到配电网之中, 即使各光伏并网系统输出电压也含有直流分量, 但是也会在各并网的逆变器之间形成数量比较多的直流环流。一旦环流存在于配电网运行系统之中, 各光伏并网逆变器不能够平均分配功率, 从一定程度上会消弱光伏发电并联系统的可靠性。与此同时, 直流分量会导致电流峰值达到一个较高的限度, 从而使电力供应发生中断故障, 对整个电力系统的配电网运行的安全性和可靠性会产生较大的影响。

2.2 引起电能产生谐波污染问题

一般情况下, 分布式光伏并网发电系统都是应用逆变器来进行并网。但是, 为了能够避免逆变器桥臂上、下开关管出现直通现象。相关工作人员需在逆变器运行过程中, 对控制开关信号时加入死区的进行控制, 直到同一桥臂上的上、下两管死区时间内两开关管都能够处于一种关断的状态[3]。由于各种主客观因素的影响使得逆变器运行时, 会产生严重的高频谐波, 而这些谐波的存在会使得电流存在一种畸变的问题。而配电网在运行时, 线路阻抗比较大, 如果没有及时的对谐波进行阻抗, 情况较严重时就会造成较大的电压畸变现象。

由于在配电网传输电能的过程中, 较多数的电力供应是通过架空线路进行实现的, 但是架空线路极易产生电晕的问题。谐波会导致电压峰值超过标准的额定值, 从而使配电网中的电晕损耗变得更加严重。而在配电网中, 居民用电都存在一种荧光灯和计算机等产生较大谐波的家用电器, 一旦谐波电流接入到零线之后, 就会造成零线线路损耗不断增加, 从而使导线发生过载而发热, 造成线路绝缘老化。当配电网中的谐波数量较多时, 则会对电能计量的精准性产生较大的影响, 使得供电企业不能准确的对电力用户的实际用电量进行计算, 对电力市场的正常运行会产生不安定和谐因素。相关工作人员在分布式并网发电系统接入配电网时一定要密切关注电能的变化情况, 尽最大可能的降低谐波对电网运行的危害性。

3 结束语

综上所述, 对分布式光伏并网发电系统接入配电网电能质量进行分析具有极高的研究价值, 不仅能够推动清洁高效能源的广泛使用, 而且还能够保证用户用电的安全性和可靠性。由于分布式光伏并网发电系统在运行的过程中, 自身会存在一定的劣势, 这些劣势会给配电网系统的安全和稳定性造成较大的影响。因此, 为了能够使电力系统配电网电能质量越来越好, 就必须要不断的加强对配电网电能质量的影响分析, 综合各项数据分析资料, 从而提出最高效和可行的解决对策, 对电网系统运行和发展具有现实意义。

参考文献

[1]陈炜, 艾欣, 吴涛等.光伏并网发电系统对电网的影响研究综述[J].电力自动化设备, 2013.

分布式光伏并网发电 篇7

根据国家新能源发展规划和电力需求情况,光伏发电将在新能源体系中占有一定的比例。目前,我国对分布式光伏发电项目按照“自发自用、余电上网、电网调节”的原则进行综合利用、开发,建设投资者可将自用剩余后的电力产品通过专用并网线路销售给当地电网公司或企业。本文针对光伏发展趋势、设计技术方向、设备选型和投资收益分析等方面进行探讨和研究,在工程实践中具有一定的指导作用。

1 并网分布式光伏发电系统特性

(1)发电功率较常规发电站小。按目前发展现状,一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦或几百千瓦以内。与集中式发电站不同,光伏电站的大小对发电总负荷及电网稳定性的影响很小,从而对其经济性的影响也很小,但光伏发电系统的投资收益率并不比大型发电站低。

(2)分布式光伏发电系统在运行中没有污染,环保效益突出。分布式光伏发电系统在发电过程中不产生噪声、废气、废水,不排放温室气体,因此不会对空气、土壤及水产生污染。另外,屋顶光伏发电系统不占用土地资源,结合屋顶防水、隔温等光伏技术特点,光伏发电综合收益好。

(3)分布式光伏发电系统能在一定程度上缓解局部的用电紧张状况。分布式光伏发电系统的综合利用能量密度较低,每平方米的功率仅150W左右,再之适合安装光伏组件的建筑屋顶面积有限,不可能从根本上解决用电紧张的问题。但分布式光伏发电系统分布点多面广,结合居民及生产单位的用电特点,特别在电网欠发达地区,可在一定程度上缓解局部的用电紧张状况,并产生较好的经济效益。

(4)分布式光伏发电系统可与多种多样的发电站并存发展。大型火力、水力、天然气电站发电是升压接入骨干电网,仅作为发电站;而分布式光伏发电是接入当地供电系统的配电网,发电、用电可以并存,尽可能地就地消纳该电力资源,与上述大型电站可并存发展。

(5)自动化程度高,设备维护量小。根据我国光伏发展现状,并网式光伏发电系统可自动建压,自动检测电网,满足逆变要求后自动同期并网,无需人工介入操作,自动化程度高。在实际运行过程中,光伏并网式逆变器故障率较低,只需定期清理光伏发电太阳能阵列板材,保障光电转换效率,设备运维工作量小。

2 并网分布式光伏发电系统设计要点

设计并网光伏式发电系统时应遵循技术先进、布置科学合理、运行安全可靠、投资经济实用的指导思想,着重考虑以下设计原则。

(1)技术先进性原则:随着光伏及电力设备技术的发展,光伏电站设计必须考虑其技术先进性,确保发电系统在一定时期内保持技术领先和适用性,保证系统在实际运行中达到设计的生命运行周期,减少系统运行后期的技术改造费用。

(2)设备实用性原则:相关设备选型需充分考虑我国太阳能电源设备生产现状,选用具有大规模实际工程应用经验的成熟产品,制造工艺采用先进成熟的技术,保证选用产品的稳定性、可靠性和便维性,提高光伏发电系统的实用性。

(3)投资经济性原则:在保证系统各项技术指标的前提下,降低工程、设备成本,提高系统的性价比,保障用户的投资效益。

在实际工程具体设计过程中,需考虑光伏电站的地理环境、建设规模、投资成本、光电转换效率,要因地制宜最大限度提高单位面积发电效率,降低单位透支成本,保障投资收益率,其主要设计事项如下。

(1)根据安装现场及条件选择合适的电池组件、安装固定方式及最佳的安装倾角,计算式可查阅光伏相关设计的规程、规范。

(2)根据安装地的气象数据和逆变器容量参数进行光伏阵列串并联设计,尽量提供直流侧最大可承受电压,以减少逆变器的数量、提高转换效率和降低投资成本。

(3)光伏阵列布置于户外,为保证设备安全,在具体设计中需考虑防雷设计。并网式光伏发电系统接线及防护具体设计方案如图1所示。

(4)光伏阵列中单位光伏板较多,在工程中需设计直流汇线,以有效降低电缆投资成本。设计直流汇线后同时可提供转换效率,保证光电转化效果。

(5)在实际工程中应根据各光伏方阵的容量及安装特点,进行逆变器的选型、组合设计。逆变器选型应考虑容量、直流侧接口数量、逆变效率等参数。

(6)光伏并网点系统接入设计包含并网开关柜、计量、监控、防逆流保护系统设计,保证光伏设备及电网的安全运行。

(7)并网发电系统的监控、通信及数据远传设计需考虑光伏发电系统自动化操作水平,确保数据传输实时可靠、监控方式方便简洁。

(8)光伏发电系统电气电缆选型、敷设设计应参考光伏电站的安装位置、环境温度及电缆敷设方式,考虑有效节省电缆及电缆选型符合实际工程情况,保证工程造价和电缆使用性。

(9)系统设备安装土建基础设计、设备优化布置设计。土建基础作为光伏阵列的载体,设计时应考虑安装所处的地理环境、气象条件、光照特点及运行维护的便易性,同时还需优化土建布置方式,避免光伏阵列受到周围建筑物的遮挡,提高单位面积内的光伏电容量。

3 主要光伏发电设备的选型说明

并网分布式光伏发电系统设备选型对系统运行设备寿命、可靠性、运维便易性、经济性和综合投资收益都有直接的影响,因此光伏组件选型遵循以下原则。

(1)在兼顾易于建设安装场地及搬运条件下,选择大尺寸、高效的光伏组件,提高单位面积光伏发电容量,同时可降低光伏发电系统的单位造价。

(2)选择易于接线的光伏组件,方便、简洁的接线方式对后续运维便易性和接口可靠性有着直接的关系。

(3)光伏发电组件布置于户外,要求各部分能抗强紫外线及其它冰雹等恶劣天气影响,以提高设备运行可靠性。

(4)光伏发电组件必须符合IEC 61215标准,满足电气技术要求及强度的条件下保证每块光伏组件的质量,保障设备运行寿命,提高光伏综合投资收益。

(5)做好各种物资资源和技术条件的调查。因项目建设所需物质资源品种多、数量大,故应对各种物资资源的生产和供应情况、价格、品种和质量状况等进行调查、了解,及早进行供需联系,落实供需要求,保障光伏发电项目设备及时到位,避免影响建设工期。

4 并网式光伏发电系统投资及收益分析

并网分布式光伏发电项目基于“自发自用、余电上网、电网调节”的综合开发利用原则及现有光伏发电补贴政策。以广东地区为例,按光伏项目运行25年的设计寿命,根据南方电网购电单价0.450 5元/(kW·h),居民售电价0.60元/(kW·h),光伏国家补贴0.42元/(kW·h)(执行20年)计算,光伏发电投资收益(含税)见表1。

并网分布式光伏电站年发电量=组件方阵额定功率×峰值日照时数×系统效率×(1-系统衰减率),根据上述预测发电量和相关光伏扶持政策,以建设100kW发电项目为例,其经济性分析见表2。

由此可知,广东地区并网分布式光伏发电投资回收年限为8年左右。考虑到居民用电阶梯电价体制及工业用电比居民用电更高的问题,居民或工业用户投资建设光伏发电项目投资收益更好。

5 结束语

全球正面临化石能源接近枯竭、环境污染严重、气候变暖等各种生态及生存的压力,光伏发电系统技术不断进步和产业化技术基本成熟,及国家相关扶持法规、政策的推出,在这三种因素的共同作用下,清洁、环保、取之不尽的太阳能将作为替代能源的不二之选。本文针对光伏发展、设计技术方向、设备选型和收益分析等方面进行了探讨,希望在工程实践中具有一定的指导作用。

摘要：从光伏发展趋势、设计技术方向、设备选型和投资收益分析等方面对并网分布式光伏发电系统进行探讨和研究,在工程实践中具有一定的指导作用。

分布式光伏发电系统屋面防水 篇8

关键词：分布式光伏发电系统,屋面,防水

分布式光伏发电特指在用户场地附近建设的光伏发电设施,运行方式以用户侧自发自用、余电上网, 且在配电网系统内平衡调节为特征。该系统设备包括:光伏组件、支架、逆变器、配电柜、计量表及双向电表等。

分布式光伏发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导充分利用当地太阳能资源,减少石化能源消费,不仅能有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途输运中的损耗问题。

目前,建在建筑物之上的光伏发电系统是一种应用广泛的分布式光伏发电系统,简称BMPV(Building Mounted Photovoltaic),涉及的建筑物包括民用建筑、公共建筑、工业建筑等一切可以承载光伏发电系统的建筑物。

BMPV又可以分 为BIPV(Building Integrated Photovoltaic)和BAPV(Building Attached Photovoltaic) 两种形式。

BIPV,是与建筑物同时设计、同时施工和安装, 并与建筑物形成完美结合的光伏发电系统,也称为“构建型”和“建材型”光伏建筑系统,是将光伏阵列作为建筑结构的功能部分,包括用光伏组件取代传统的屋面材料,如屋面板、瓦、石板瓦、金属屋面、窗户、遮雨棚等。它作为建筑物外围护结构的一部分,既具备发电功能,又具有建筑构件和建筑材料的功能,甚至还能提升建筑物的美感,与建筑物形成完美的统一体。

BAPV,则是附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统,也称为“安装型”光伏建筑系统。它的主要功能是发电,与建筑物功能不发生冲突,不破坏或削弱原有建筑物的功能。

本文讨论的分布式发电系统,主要是指BAPV系统。

1 BAPV 系统屋面防水设防

当前,国家相关规划明确提出:鼓励在中东部地区建设与建筑结合的分布式光伏发电系统。在国家及地方政府政策的大力支持下,分布式光伏发电系统的应用已越来越广泛,占光伏发电系统的总装机容量的比例达到57%以上,将成为未来光电的重要发展方向。

BAPV系统中,光伏组件在屋面上的安装方式, 不仅要考虑日照和阴影,而且要因屋面形式而异。在工程上,组件的安装必须考虑荷重、耐风压、抗地震、排水、防水以及防雷等问题[1]。因为工程主要涉及到光伏支架与屋面的结合,进而涉及屋面防水问题,因此设计方案、工程施工质量的优劣,不仅关系到建筑物的使用寿命,而且直接影响到建筑内的生产活动或民生的正常进行。目前,由于分布式光伏发电处于市场导入期,竞争激烈,系统的设计、施工质量良莠不齐,对所在屋面的防水问题更应予以重视。

各类屋面工程包括屋面结构层以上的屋面找平层、隔汽层、防水层、保温隔热层、保护层和使用面层, 是房屋建筑的一项重要的分部工程。根据建筑物的性能、重要程度、使用功能及防水层合理使用年限等要求,国家标准GB 50207—2007《屋面工程质量验收规范》规定,将屋面防水划分为四个等级,并规定了不同等级的设防要求及防水层厚度[2]。

对于BAPV来说,城市中较大型的公共建筑和别墅屋面防水属于Ⅱ级设防;一般的工业与民用建筑、普通住宅、一般办公楼、学校、旅馆等屋面防水属于Ⅲ级设防。

2 BAPV 安装方式及 BAPV 屋面渗漏原因简析

2.1 BAPV安装方式

光伏组件的安装方式因屋面形式而异。大部分是采用分离式设计,灵活性较大,以点式连接构件架空在屋面结构之上,在不影响原有屋面功能的同时,创造较好的通风条件,使太阳能电池板获得最佳的工作效率,维护也比较方便,特别适用于平屋面和坡屋面上[3]。

平屋面BAPV常见安装方式有:混凝土配重法 (含浇注混凝土基座法和预制混凝土块配重法)、现浇混凝土连接屋面法、化学锚固螺栓固定法等。

坡屋面BAPV常见安装方式有:连接屋面主结构法、专用夹具固定法、双组分胶粘接法(轻量安装法[4])。

2.2 BAPV 屋面渗漏原因简析

BAPV系统施工案例中,在结构载荷等设计正确的前提下,如果正确、安全、文明施工,且不进行屋面钻孔,一般来说也不会破坏屋面防水层,造成屋面渗漏。这类的施工方法有:混凝土配重法、钢构连接法、专用夹具固定法、双组分胶粘接法等。

造成屋面可能发生渗漏的情况,有如下几种:

1) 在混凝土平屋面或别墅混凝土坡屋面上安装光伏支架时,利用预埋螺栓、膨胀螺栓或化学锚固螺栓固定法安装光伏支架的工程;

2)在钢结构坡屋面上安装光伏支架时,对于彩钢板肋板截面为梯形的情况,利用自攻螺丝将支架与彩钢瓦屋面牢固固定的工程;

3)电缆套管或屋面给水管道穿过屋面板;

4) 屋面彩钢板锈蚀并出现漏点,或局部区域锈蚀;

5)错误、粗暴的施工方法。

上述几种情况,都有可能在系统安装过程中破坏屋面原有防水层或防水瓦片,使屋面在光伏系统使用寿命期内发生渗漏。但在使用条形基座且基座与排水方向垂直布置时,则有可能阻碍屋面雨水排放,造成渗漏。另外,即使在光伏系统安装过程中做了屋面防水处理,但由于施工质量和自然环境的原因,如在气候恶劣地区,经历年冻融循环、日晒等,屋面起鼓开裂,在加速防水层老化及破损后,屋面亦很有可能在后期发生渗漏[5]。

3 BAPV 屋面防水

屋面防水处理遵循的一般原则是:宜导不宜堵, 即保证节点的处理,在暴雨积水时能顺利地让水泻掉而保障屋面不漏。因此,在设计时首先应使支架基座不与排水方向垂直布置,不阻碍屋面雨水排放。另外, 施工中在既有屋面上采用直接放置支架基座的方式安装光伏系统时,基座不与原屋面的结构层发生关系,并保证基座放置平稳、整齐,采取措施进行固定, 避免发生倾覆、滑移等现象。由于基座与结构层不发生关系,设置附加防水层困难,应尽量保全原屋面的防水层,防止发生渗漏[6]。

对于必须打孔破坏原屋面的情况,则要做到因地制宜,根据不同情况做不同处理。

3.1 BAPV 混凝土平屋面或别墅混凝土坡屋面防水

对于混凝土平屋面或别墅混凝土坡屋面(上覆瓦片)的新建建筑,通常在设计时就应预埋螺栓,按照常规做法做好屋面防水。

对于有混凝土平屋面或别墅混凝土坡屋面(上覆瓦片)的既有建筑,应首先确认屋面结构。将光伏组件基座与结构层连接时,基座顶部金属埋件周边是防水薄弱环节,若处理不当,雨水易从埋件的螺栓周围下渗到结构层,对结构层的受力钢筋造成腐蚀,形成安全隐患。因此,设置光伏组件基座时,应将防水层铺设到基座和金属埋件的上部,并在地脚螺栓周围做密封处理;穿防水层处用防水密封胶填实,隔绝雨水下渗路径(图1);此外,还应在基座下部增设一层附加防水层,即使基座顶部发生渗漏,雨水也不会下渗到结构层[7]。

对于有混凝土平屋面或别墅混凝土坡屋面的既有建筑,若使用化学锚固螺栓固定支架,应首先确认保护层或使用面层的厚度。对于单位面积承重较大的预制楼板屋面,可在屋面现浇一定厚度的混凝土层, 固化后利用化学锚固螺栓固定支架。对于上覆瓦片的坡屋面,应确认打孔深度,将化学锚固螺栓固定后,螺栓穿过瓦片的位置应使用防水密封胶做密封处理(图2)。化学锚固螺栓由于承载能力大,抗疲劳、耐老化, 部分型号能承受动载荷和冲击载荷;对基体无膨胀力,不产生挤压应力,因此,不会对屋面防水造成不良影响[8]。

3.2 BAPV 金属屋面防水

对于金属屋面来说,需要将光伏系统的钢结构穿透原防水层及压型钢板,固定在建筑的主体钢结构上 (图3);再参照金属屋面防水做法,进行隔汽、保温及防水处理。施工的重点是去锈蚀、密封、对基层及外围涂刷防水涂料[9]。

对金属屋面的局部漏点,应采用优质中性耐候密封胶涂抹封堵;对于局部锈蚀严重的彩钢板,在安装光伏组件前需要更换。

1)对于彩钢板肋板截面为梯形的情况:光伏支架通常是通过自攻螺栓与彩钢板从侧面或顶面连接。自攻螺栓必须带有配套的耐候密封防水垫片,且在固定完毕后,螺钉处须使用优质中性耐候密封胶涂抹。

2)对于有电缆套管穿屋面板的情况:在现有国标的图集上均载有做法。具体做法可参考国标图集01J925—1《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》、06J925—2《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造 (二)》、08J925—3《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造(三)》。设计和施工中,可根据实际工程的具体情况选用。

3)对于电缆穿屋面板的情况:可采用得泰盖片进行防水。得泰盖片是一种屋面防水结构,经常用在有彩色压型钢板的屋面上,采用EPDM或SILICONE柔性材料制成,具有良好的物理性能和耐化学腐蚀性能,可克服刚性防水材料的漏水等问题。

4 结语

分布式光伏并网发电 篇9

关键词：分布式,光伏电站,接入电网,并网型光伏发电,继电保护

1 绪论

光伏发电是将太阳能直接转换为电能的一种发电形式。光伏发电系统通常可分为离网 (独立) 型光伏发电系统和并网型光伏发电系统。并网型光伏发电系统与电网相连, 发出的电能向电网输送。并网型光伏发电系统可分为分布式并网型光伏发电系统和集中式并网型光伏发电系统两大类。分布式并网型光伏发电系统就属于微电网中的分布式发电, 特点是光伏发电系统发的电直接分配给用户负荷, 多余或不足的电力通过连接电网来调节。

2 分布式光伏电站的发展现状及技术前景分析

2.1 发展现状

我国从2009年开始启动了“金太阳”工程和光电建筑示范项目, 明确规定根据项目投资规模对分布式光伏发电项目进行补贴。在相关政策的激励下, 我国分布式光伏呈现出爆炸式增长的态势。据统计, 到2011年年底, 我国光电建筑示范项目装机规模已达30万k W, “金太阳”工程的装机规模也已超过117万k W。而根据《能源发展“十二五”规划》, 我国2015年分布式光伏发电的装机规模要达到1000万k W。2013年, 国家电网继2012年启动分布式光伏发电支持政策之后, 再次发布《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》, 用户自己装置光伏发电设备, 国家电网可以为其接入电网, 发电量可以自用, 多余部分也可以上网卖给电网。据统计, 截至目前, 国家电网已受理分布式光伏报装业务119件, 发电容量33.8万k W。

2.2 技术前景分析

能源供给一直是发电企业和供电企业的“垄断权力”。在很长一段时间内, 我国的火力发电业务主要受中电投、华电、华能、国电、大唐等五大发电集团垄断, 各地区还分布着一些大中型发电公司和电网企业, 例如天富电力集团和国网子公司等等。现在这些大中型发电供电企业的主要业务仍然是集中性大规模的发电站, 随着新能源逐渐取代传统能源成为替代能源, 各大型发电企业也面临着体制改革的难题。分布式光伏发电就是全球进入可再生能源时代而诞生出的新生事物之一。分布式光伏发电在我国出现的原因主要有以下几点: (1) 煤炭在我国能源结构中的比例较高, 给环境造成很大的污染, 光伏发电的出现顺应了改变传统能源结构的趋势; (2) 低碳成为时代能源利用的主题, 新兴产业如雨后春笋般出现。详细来说, 分布式光伏发电具有高度的分散性, 可缓解集中式大规模发电站间歇性的弊端, 其调峰能力强, 启停快速, 易于灵活调度。另外, 分布式光伏发电安全可靠性较高, 抗灾能力较强, 适合远离电网主干网的边远偏僻山区、农村供电。当今土地价格飞涨, 分布式光伏发电可以充分利用现有建筑进行开发规划, 可以节省土地资源, 同时还能适应特殊移动电源的使用。因此分布式光伏发电的应用广泛, 前景广阔。然而我国分布式光伏发电的发展还存在一定的瓶颈, 如其发出的电具有的随机性和间歇性, 上网时可能会造成频率扰动、电压不稳、输出功率不平稳以及闪变等相关问题, 从而影响系统的稳定性, 降低电能质量。

3 工程实例分析

本工程总装机容量为5×5MWp, 预计年发电量为2948.321万k Wh。该光伏发电系统以380V电压等级并网于临近某110k V变电站10k V母线所用变低压侧, 160k W经直流汇流后接逆变器, 并网于电站配电区两台配电变压器低压侧0.4k V母线。储能系统1套80k W/160k Wh磷酸铁锉电池经PCS, 分别并网于电站两台配电变压器低压侧母线。每个5MWp光伏阵列均逆变升压至10k V电压等级, 形成1路10k V交流电源线路, 接至110k V变电站10k V线路上, 光伏电站所发电力首先在该线路进行消纳, 多余电力可以输送至某110k V变电站10k V母线上重新分配。

4 电气计算及继电保护

4.1 电气计算

4.1.1 最大工作电流

该工程为分布式光伏电站为太阳能电池阵列, 输出的是直流电, 经过汇流、逆变、升压等过程之后, 再连接至公用电网。本工程总容量为5×5000k Wp, 若不考虑逆变及升压过程中的电能损失, 最大工作电流约为1443A。

4.1.2 短路电流

对于含有光伏电站的系统, 发生短路故障时, 故障点短路电流可以分为两部分: (1) 由交流系统提供; (2) 由光伏发电系统提供。对于光伏发电系统提供的短路电流, 其大小主要与光伏发电出力、逆变器参数等因素有关。根据光伏发电原理, 光伏发电元件经日照产生直流电, 再经过逆变器逆变为400V交流电输出, 其发电出力值与日照等环境因素有关。由于日照等环境因素骤变的可能性很小, 在短路故障发生瞬间, 光伏系统发出的直流功率可以认为是恒定的, 逆变后的交流功率也可以认为是恒定的。因此, 发生短路后, 由于母线电压急剧下降, 在功率恒定的情况下, 逆变器输出的电流将会急剧增大, 直至逆变器保护动作, 关闭输出。

4.1.3 并列点及人工解列点

各电站并列点设在电站并网线路10k V侧断路器上;人工解列点设在所并变电站的所并10k V线路断路器侧。

4.2 继电保护

4.2.1 继电保护配置依据

根据国家电网发展[2009]747号《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定 (试行) 》, 《继电保护和安全自动装置技术规定》 (GB/T14285-2006) , 并依据系统一次设计方案, 进行系统继电保护的配置。

4.2.2 继电保护及安全自动装置

光伏电站线路侧应配置普通的微机线路保护除普通线路保护功能, 相应加装欠压/超压、欠频/超频保护, 并能接收1#电站所发跳闸命令并执行。工程中的110k V变电站10k V线路保护侧已配置微机线路保护并满足系统要求, 不需重新配置。T接点的高压分支断路器应配置普通的过流脱扣装置。110k V变电站主变间隙保护应增加联切10k V线路对侧光伏电站并网断路器。光伏电站以1#电站为主站, 与110k V变电站中主变间隙保护装置配合。

4.2.3 防孤岛保护

光伏电站必须具备快速检测孤岛并立即断开与电网连接的能力, 其防孤岛保护应与电网侧线路保护相配合。光伏电站必须设置主动和被动防孤岛保护各1套。微电网从并网转入孤岛运行瞬间, 流过公共连接点的功率被突然切断, 切断前通过PCC处的功率如果是流入微电网的, 则它就是微电网离网后的功率缺额;如果是流出微电网的, 则它就是微电网离网后的功率盈余;大电网的电能供应突然中止, 微电网内一般存在较大的有功功率缺额。在离网运行瞬间, 如果不启用紧急控制措施, 微电网内部频率将急剧下降, 导致分布式光伏电源采取断电措施, 这使得有功功率缺额增大, 加快了频率下降, 最终导致微电网崩溃。所以要保证微电网长时间孤岛运行, 需要在微电网脱网时立即采取有效措施, 使微电网恢复平衡状态。微电网离网时, 若有功率缺额, 需要马上切除不重要的负荷、调整储能设备的出力, 甚至是切除部分重要负荷;若功率盈余, 则需要立即减少储能设备出力, 甚至切除部分逆变器。这样, 使微电网迅速恢复功率平衡状态。因为储能设备要用于维持离网状态下重要负荷的连续运行, 所以控制进入离网运行瞬间时功率平衡的原则是: (1) 假设各个储能设备出力为零, 切除不重要负荷; (2) 调节储能设备的出力; (3) 切除重要负荷。

5 结论

本试点工程采用分散式微电网, 接入配电网时采取就地平衡原则, 正常用电期间用电负荷峰值在100k W左右, 此时光伏发电可部分就地被消纳, 光伏发电超过用电负荷, 可将多余电量储存, 当夜间用电负荷较小期间, 整个系统用电负荷小于30k W, 微电网离网运行时可使用储存电量, 当110k V变电站全站检修或失压时, 可为变电站充当临时电源, 加强电网与用电侧互动与管理、推进分布式发电利用, 加速智能电网和互动服务体系建设, 节能降耗, 提高能效, 具有明显的创新性和实用性。

参考文献

[1]姜桂秀, 黄磊, 舒杰, 等.分布式光伏电站接入电网电能质量评估计算[J].新能源进展, 2013 (2) :145~149.

[2]舒逸石, 管霄, 赵炜, 等.分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响[J].华电技术, 2013 (7) :70~71.

[3]韩永奇.分布式光伏电站任重道远[J].中国经济和信息化, 2013 (16) :80~81.

[4]阮晓东.分布式光伏发电破冰[J].新经济导刊, 2013 (6) :46~49.

分布式光伏并网发电 篇10

《意见稿》对光伏发电，特别是分布式光伏发电的补贴远低于此前预期，让分布式发电前景充满不确定性，奥克股份（300082）、爱康科技（002610）、阳光电源（300274）等相关上市公司未来的业绩预期也再度蒙上阴影。

逼不得已的分布式光伏

作为光伏应用的主要模式，居民分布式光伏发电在欧洲诸国已经发展多年，并且造就了德国光伏市场的繁荣。但受电力体制的制约，这一模式此前在国内一度无从下手。2011年以来，受欧洲各主要光伏装机国纷纷下调补贴，欧美光伏“双反”的影响，为拉动内需拯救我国光伏产业，国家连续出台政策支持分布式光伏发电发展。为了响应国家政策，国家电网公司发布《分布式光伏发电相关管理办法》和《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》两份文件。

个人分布式光伏发电是一个广阔的市场，这个市场的启动，不仅有可能激活民间巨大的投资潜力，对我国光伏应用以及清洁能源的发展带来巨大的推动，还将对能源结构调整以及能源体制变革产生深刻的影响。

分布式光伏发电近3年呈现爆发式增长，可是，个人分布式光伏电站仍然屈指可数。此前已并网的国内首个居民分布式光伏电站业主、山东青岛市民徐鹏飞，竟然成了业内外名人。让人在欣喜之后，又陷入深思：中国个人分布式光伏发电的未来到底在哪里？

《意见稿》或阻碍分布式推广

据本刊记者了解，与以往全国除西藏地区外统一上网电价的政策不同，新的《意见稿》按照光照情况，将全国划分为4个资源区，分别执行不同的上网电价。同时，新的《意见稿》对分布式发电和大型地面电站发电进行了区分。自发自用部分给予度电补贴，额度定为0.35元/度；富余电量上网，并由电网公司按照当地火电脱硫标杆电价收购。0.35元/度的补贴额度远低于此前0.4-0.6元/度的预期。

分布式自发自用的补贴力度显著低于预期，收益率严重偏低，表明国家对产业整合、促进成本下行的重视程度高于对激活国内市场的重视程度。按照5天自发自用，2天上网，其中自发自用采用合同能源管理电价0.7元/度，上网按照0.35元/度计算。如果按照9%的内部收益率要求，则电站持有成本需从现在的10元/wp下降30%至7元/wp左右，如果按照8%的内部收益率测算，成本需要降至7.4元/wp，短期来看分布式推广面临较大压力。

相关企业前景堪忧

对于在泥沼中苦苦挣扎的中国光伏企业来说，任何政策上的风吹草动都可能让其草木皆兵。十八大以来，受各种政策利好因素影响，光伏相关企业的股价一改之前的低迷状态，呈现震荡上行的态势。然而，《意见稿》的公布让原本低迷的市场雪上加霜，光伏产业的春天变得更加遥不可及。

2013年2月27日，国内主要的切割液厂商，奥克股份发布2012年业绩快报，年报显示，2012年公司营业总收入20.77亿元，同比下降19.29%，归属上市公司股东的净利润9720万元，同比下降42.37%。以中报披露分产品营收数据来看，2012年上半年，公司切割液营业收入同比下降超过7成。如果光伏行业能够触底回暖，考虑到奥克股份部分产品市占率一直稳定，业绩将会有较大的增长。然而，《意见稿》打击了市场对光伏复苏的预期。一位证券从业人士表示，“分布式光伏发电作为后续国内市场最大的增长点，补贴的幅度低于预期，按金额计，今年国内市场容量基本无增长，并可能导致2013-2015年期间，年均市场规模不足10GW。”严重依赖下游市场拉动需求的奥克股份未来业绩堪忧。

切割液只是奥克股份业务的一部分，尚且对公司的业绩造成如此重要的影响。对于那些以光伏及紧密相关产业为主业的企业来说，2012年的业绩更加惨不忍睹。据本刊记者了解，自2011年下半年以来，光伏企业之间，“谁亏得少谁就是赢家”已经成为一种常态。江苏爱康太阳能科技股份有限公司最新发布的2012年财务数据显示，2012年公司营业收入13.6亿元，同比上年减少10.4%，归属上市公司股东的净利润5386万，同比下降127.31%。在公告中，爱康科技将公司业绩和净利润大幅下滑主要归咎于：光伏市场需求不振，公司主要产品毛利率下降；电站建设投资规模以及建设过程中政府核准文件取得时间的影响使得融资成本增加；欧美“双反”使得组件厂商降低了对配件采购的需求。

2011年8月1日，国家发改委发布了《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》，通知明确规定当年7月1日前后核准的光伏发电项目的上网电价分别为每千瓦时1.15元和1元，宣告中国光伏发电由此正式进入每千瓦时1元的时代。2011年中国的光伏装机总量达到2.9GW，一举成为全球第三大新增光伏装机国和第四大光伏应用国，同时给后续增长留下了巨大的想象空间。

在2012年早些时候，陷入美国“双反”和欧盟各主要太阳能光伏装机国下调补贴恐慌中的国内太阳能光伏企业纷纷将目光转向光伏电站这棵救命稻草。一时之间，不管有经验的还是没经验的企业，都摩拳擦掌试图分得一杯羹。在2009年金融危机中深受重创的江浙光伏组件企业甚至抱团进军光伏电站领域，引发不小的争议。

国内兴起的光伏电站热潮使得光伏逆变器的需求激增，逆变器成为2012年光伏产业链中景气度最佳的环节，特变电工（600089）、科士达（002518）等公司纷纷抢滩光伏逆变器市场。可是，喧闹之后，真实的业绩并不像人们当初想象的那么夺人眼球。在光伏逆变器需求量暴增的形势下，作为国内光伏逆变器的龙头企业，2012年阳光电源的营业总额同比2011年的8.73亿仅上升23.53%，净利润为7777万，同比上年大幅下挫54.93%。《意见稿》若最终确定，必将加剧原本激烈的国内光伏逆变器市场竞争，2013年的光伏逆变器市场行情不容乐观。

3月10日披露的国务院机构改革和职能转变方案称，将重新组建国家能源局——将现国家能源局、国家电力监管委员会的职责整合，重新组建国家能源局，由国家发展和改革委员会管理。这预示着国家将继续坚定不移地推进电力改革，现存高度垄断的电力利益集团或面临拆分，更加市场化的电力市场或为分布式光伏发电带来新的活力，随着并网障碍的清除，个人通过自建分布式电站来发电获利在国内也成为了可能。但是，在更多的细则出台和落实之前，这些都只是一厢情愿的憧憬，分布式光伏发电的未来仍然迷雾重重，相关企业业绩下行压力巨大。

分布式光伏并网发电 篇11

1.1 分布式光伏发电的基本概念

在可再生能源中太阳能是资源最为丰富、最清洁的能源。光伏发电是根据光生伏特效应原理, 利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。按照国际分布式能源联盟WADE的定义, 分布式能源的主要特点是安装在用户端的, 能够在消费地点 (或附近) 发电的系统。分布式光伏发电系统, 又称分散式发电或分布式供能, 是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统, 以满足特定用户的需求, 支持现存配电网的经济运行, 或者同时满足这两个方面的要求。分布式光伏发电是一种新型的, 具有广阔发展前景的清洁发电利用方式, 它倡导就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则, 不仅能够有效提高同等规模光伏发电站的发电量, 同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。在我国, 分布式光伏发电也因为输出功率相对较小、污染小、能缓解局地用电紧张状况的特点, 而被业内寄予厚望。

1.2 辽宁太阳能资源概况

根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准, 辽宁属于太阳能资源二类地区 (资源较富带) :全年辐射量在5400~6700MJ/㎡, 相当于180~230kg标准煤燃烧所发出的热量。据沈阳区域气候中心辽宁省太阳能资源评估报告显示:辽宁省年均太阳能辐射总量大于每平方米5000兆焦, 年日照小时数超过2200小时, 除东部山区外, 总体上属于太阳能资源比较丰富地区, 尤其是整个朝阳地区以及盘锦、营口、大连的沿海地带, 太阳能资源丰富;历年变化相对平稳, 各年代呈小幅度波动;春夏季好, 秋冬季差, 5月份最好, 12月份最差。

根据辽宁各地年均太阳总辐射量, 可将太阳能资源划分为丰富区、较丰富区、一般区、较小区4个区域。Ⅰ级:太阳能资源丰富区。包括辽东湾东部沿海、大连和长山群岛以及辽西北的建平县。这些地区的年均总辐射量大于5200MJ/㎡, 年日照时数一般超过2700h, 可以充分的利用太阳能资源进行大规模的发电或热利用。Ⅱ级:太阳能资源较丰富区。主要包括辽西、辽西南、辽南地区以及辽北一带。该地区年均总辐射量处于 (5000~5200) MJ/㎡, 年日照时数一般超过2600h, 可以在该区域推广应用太阳能采暖、农业温室、太阳能热水器等。Ⅲ级:太阳能资源受限区。主要分布在辽宁省的中东部地区。这些地区的年均总辐射量处于 (4800~5000) MJ/㎡, 年日照时数一般在2400~2600h之间。该地区太阳能资源仍有利用价值, 可开展农业温室、太阳能路灯、太阳能电池备用通讯等。Ⅳ级:太阳能资源短缺区。位于辽宁省东部山区, 包括抚顺东部和整个本溪地区。该地区的年均总辐射量小于4800 MJ/㎡, 年日照时数少于2500h。该区太阳能资源较少, 一般只能小规模、季节性或临时性的利用。以上数据表明, 辽西、辽西南、辽南地区以及辽北一带为太阳能资源较丰富区, 可以充分的利用太阳能资源进行大规模的发电或热利用。

1.3 辽宁分布式光伏发电发展现状

2013年, 在国务院《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》及一系列配套政策支持下, 光伏发电快速发展。截至2013年底, 全国累计并网运行光伏发电装机容量1942万千瓦, 其中光伏电站1632万千瓦, 分布式光伏310万千瓦, 全年累计发电量90亿千瓦时。2013年新增光伏发电装机容量1292万千瓦, 其中光伏电站1212万千瓦, 分布式光伏80万千瓦。

2014年初, 国家能源局提出全年光伏发电新增备案总规模1400万千瓦, 其中给予分布式光伏的备案规模就达到800万千瓦。国家能源局8月7日发布的数据显示, 今年上半年, 全国新增分布式光伏发电并网容量99万千瓦, 超过2013年全年分布式光伏新增并网容量。2013年12月5日, 辽宁地区首个超兆瓦级分布式电源项目大连电机集团有限公司分布式电源项目并网接电, 并网容量共计3000千瓦, 电能消纳方式为自发自用余量上网。2014年辽宁省计划增分布式光伏发电建设规模20万千瓦。

2 辽宁省分布式光伏发电发展中存在的主要困难和问题

2.1 发电成本较高, 缺乏市场竞争优势

分布式光伏发电具有小而分散、技术简化等特点, 但目前每瓦成本还需7元左右, 成本仍比较高。要想扩大推广范围, 降低成本是亟需解决的问题。分布式光伏发电泛指满足自发自用比例、单个并网点在6MW以下的光伏发电项目, 这类项目通常从几千瓦到几兆瓦不等, 单个项目容量越小, 单位造价越高。即便是兆瓦级的大型分布式项目, LCOE (度电成本核算) 也基本都在0.8元/ (kW·h) 左右, 相比光伏发电时段 (早8点到下午4点左右) 工商业正常用电加权平均价格 (0.7~0.9元/ (kW·h) ) , 价格优势也并不明显。即便加上国家给予的分布式补贴0.42元/ (kW·h) , 项目的投资回报率也不是很高, 投资收回年限基本都在6~8年左右。从辽宁省自建且已并网的家庭光伏电站来看, 投资一个中等规模的家庭光伏电站, 需要投入5万元—8万元, 这种电站成本回收期一般都在10年以上, 最长的甚至称要20年。另外, 专业性服务市场的缺乏也抬高了家庭光伏市场的门槛, 因为光伏电站建设依靠专业技术, 大多数普通居民人难以自己解决。从经验上来说, 由于余电上网部分卖给电网公司只能得到脱硫煤标杆上网电价 (0.25~0.52元/ (kW·h) 不等) 加0.42元/ (kW·h) 的补贴, 就目前居民用电价格水平来说, 靠家庭光伏电站投资赚钱几乎没有可能性。家庭光伏电站的意义主要体现在试验和环保示范效应上, 投资回报期长和低盈利性, 制约着家庭光伏电站的推广。

2.2 并网服务工作效率低, 电费结算及回收难度较大

虽然国家发改委发布的《分布式发电项目管理暂行办法》等文件也对分布式电源接入电网和运行作了具体规定, 在一定程度上解决了分布式发电项并网难这一关键问题。但在分布式发电项目的备案程序、并网程序、审核办法、验收程序、技术标准、补贴发放等执行层面, 尚缺少细则的支持。各地方电网对并网没有细化标准, 审批手续复杂, 工作效率低, 导致一些准备建设光伏发电项目的企业单位、公共建筑, 都打消了念头。由于分布式光伏发电项目属于新型发电业务, 目前在居民分布式光伏发电上网电费结算过程中还存在一些困难。按照国家财税政策规定, 居民分布式光伏发电客户结算上网电量时, 需向供电企业提供结算凭证, 即销售发票。而居民无法开具增值税发票, 供电企业就不能根据现有政策进行财务处理。

2.3 项目单位和用户不是同一主体, 经济关系复杂, 融资平台仍不完善

目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统, 是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。建筑物屋顶拥有者、项目单位和用户不是同一主体, 经济关系复杂, 利益难以平衡。造成很多分布式光伏发电项目申请下来后无法顺利推进, 或由于没有可租用的大面积连片屋顶, 建设成本难以控制。目前, 国家电网只承认拥有大产权的房屋住户拥有自主上网发电的资格。但是, 还存在着一部分小产权房的业主希望建设光伏发电项目。国家电网实际上也为他们提供了用电服务, 但当这些人建设光伏电站时, 却不允许其并网发电。这不仅有失公平, 更会丧失一部分潜在的光伏电站建设者。

3 促进辽宁分布式光伏发电发展对策建议

3.1 通过技术创新和政策支持, 削减光伏发电成本

近20年来, 欧洲、日本等发达国家光伏应用发展迅速, 究其原因在于:一是科技, 二是补贴政策。因此, 我国可以借鉴国外发达国家的经验, 通过技术创新和补贴方法降低成本, 使分布式光伏发电得到推广。另一方面, 地方政府价格主管部门应从国家保障能源安全和供应的角度出发, 充分考虑太阳能特点和不同地区的差异, 按照有利于太阳能电力经济合理发展的原则, 尽快细化居民光伏发电税收优惠度和补贴政策标准, 并根据发展需要适时调整, 使得普通居民安装家庭光伏电站有利可图。同时, 也要进行服务模式创新, 以有效推动这个市场的发展。在建立光伏专业服务市场和服务模式创新方面, 可以借鉴美国的太阳能租赁模式。

3.2 加强电网规划和建设, 提高分布式光伏发电项目并网服务水平

电网企业应加强电网规划和建设, 提高电网吸纳光伏发电的能力, 为光伏发电企业提供结网服务;要按照《中华人民共和国可再生能源法》的要求, 与光伏发电企业签订并网协议, 优先调度和全额收购其电网覆盖范围内符合并网技术标准的并网光伏发电项目的上网电量, 并及时结算电费。

为规范分布式光伏发电项目并网管理工作, 提高分布式光伏发电项目并网服务水平, 各地电网企业应广泛开展分布式光伏发电并网服务业务的相关培训, 内容涵盖光伏并网服务工作动态、服务举措、项目进展情况和光伏发电相关知识等, 使员工增强了对该项工作的认识。对此, 沈阳供电公司要求针对设备安装、检修维护等各环节的流程规范开展系统排查, 加强现场勘察, 明确光伏发电用户危险点, 堵塞管理漏洞, 消除风险和安全隐患, 完善安全保障措施, 实施安全管控措施, 梳理发布停电通知等流程。同时明确安全责任义务, 在调度和运行单位建立详细的用户档案, 加强光伏用户发电管理。

3.3 政府主导、统筹协调, 创新分布式光伏发电投资运营模式

分布式光伏发电作为一项新技术, 在成本上还高于常规能源, 在发电特性上又是波动的, 在现阶段不可能单纯依靠市场自我发展, 还需要各级政府的积极扶持。地方政府应做好屋顶资源的统筹协调工作, 引导建筑业主在符合安全的条件下积极开展或配合开展光伏运用, 协调电网接入、项目备案、建筑管理等事宜。可根据需要, 对达到一定屋顶面积、符合安全条件且适宜安装光伏的新建和扩建建筑物要求同步安装或预留光伏发电设施。地方政府还可以将建筑光伏发电应用纳入节能减排的考核及奖惩制度, 并允许分布式光伏发电量折算成节能量和减排量参与相关交易, 进一步增加经济效益。同时, 应放宽投资主体限制, 让投资主体更加多元化, 鼓励民间资本进入分布式光伏发电领域, 创新分布式光伏投资运营模式。

3.4 加大人才培养力度, 是做强辽宁光伏发电行事业的根本

光伏发电行业是一个新兴行业, 发展也非常迅速。正因为这样的行业特点和现状, 使得该行业的专业人才严重缺乏。人力资源是一个行业发展的基础。为应对人才的紧缺局面, 我省一些高校设立了相关专业, 如沈阳工程学院, 已经于2011年开始招收太阳能光热技术专业的学生, 培养光伏发电一线技术人员。我省应大范围地进行光伏发电各层次的人才的培养和培训。有相关专业基础的高校都应该承担起为国家培养人才的责任。国家相关部门也应该在政策上对这些院校给予政策倾斜和必要的资金支持, 帮助建立专业的硕士点和博士点的学科建设, 以满足不同层次专业人才的培养需求。人才培养, 要走校企合作, 产学研相结合的道路。光伏发电专业作为一个工科专业, 具有很强的实践性, 需要有良好的实验环境和实践基地。

参考文献

[1]李雷, 杨春.我国光伏产业发展对策探讨[J].中外能源, 2011, 16 (7) :30-36.