分布式光伏并網(wǎng)探索與實踐

王以勒

（中交光伏科技有限公司，上海 200231）

1 分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電的相關(guān)簡述

1.1 基本概述

太陽能資源屬于可再生能源，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，主要是利用太陽能電池板實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化為電能的目標(biāo)，而這種獲取電能的裝置則被稱為光伏電源。光伏電源主要是依托太陽的光生伏特效應(yīng)，通過電池板等裝置將太陽所散發(fā)的熱量轉(zhuǎn)化為電能資源，從而滿足人們?nèi)粘Ｉ钪须娔苜Y源的需求。光伏電源裝置主要分為3大部分，即控制器部分，逆變器部分以及太陽能電池板，通過這3大部分共同作用實現(xiàn)發(fā)電目標(biāo)與電能存儲目標(biāo)。由于這種電源的電壓等級低于其他類型的電源電壓，所以在具體使用時不會對環(huán)境造成污染與破壞，并且使用方式靈活多樣，尤其是針對部分偏遠(yuǎn)山區(qū)，光伏電源具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。

在使用光伏區(qū)域發(fā)電后，光伏電源不僅可以進(jìn)行獨立使用，還能通過科學(xué)連接周邊配電網(wǎng)進(jìn)行共同配電。所以，光伏電源的區(qū)域適應(yīng)性較強，實際所儲備的電能資源能夠充分滿足該區(qū)域人們的日常生活所需。在將太陽能資源轉(zhuǎn)化為電能資源時，氣候因素對太陽能資源的干擾較強，一旦氣候出現(xiàn)異常，則極易引發(fā)輸出功率異常的現(xiàn)象，那么，光伏并網(wǎng)則會影響整個配電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性，無法順利實現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷有效調(diào)控的目標(biāo)。

1.2 發(fā)展現(xiàn)狀

分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，例如，實際輸出功率較低，并且由于光伏發(fā)電是利用模塊化的集成設(shè)計模式，所以并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)容量能夠結(jié)合用戶的具體需求進(jìn)行針對性的調(diào)整。通常情況下，一個分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電項目的實際容量都在數(shù)千千瓦左右，并且分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電不會產(chǎn)生環(huán)境污染問題與噪音污染問題，所以環(huán)境效益顯著。以此同時，分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電還能有效緩解我國局部用電緊張的現(xiàn)象，保障公民的用電需求得到及時科學(xué)的滿足。

針對分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電，2017年9月，我國就制定了相關(guān)通知與條例，最大程度地鼓勵地方政府科學(xué)開展光伏發(fā)電項目，并且在政府部門的組織與領(lǐng)導(dǎo)下，已經(jīng)建成多個分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電項目。尤其是在2014～2018年，分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電的裝機容量在此階段得到了飛躍式的增長，引發(fā)這一現(xiàn)象的主要原因如下：首先，分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電的自發(fā)自用運營模式能夠充分滿足用戶的各項用電需求，同時，還能將多余的電量精準(zhǔn)地傳輸?shù)诫娋W(wǎng)中，這便能直接提升分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電的整體收益。其次，分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電不會受到地面電站指標(biāo)的管理與約束，具有較高的發(fā)展自由度。通過調(diào)查顯示，在我國的華東地區(qū)，分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電的裝機容量占據(jù)了全國總裝機容量的一半以上，主要是因為在相關(guān)政策的支持與推動下，光伏裝機呈現(xiàn)出了爆發(fā)式的增長，由此直接推動了分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電覆蓋率的迅速擴大。

2 現(xiàn)階段分布式光伏并網(wǎng)面臨的相關(guān)挑戰(zhàn)

2.1 配變?nèi)萘坎蛔愣l(fā)明顯的反向重過載

我國是農(nóng)業(yè)大國，所以農(nóng)業(yè)負(fù)荷較大，只有在非灌溉期，農(nóng)業(yè)負(fù)荷才相對較小。發(fā)展分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電，現(xiàn)有的基礎(chǔ)農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備容量與所接入的光伏發(fā)電量的差值較大，這會導(dǎo)致部分光伏發(fā)電無法對其進(jìn)行消納，這勢必會引發(fā)配變反向重過載現(xiàn)象，那么配變電被燒毀的概率則會被增大。

2.2 安裝服務(wù)問題較多

由于分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電屬于新型技術(shù)，所以光伏安裝獲得了較多的政策支持。由此導(dǎo)致光伏安裝出現(xiàn)了明顯趕時間的緊張局面，運營方面與布局方面都具有顯著的隨機性特點與無序性特點。在規(guī)定的時間內(nèi)，技術(shù)人員要滿足客戶的快速并網(wǎng)安裝，而未對人員因素與設(shè)備的承載力因素進(jìn)行綜合考慮，必將影響分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用效果。

2.3 電網(wǎng)規(guī)劃難度較大

分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電具有較強的波動性與不確定性，所以在并網(wǎng)時會對傳統(tǒng)電網(wǎng)集中式的輸出格局進(jìn)行改變，這便會直接提升電網(wǎng)負(fù)荷的預(yù)測難度。同時，分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電還具有建設(shè)門檻低、周期短，并且地基隨意性大的特點，所以針對分布式光伏項目的實際建設(shè)區(qū)域，并網(wǎng)的規(guī)模以及并網(wǎng)的時序等情況都無法提前精準(zhǔn)預(yù)測，電網(wǎng)規(guī)劃工作則具有較大的難度。

3 分布式光伏并網(wǎng)的接入方式與接入原則

（1）分布式光伏并網(wǎng)的并網(wǎng)點確定原則。以電源并入電網(wǎng)后能夠保障電力系統(tǒng)有效輸出，且安全穩(wěn)定運行為基礎(chǔ)，在此條件下合理確定分布式光伏并網(wǎng)的具體并網(wǎng)點。

（2）如果公共連接點并入的電源數(shù)量超過一個，則要對其影響進(jìn)行綜合分析。在具體操作中，要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，例如，分布式電源的總?cè)萘恳M量控制在上一級變壓器供電區(qū)域最大負(fù)荷的25%之內(nèi)。

（3）針對分布式電源并網(wǎng)中的短路電流與額定電流之比要進(jìn)行科學(xué)控制。此外，在分布式電源并網(wǎng)電壓等級控制方面，要充分結(jié)合實際裝機容量。通常情況下，針對8kV及以下的則要接入220V，如果是8～400kV，則應(yīng)當(dāng)接入380kV。技術(shù)人員在設(shè)計并網(wǎng)電壓等級時，不僅要考慮電網(wǎng)條件，還要利用技術(shù)論證與經(jīng)濟論證的方式進(jìn)行最終確定。如果高低兩級電壓都具備了并網(wǎng)接入的條件，則優(yōu)先利用低電壓等級接入模式。

4 分布式光伏并網(wǎng)的具體實踐措施

4.1 積極落實數(shù)字化工具的開發(fā)與應(yīng)用

（1）以實際問題為導(dǎo)向?qū)υO(shè)備監(jiān)測維度進(jìn)行科學(xué)拓寬。要實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測維度的科學(xué)拓寬，相關(guān)部門則要以實際問題為引導(dǎo)，對光伏項目進(jìn)行實時監(jiān)測，并對具體監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。采用數(shù)據(jù)中臺對用戶與配變檔案進(jìn)行在線梳理，結(jié)合配變實時功率數(shù)據(jù)信息，對數(shù)據(jù)監(jiān)測的頻度進(jìn)行合理壓縮，并且拓展負(fù)載監(jiān)測，例如，從正側(cè)到反側(cè)進(jìn)行雙向監(jiān)測，確保光伏發(fā)電對配變的實際影響得到實時精準(zhǔn)的反映。技術(shù)人員在開展配變分級預(yù)警分析時，要綜合反向重過載時長，反向最低負(fù)載率，以及反向最大負(fù)載率的具體發(fā)生時刻等等因素，確保隱患設(shè)備能夠得到技術(shù)人員的及時發(fā)現(xiàn)與科學(xué)處理。

（2）借助科學(xué)先進(jìn)的自動化工具，有效增強管理工作的精準(zhǔn)性與時效性。例如，借助機器人編程技術(shù)對監(jiān)控配變程序庫進(jìn)行合理創(chuàng)建，由此實現(xiàn)配變數(shù)據(jù)信息的定時自動采集，以及可接入容量的有效計算，由此提升監(jiān)控配變承載力的根本目標(biāo)，增強管理工作的數(shù)據(jù)理論支持。

4.2 利用多方合作的方式實現(xiàn)齊抓共建目標(biāo)

（1）對現(xiàn)有的管理經(jīng)驗進(jìn)行科學(xué)強化與完善，利用滾動式的方式對管理清單進(jìn)行不斷更新。并將管理清單發(fā)送到多個部門，如鄉(xiāng)鎮(zhèn)部門、光伏安裝的相關(guān)廠商、以及媒體單位等，由此達(dá)到政府、企業(yè)以及商家的多方聯(lián)合目標(biāo)。此外，落實開放容量的引導(dǎo)與宣傳工作，避免出現(xiàn)光伏扎堆安裝的現(xiàn)象。

（2）重視“即時統(tǒng)籌，分工處理”工作機制的科學(xué)建立與合理應(yīng)用，由此為農(nóng)網(wǎng)升級改造的有序開展提供促進(jìn)與保障作用，增強對分布式光伏接入的適性效果。同時，在開展電網(wǎng)規(guī)劃前，技術(shù)人員要提前開展調(diào)研工作，精準(zhǔn)全面地掌握各項情況，如政府的政策規(guī)劃、農(nóng)村的發(fā)展情況以及設(shè)備的使用狀況等，保障光伏并網(wǎng)的現(xiàn)存與增量問題得到科學(xué)考慮，針對優(yōu)質(zhì)區(qū)域的電力平衡狀態(tài)，要對其設(shè)備容量裕度進(jìn)行合理增加。

（3）強化政策管控體系的建立與應(yīng)用。政府相關(guān)部門要利用自身的職能優(yōu)勢，制定各項相關(guān)條例，保障光伏安裝安全穩(wěn)定地推進(jìn)。例如，對先接入后改造的實際條件進(jìn)行明確；對農(nóng)村地區(qū)光伏安裝的準(zhǔn)入條件進(jìn)行嚴(yán)控控制，增強政府力量的保障與引導(dǎo)作用。

4.3 提升服務(wù)的主動性

（1）加強宣傳與推廣，把握主動權(quán)，掌握市場先機，利用全局性思維與發(fā)展性思維進(jìn)行綜合分析，全局謀劃。例如，從客戶角度進(jìn)行思考，針對光伏臺區(qū)的明細(xì)要提前制作，在大隊部，營業(yè)廳等區(qū)域進(jìn)行重點定期宣傳推廣，明確政策要求，保障客戶對光伏臺區(qū)的相關(guān)問題得到科學(xué)解答，實現(xiàn)客戶主動接受并網(wǎng)的目標(biāo)。

（2）積極深入基層農(nóng)村開展推廣與宣傳活動，保障廣大農(nóng)民針對分布式光伏并網(wǎng)的政策、流程、利弊都具有全面了解，強化民眾安全用電意識。對光伏項目的用戶進(jìn)行走訪，發(fā)放服務(wù)卡，并對用戶的相關(guān)疑問進(jìn)行耐心細(xì)致的解答，增強光伏用戶對并網(wǎng)建設(shè)工作的了解，提高公司的整體服務(wù)水平，為全面并網(wǎng)工作的順利開展創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件。

（3）建立以用戶為中心，全面溝通，融匯貫通地協(xié)同聯(lián)動體系。針對光伏發(fā)展區(qū)域出現(xiàn)的問題要定期開展研討活動進(jìn)行研究，確保第一時間追溯到問題根源，由此利用科學(xué)有效的措施進(jìn)行處理。此外，要集中各項優(yōu)勢對光伏發(fā)電項目進(jìn)行發(fā)展與完善，積極落實鄉(xiāng)村振興中的各類問題，提升光伏項目發(fā)展中各環(huán)節(jié)工作的協(xié)調(diào)性與融合性。

5 促進(jìn)分布式光伏并網(wǎng)項目的發(fā)展研究

5.1 政策方面

（1）相關(guān)部門要結(jié)合分布式光伏并網(wǎng)項目的需求給予針對性的政策支持與鼓勵，科學(xué)簡化分布式光伏電站的各項審批流程，從本質(zhì)上增強相關(guān)部門的辦事效率與辦事質(zhì)量。其次，針對分布式光伏發(fā)電面臨的問題，政府部門要結(jié)合實際情況對政策執(zhí)行力度進(jìn)行適度加大，以此提升政策實施效果。我國國土面積遼闊，不同區(qū)域的氣候環(huán)境差異較大，尤其是在太陽輻照因素，經(jīng)濟發(fā)展水平與人口密度因素的共同影響下，使得不同區(qū)域的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有較大的差異性。例如，針對太陽輻照強、經(jīng)濟發(fā)展水平高、人口密度大的區(qū)域，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展理想，所以分布式光伏發(fā)電項目發(fā)展較好，那么國家政府則會給予優(yōu)先支持與保障，以此促進(jìn)分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的有序開展。

（2）綜合多項因素科學(xué)評估分布式光伏發(fā)電項目的電價補貼政策、補貼標(biāo)準(zhǔn)以及具體補貼形式，如當(dāng)?shù)胤植际焦夥l(fā)展項目的實際發(fā)展情況，投資方對投資收益的期許范圍與接受范圍，當(dāng)?shù)卣呢斦Y源以及光伏制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等。以此吸引更多的企業(yè)投資分布式光伏發(fā)電項目。科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展促進(jìn)了分布式光伏發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步，加上政府部門各項政策保障與資金支持，我國現(xiàn)階段分布式光伏發(fā)電項目的整體安裝成本已經(jīng)逐步下降。所以，相關(guān)部門可以結(jié)合分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的實際開展情況，對電價補貼水平進(jìn)行逐步調(diào)整，從而促進(jìn)分布式光伏項目的有序發(fā)展。此外，政府部門要科學(xué)測算并決定分布式光伏并網(wǎng)的發(fā)電電價補貼價格與裝機容量指標(biāo)，針對近期完成的裝機系統(tǒng)要進(jìn)行備案和有效補貼。結(jié)合分布式光伏發(fā)電獎勵資金管理條例，提升補貼資金管理的科學(xué)性與有效性。

5.2 技術(shù)方面

（1）對光伏供電進(jìn)行動態(tài)化的自動監(jiān)管。首先，利用光伏發(fā)功率預(yù)測模型采集光伏發(fā)電的各項基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，例如，太陽的實際光照時間、云層的厚度情況、光照的強度情況等，并對采集的這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析與對比，明確其中變化規(guī)律，由此為光伏并網(wǎng)發(fā)電自動控制提供有力的數(shù)據(jù)參考。其次，對實際供電區(qū)域的各項用電需求與光照條件進(jìn)行綜合，增強光伏電源控制參數(shù)調(diào)整的優(yōu)化效果，保障光伏電源的整體穩(wěn)定性。再次，強化光伏電源并網(wǎng)儲能裝置設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)供電功率不穩(wěn)定的現(xiàn)象，相關(guān)部門要及時對其進(jìn)行補給處理，由此促進(jìn)電網(wǎng)運行效率的有效提升。

（2）科學(xué)處理并網(wǎng)中的相關(guān)問題。在分布式光伏系統(tǒng)并網(wǎng)后，穿透率的占據(jù)比例十分重要。也就是說，穿透率越高，那么光伏發(fā)電的低壓配電網(wǎng)過壓情況就越是嚴(yán)重。為此，管理人員要結(jié)合光伏系統(tǒng)中的支持供電系統(tǒng)協(xié)議與能量管理協(xié)議，提升逆變設(shè)備與控制器設(shè)備的集成效果，明確規(guī)范直流配電系統(tǒng)的各項設(shè)計要求與準(zhǔn)則，保障分布式光伏并網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性。

6 結(jié)語

綜上所述，分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電，能夠?qū)ξ覈娔苜Y源緊張的局面進(jìn)行有效的緩解，同時，不會對自然環(huán)境造成污染與破壞。為此，相關(guān)部門要積極推廣分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電，一方面，要積極開展分布式并網(wǎng)發(fā)電實踐措施的有效完善；另一方面，還要提升政府部門的職能優(yōu)勢，強化政策支持與引導(dǎo)，共同為分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電的實踐創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件，推動分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)步地發(fā)展。