我國分布式光伏發(fā)電的現(xiàn)狀與展望

代仲

【摘要】：太陽能資源是當今發(fā)電系統(tǒng)中重要的無污染清潔能源，光能資源的利用不僅可以解決當前電力短缺的問題，同時可以從環(huán)境上改善民生，促進電力技術的發(fā)展和應用。分布式光伏發(fā)電是一種新興的、具有廣闊發(fā)展前景的技術，具有輸出功率較小、綠色環(huán)保等特點。該技術采取就近發(fā)電、就近并網(wǎng)、就近轉換、就近使用的原則，利用光伏組件將太陽能直接轉化為電能，既能緩解局部用電緊張狀況，又能解決長距離輸電的損耗問題。

【關鍵詞】：分布式；光伏發(fā)電；現(xiàn)狀與展望

1、導言

中國目前的光伏市場仍是以集中式為主，到2014年分布式光伏電站僅占總累計光伏電站的17.62%?？紤]到中國適合于集中發(fā)電的土地資源區(qū)域與用電地區(qū)的分布十分不均勻，因此分布式發(fā)電更適合于所發(fā)電力的消納。文章介紹了分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的主要構成、基本原理和關鍵技術以及對電網(wǎng)的影響、發(fā)展前景等內(nèi)容，旨在對分布式并網(wǎng)發(fā)電技術的發(fā)展提供理論支撐。

2、分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的主要構成

2.1太陽能電池組件

太陽能電池組件是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一，目前應用最廣泛的太陽能電池組件是結晶硅組件，用鋼化玻璃、EVA及TPT熱壓密封而成，并加裝鋁合金邊框，具有抗風、抗冰雹、便于安裝等特點。太陽能電池通常由高純硅材料制成，是一種半導體PN結器件。按照發(fā)電效率由高至低的順序分為非晶硅薄膜太陽能電池、多晶硅電池、單晶硅電池和薄膜復合晶硅電池。其作用是將太陽能轉化為電能，存儲到蓄電池或推動負載工作。

2.2 光伏并網(wǎng)逆變器

光伏并網(wǎng)逆變器是一種將直流電轉換為交流電的電子器件，具備自動穩(wěn)頻和穩(wěn)壓的功能，能夠確保光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的供電質量。主要作用是將太陽能電池組件產(chǎn)生的直流電（12V、24V、48V）逆變成交流電，然后送入公共電網(wǎng)。主要性能指標是平均故障修復時間（MTTR）、故障率、可靠度、平均故障間隔時間（MTBF）。光伏并網(wǎng)逆變器分為電流源電流控制、電壓源電壓控制、電流源電壓控制、電壓源電流控制四種。為確保光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具備良好的動態(tài)響應，光伏并網(wǎng)逆變器應選擇電壓源進行輸入。如采用電壓控制方式進行輸出，需要使用鎖相控制技術實現(xiàn)與電網(wǎng)同步的目的，但鎖相回路響應時間較長，很難對并網(wǎng)逆變器輸出電壓值進行準確控制，易造成噪聲環(huán)流現(xiàn)象，因此建議采用電流控制方式作為光伏并網(wǎng)逆變器的輸出方式。為提高并網(wǎng)電流質量，光伏并網(wǎng)逆變器電流輸出側需使用合適的濾波器。同時為確保公共電網(wǎng)的安全，并網(wǎng)逆變器還要考慮三相電壓、電流不平穩(wěn)、欠壓、防雷接地保護、短路保護、防孤島效應等保護措施。

2.3蓄電池

其作用是在有光照時儲存太陽能電池板的電能，供負載使用。蓄電池一般使用免維護鉛酸電池，也可使用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。主要性能指標包括額定容量、低溫放電和充電性能、充電效率以及深放電后的恢復性能、使用壽命等。

2.4 充電控制器

蓄電池因日照影響頻繁充放電會出現(xiàn)過充電和過放電現(xiàn)象，縮短使用壽命。充電控制器能為蓄電池提供穩(wěn)定的充電電流和電壓，起到過充電（放電）保護的作用。

2.5 監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心組成。其中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測、電參數(shù)監(jiān)測等設備，主要功能是從電壓傳感器、電流傳感器、智能傳感器、溫度傳感器等被測單元中采集數(shù)據(jù)，送至上位機進行分析處理；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要用于電站數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)中監(jiān)測裝置與數(shù)據(jù)采集裝置之間、數(shù)據(jù)采集裝置與數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)中心是指集中多個光伏電站數(shù)據(jù)的環(huán)境，將傳感器采集的信息在數(shù)據(jù)中心進行處理和顯示。

3、分布式光伏發(fā)電的模式創(chuàng)新與應用潛力

由于我國的產(chǎn)業(yè)化基礎和人口高密度區(qū)域都在東部地區(qū)，但是東部地區(qū)的土地資源非常緊張，因此采用就地消納的分布式光伏發(fā)電具有巨大的潛力。在解決了政策層面的障礙之后，將會極大地激發(fā)分布式光伏電站的熱潮。

在東部地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了多種分布式光伏發(fā)電運維模式，例如秀洲模式、林洋模式、愛康模式等。在分布式電站的交易方面也出現(xiàn)了多種模式，包括：自發(fā)自用余電上網(wǎng)、合同能源管理、全額上網(wǎng)等等。

在應用領域方面，創(chuàng)新性地出現(xiàn)了各種新型的應用方式，包括：屋頂電站、農(nóng)光互補、漁光互補、工業(yè)廠房電站、商業(yè)樓宇電站、戶用發(fā)電系統(tǒng)、移動光伏電源等等。

分布式光伏發(fā)電的融資非常重要，因為西部集中式的大型電站通常是一些大型國企利用雄厚的資金和優(yōu)質的資產(chǎn)信用作擔保，很容易得到低息貸款。但是分布式光伏發(fā)電的規(guī)模小，承建企業(yè)和用戶的融資能力都有很大的難度。因此，如何得到有利的低息貸款，成為非常重要的環(huán)節(jié)。已經(jīng)出現(xiàn)了多種融資模式，包括：銀行貸款、股權融資、資產(chǎn)證券化、眾酬模式。在資產(chǎn)證券化方面又出現(xiàn)了眾多的子模式，包括：電價收益權轉讓模式、融資平臺公司增信模式、BOT模式、融資租賃模式等。特別是近年來出現(xiàn)的如SPI公司的網(wǎng)上眾酬模式，啟迪了分布式光伏電站融資模式的新思維。

隨著應用領域的增多，政策措施的落實到位，融資方式的便利化，分布式發(fā)電系統(tǒng)必將具有非常巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

結論

綜上所述，太陽能資源具有分散、能量密度低的特點，因此光伏發(fā)電本身就具有分布式發(fā)電的天然優(yōu)勢。由于我國荒地資源和用電負荷的分布極度不平衡，分布式光伏發(fā)電不僅是大規(guī)模光伏應用的最好形式，也是解決我國電力產(chǎn)銷不平衡的抓手。分布式光伏發(fā)電的并網(wǎng)是否得到足夠快的推廣，不僅與當前典型設計有關，更應與設計的思路變更（充分利用現(xiàn)有電網(wǎng)資源）、設計的市場推廣應用有關，優(yōu)秀的設計理念可以提升設計成品的實踐化、遍布化。

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