对于光伏电站如何并网并网模式全部自用

原标题:解析 | 分布式光伏发电三種不同并网模式的方案详解!

国家电网对于分布式光伏发电应用采取鼓励和合作的态度允许对于光伏电站如何并网业主采用自发自用模式、自发自用余电上网或完全上网等三种结算模式。各地方电力公司在实际操作过程中会遇到一些阻碍,这些问题主要是由于对于光伏電站如何并网业主对于变电、配电系统的认识不足造成的本文将针对以上三种并网形式在操作过程中遇到的一些实际问题,就具体并网方案做一些阐述

这种模式一般应用于用户侧用电负荷较大、且用电负荷持续、一年中很少有停产或半停产发生的情况下,或者是就算放假期间,用户的用电维持负荷大小也足以消纳对于光伏电站如何并网发出的绝大部分电力此系统应用如下图所示:

这类系统,由于低壓侧并网如果用户用电无法消纳,会通过变压器反送到上一级电网而配电变压器设计是不允许用于反送电能的(可以短时倒送电,比洳调试时而长期不允许),其最初潮流方向设计是固定的所以需要安装防逆流装置来避免电力的反送。

针对一些用户无法确保自身用電能够持续消耗光伏电力或者生产无法保证持续性的项目,建议不要采用此种并网方式

单体500kW以下,并且用户侧有配电变压器的对于光伏电站如何并网建议采用这种模式,因为其升压所需增加的投资占投资比例较大

对于大多数看好分布式发电的用户来说,选择自发自鼡余电上网是最理想的模式这样即可以拿到自发自用较高电价,又可以在用不掉的情况下卖电给电网但是实际操作过程中阻力颇多,原因是光伏从业者和地方电网公司人员信息的不对称互相缺乏对于对方专业知识的了解,这也是为什么该模式成为光伏电价政策和国网噺政中最让人难以理解的部分

光伏发电在自发自用余电上网模式时,用户(或者称之为“投资商”)希望所发电量尽可能在企业内部消耗掉实在用不掉的情况下,可以送入电网以不浪费掉这部分光伏电量。但电力公司最希望的是用户简单选择要么自发自用,要么升壓上网因为,自发自用余电上网对于地方电力公司来说要增加一些工作量:区域配网容量计算(允许反向送电负荷)、增加管理的电源点(纯自发自用可以降低标准来管理)、正反转电表改造后的用户用电计量繁琐(需要通过电表1和电表2的数值换算得出用户实际用电负荷曲线和用电量)、增加抄表工作量等。

当然从本质上来说,电力公司无法获得用户自发自用电量的购售电差价对于地方电力公司是┅个实际损失。既增加了工作量又没有实际利益,因此会设置各种理由让投资商不选择这种并网方案但只要从技术上充分说明这就是國家电网公司允许的余电上网方案,并且有一个合理的设计稿当地电力公司就无法轻易拒绝投资商的申请。

很多对于光伏电站如何并网業主他们认为只要在电表3处(400V侧)并网,光伏电力用户消纳不了的话可以直接通过配电变压器反送至10kV侧(或35kV)。但实际上这是不允许嘚违背了配电网的潮流设计,可能会引起400V侧的电压、功率因素等异常同时某些保护设备也有可能会因此失去作用。

其实对于分布式電站而言,采用升压并网和低压侧并网的成本差异不会太大因为低压侧并网需要选择带变压器的逆变器(当然也可以选择10-30KW组串逆变器);升压上网时虽然增加了变压器,但是可以选择采用无隔离变压器的逆变器综合成本两者差不多。只是增加了综合自动化保护系统和地調传输的费用不过,同一厂区内规模在MW级以上的电站,升压并网会对电能质量有一定保障用户不用承担任何风险。

金太阳初装补贴囷分布式电价补贴项目今后会大量采用这种并网形式,并不是它有多好而是在目前光伏补贴政策的框架下,这是利益最大化的一种盈利模式通俗点讲,就是具有保底收益的同时预期收益最大化。

当然此并网形式不太适用于用户进户母线为35kV以上的项目,这时候10kV或35kV完铨是用户厂内母线母线相连变电站是110kV或者220kV,则一般可以直接反送入网因为此类变电站在最初潮流设计时,都是可以双向运行的

此系統图也不适用于400V(或以下)进户的小型用电户(包括家庭和小商业),因为其400V母线是和其他用电单位合用的反送电不直接跨越变压器,洏是在400V母线上消纳(原理上可以借用)当然,在400V母线上光伏等分布式发电的总装机容量会受到控制(此类容量比例没有固定的数值,根据当地400V环网内的负载情况确定也可通过增加区域调控和储能配套来增加分布式电源装机容量)。

这种运营模式最大的缺点是其收益模型不能固定,自发自用比例和余电上网比例始终在变化电站融资、出售时评估价值会比实际产出有所打折,甚至资方因为担心用电户嘚未来经营状况而无法获得一个合理的资产价值

在光伏发电大发展的近十年中,直接上网卖电一直是光伏应用的主流因为其财务模型簡单,并且相对可靠而乐于被资本所亲睐。该模式具体并网形式见下图:

该并网形式不但适用于未来的分布式固定电价项目对于目前佷多无合适用电户的金太阳项目而言,选择直接脱硫电价卖给电网也不失为一种好的选择(当然要求该地区脱硫电价不低于0.4元)这总比未来分布式电站的收益期要短一些,别总抱着5.5元补贴而钻牛角尖了

而且,我们无法回避一件事情——光伏是资本推动型产业属于固定收益型长效投资。在大多数企业追求发展的阶段是不太可能去持有对于光伏电站如何并网的哪怕是现在很多手上握着一些对于光伏电站洳何并网的业主。因此对于光伏电站如何并网的转让市场未来是足够大的一个蛋糕,为买卖双方服务将成为炙手可热的业务如保险服務、评估服务、检测服务、运维服务、第三方担保服务等。

最后选择哪一种方式作为对于光伏电站如何并网的并网模式,只能由投资者洎己琢磨了

个人投资型家庭家用电站

家用型对于光伏电站如何并网虽然不存在变压器问题,但原理上是类似的在并网结算时,可以选擇第二种和第三种方式目前应以第二种为主,因为要获得除电网公司给予的脱硫电价以外想得到政府额外固定电价的补贴(政府正在淛定的四区域固定电价),必须去发改委等部门申请而且目前没有针对家庭电站的简化手续,时间比较漫长花费精力也较大。

在行业內经常会有人提及电力和电量的概念其实,这是两个不同的概念而且有时不是很规范,但为了减少误解特说明一下:

人们常说的电仂,一般是指瞬时负荷也就是功率;不过,建议最好采用负荷这一专业名词

通俗意义上的电量,是指通过瞬时值计算所得出累计量

純自发自用项目,需要关注的是用户的用电负荷情况也就是每天的用电负荷 曲线,特别要关心最小值出现的频率和持续时间

自发自用餘电上网项目,需要关注的是用户的用电电量情况要获得每月的峰谷平尖分开计量的电量并用于计算未来光伏发电后的自用电比例。

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从2018年5月31日起中国政府给光伏发電的补贴断崖式削减后,中国的光伏发电如何面向未来发展在能源界一直是个热门话题。6月份我就此写了一篇文章《中国的光伏发电補贴总共需要多少钱?》分析了过去光伏发展已经产生的和还要产生的巨额补贴有哪些?有多少除了补贴还有那些瓶颈约束?

半年后我在此抛砖引玉,希望为促进中国的光伏发电事业健康发展讨论应该采取何种光伏发电的促进政策?

谈发展就得有具体的衡量指标。依我看主要的指标有四个:

1。稳步并逐渐加快二氧化碳排放的减排;

2尽量减少光伏发电的财政补贴,维持不变甚至降低电费中的可洅生能源发电附加费以减轻用电户的财政负担;

3。有利于电网的稳定;

4有利于光伏产业的健康发展。

现在的光伏发电全额并网补贴政筞有所谓的光伏发电产业发展的惯性,还不能一下子取消否则会对光伏产业产生很大的冲击,导致大量的企业倒闭但是补贴需要有仩限,不能再像以前一样要补贴多少万亿胸中无数。需要在补贴总额和补贴时间上有所约束不能过度加重全体国民的电费负担,这样財能有利于经济的发展和人民生活的改善

有没有一种光伏发电的政策,既能保证光伏产业的稳定发展减少二氧化碳的排放,又能不增加甚至减少光伏发电的财政补贴以至于稳定甚至降低电费中的可再生能源发电附加费,同时还能保持电网的稳定呢

这就是:给每年的噺建光伏发电全额并网容量给予限额,电价竞争并网;同时鼓励无补贴的光伏发电自用和光伏发电交易。

首先要说明的是除了光伏发電的财政补贴外,约束光伏产业发展的另外一个因素也是长期起决定性的因素,就是电网对波动的光伏发电全额无条件并网的容纳能力

那么中国有多大的光伏发电全额无条件并网容纳能力呢?一个简单而可靠的办法就是参考一下别的国家。

德国每年的发电总量是5000多亿芉瓦时人均年用电量6000多千瓦时,现在有大约45GW无条件全额并网的光伏发电装机容量计划其封顶容量为52GW。

而中国现在的年发电总量是5万多億千瓦时人均年用电量4000千瓦时左右。15年后中国的人均年用电量至少应该达到5000千瓦时以上(特别是考虑到电动汽车热泵或电加热采暖,工業煤改电的因素)因此总发电量达到7万亿千瓦时以上是大概率时间。因此15年后中国的无条件全额并网的光伏发电容量可以达到700GW以上。而現在只有170GW左右再增加540GW应该不是问题。因为那时中国电网对光伏发电波动的控制和调度能力肯定比德国现在的水平高

无条件全额并网的咣伏发电装机容量是个宝贵的资源,若其作用发挥得好则既能稳定每年的光伏装机容量,又能节省光伏发电补贴甚至未来能获得反补貼收益。

一个在国际上有成功实践经验的办法就是固定无条件全额并网的光伏发电装机容量,竞价并网具体的办法是,在新建的光伏發电全额并网发电领域:给集中式大功率对于光伏电站如何并网和分布式小功率电站每个月各分配固定的新增发电配额譬如为1.5GW(15年总计为540GW,在上面分析出来的容量限制之内)则一年的总量就是1.5GW/月X12月/年X2=36GW/年。采用电价竞争并网模式其中:

首先,集中式大功率对于光伏电站如何並网全部采用按月招投标制投标的衡量指标为光伏发电并网投标价格与当地的燃煤发电标杆电价差,报价最低的前1.5GW电站中标

从2018年上半姩的光伏领跑者项目的报价看,不少投标项目达到了0.35元/kWh以下的报价已经低于当地的煤电并网电价。也就是说如果实行这个方法审批新建的集中式大功率对于光伏电站如何并网,现在就会立即终结补贴时代所有的项目进入反补贴时代。也就是说集中式大功率对于光伏电站如何并网不仅不需要财政的补贴,反而能够倒贴财政用于弥补国家财政对以前建成的对于光伏电站如何并网拖欠的补贴!

集中式大功率对于光伏电站如何并网招标的中标发电并网电价,估计在2025年达到0.25元/kWh左右是大概率时间;在2030年达到0.20元/kWh左右是大概率时间。

270GW的发电全额並网的集中式大功率对于光伏电站如何并网年发电小时数按1500小时计(集中式对于光伏电站如何并网一般在阳光辐射较强的地区),平均反补貼数额保守按0.15元/kWh估计(这里是综合考虑光伏发电上网电价、煤电上网价格和二氧化碳排放交易价格估计的每千瓦时煤电的二氧化碳排放为750克左右,今后二氧化碳排放的交易价格为50~200元/吨即煤电的二氧化碳边际排放成本为0.元/kWh),则在20年的固定电价全额发电并网的时间内270,000,000kW

这笔反補贴用来填补以前造成的未来20年的光伏累计补贴为14000亿元左右的大窟窿,一下子就把未来财政补贴的负担消减到了只有2000亿元左右

其次,对汾布式小功率(屋顶)对于光伏电站如何并网则可采用设定月配额、逐月减少(以当地煤电并网电价为基准的)补贴额、并根据之前光伏安装的功率总量对补贴额进行修正

具体的办法是,每月逐渐降低分布式小功率光伏的(以当地煤电并网电价为基准的)并网电价补贴譬如:假定二類地区2019年1月的并网电价补贴为0.24元/kWh,而后每月下降0.01元/kWh;并且用刚刚过去的那个月的安装总量修正两个月之后的新建光伏并网电价譬如:如果2019年1月安装的光伏发电总量超过1.5GW,则2019年4月安装的并网电价补贴在0.24-0.03=0.21元/kWh的基础上再降低0.01~0.05元/kWh仅为0.15~0.20元/kWh,具体数额根据2019年1月超装的容量决定根据目前光伏发电技术进步的情况保守估计,到2022年的某个月份分布式小功率光伏的并网电价补贴就会低于零!

也就是说,从2022年的某个月份起分布式小功率光伏并网也会开始给财政提供反补贴,参与填补以前造成的未来20年的光伏累计补贴拖欠的大窟窿

270GW的发电全额并网的分布式小功率对于光伏电站如何并网,年发电小时数按1200小时计平均反补贴数额按0.10元/kWh计,则在20年的固定电价全额发电并网的时间内反补贴总額为270,000,000kWx1200h/年x0.10元x20年=648,000,000,000元人民币。即:可以给财政部上缴6480亿元人民币反补贴!与集中式光伏发电的反补贴累计未来光伏发电的反补贴反而会超过光伏发电未来的累计补贴额。

这样最晚从2022年起,新建的分布式小功率对于光伏电站如何并网就可以提供财政反补贴很快就会偿清现在拖欠的光伏发电补贴。当拖欠的光伏发电补贴偿清后反补贴款项还可用于逐年降低电费中的可再生能源发电附加费。也就是说电费中的鈳再生能源发电附加费不仅不需要增加,反而在晚些时候(估计为2030年左右)还会逐渐减少。

当然各个地区安装光伏的总量需受光伏发电消納水平的限制,譬如规定弃光率须低于一定的比例(譬如为5%以下)才能继续新建光伏。

补充一句采用上述的方法,就可彻底消灭路条现象这些年来,国家给光伏的补贴有相当大的一部分,实际上是给了卖路条的并没有补贴给光伏产业的发展,说难听点儿就是权力寻租拿走了补贴。所以也难怪5.31中央政府断崖式地削减了给光伏的补贴。一个鼓励产业的财政补贴政策如果把大量补贴给了权力寻租者,則不仅危害经济发展还会危害社会的政治生态。

不过这样做,未来光伏发电的规模会完全受光伏发电全额并网规模的制约吗

那么,茬发电全额并网之外光伏如何发展呢

首先,光伏发电自用不会受到限制光伏发电的成本今天在中国的大多数地区已经低于本地区相同時段的平均购电价格。这样光伏发电自用会大规模发展。特别是如果智能微电网得到大发展的话光伏发电自用的范围会随之扩大。

其佽今后如果有了可再生能源电力交易市场甚至有了电力交易市场后(估计不会等得太久),则在光伏全额发电并网计划之外的光伏发电还可茬电力市场上进行交易到2025年,光伏发电的成本低于煤电成本是大概率事件加上碳减排交易/碳税的因素,从那时起光伏发电将会进入高速发展期,快速挤压原来煤电占据的市场

而这正是人们所希望的。

未来光伏发展的主要障碍将不再是财政补贴负担而是光伏发电(也包括风力发电)出力波动造成的电力供应负荷波动。不过现在德国柏林首都的EUREF欧瑞府能源科技园,采用智能微电网系统技术使得整个园區的能源消耗(包括电力和热力),80%左右来自于风光电20%左右来自于沼气发电。已经用实践证明今天的智能电网系统技术水平,补偿消纳风咣电波动的能力已经非常强大且不说未来技术还要发展。

最近我们正在给一家大型钢铁公司搬迁的新建工厂提供能效咨询。该企业所茬地区的大工业110kV电价高峰时段为0.8元/kWh出头儿,平段为0.50元/kWh出头儿在光伏发电的时段,平均电价为0.70元/kWh左右而到2021年,该地区新建集中式大功率对于光伏电站如何并网发电自用的综合成本估计仅为0.40元/kWh左右大大低于同时段从电网购电的价格。因此光伏发电自用可以大幅度降低該企业的电费支出。初步的分析结果是通过提高能效和使用大量的风光电(在实行电力市场体制后,购买电力市场上的风电)并且利用钢鐵企业的储能(例如煤气罐的储气能力)和灵活电力负荷(例如电力压缩空气制氧)的调节能力,除电网的低谷电价时段外用风光电和钢铁企业嘚副产电力可以完全覆盖全厂的电力需求还有节余。因此我们建议在该刚体企业附近建设一个高耗能的低碳工业产业园让需要大量热力囷电力的企业,使用该钢铁企业的余热和可再生能源与副产电力这样,既节省了电费也减少了化石能源电力的使用、因而减少了二氧囮碳的排放,而且可为电网的平衡发挥积极作用

未来我们需要多少光伏发电的容量?

因为电动汽车、热泵和电加热采暖以及工业煤改电會大大提高电力的需求估计未来中国人均年电力需求发热顶峰平均当为8000kWh左右,13.5亿人就为11万亿kWh左右其中光伏电力至少应占30%以上(从今天的智能电网技术发展水平和趋势看,这是一个很保守的估计)则年光伏发电量至少为3.3万亿kWh。按单位光伏发电的发电量为1200kWh/kW计则至少需要安装27億kW、即2700GW的光伏发电容量。前面说的270GW+270GW=540GW的发电全额并网容量不过在其中占1/5左右,当不为多如果这至少2700GW的新建光伏在未来25年建成,则平均每姩需要安装100GW出头当然初期会少一些,远期多一些显然,未来除了发电全额并网的容量光伏发电还有很大的发展空间。

光伏发电即將走出至暗时刻,曙光就在前面未来的前途光辉灿烂。

作者系中德可再生能源合作中心执行主任

(文章来源:何继江能源互联网)

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   近日国内能源行业规模最夶的盛会之一“能源思享会”在浙江省杭州市滨江区召开。会上浙江省发改委副主任、浙江省能源局局长蔡刚表示,浙江省将针对光伏531噺政(5月31日国家发改委、财政部、国家能源局联合公布《关于2018年光伏发电有关事项的通知》,简称“531新政”)出台光伏发电应用的支持政策

  根据9月18日公布的《省发改委等6部门关于浙江省2018年支持光伏发电应用有关事项的通知》,省内光伏发电项目所发电量2018年继续实荇电量省补贴政策,补贴标准为0.1元/千瓦时与国家建设指标脱钩。明确可获得国家可再生能源发展基金补助的屋顶分布式光伏在未获得國家可再生能源发展基金补助之前,由省电力公司继续给予垫付

  2018年6月1日-12月31日并网的家庭屋顶光伏,对2018年的发电量“自发自用、余電上网”模式的分布式光伏发电项目按0.32元/千瓦时(含税)补贴;采用“全额上网”模式的分布式光伏项目按照0.7元/千瓦时标杆上网电价扣除浙江省燃煤标杆上网电价后的补贴标准执行(发电量小于500小时的项目按500小时计);5月31日前备案、2018年6月1日~7月31日并网的工商业屋顶光伏按0.1元/千瓦时标准,给予2018年发电量补贴支持光伏小康工程建设,对于未能纳浙江省2017年普通地面对于光伏电站如何并网建设计划的项目在国家下達我省2019年、2020年地面对于光伏电站如何并网的指标中逐步消纳。

  浙江省2019年支持光伏发电应用有关政策待国家后期相关政策明确后再作研究。

  通知同时要求在建已建的各光伏发电项目,要严格按照项目备案的规模建设运营严禁擅自扩大规模、变相增加装机容量,加强在建项目质量管理和运营项目事后监督同时推动光伏应用标准化、高质量建设,探索光伏应用市场新模式

  “这个政策的出台將有助于保持相关政策的平稳过渡,有助于完成今年屋顶光伏省政府民生实事项目有助于全省光伏产业的创新发展、健康发展。”蔡刚說蔡刚肯定了浙江省发展光伏不动摇的决心。他指出浙江是能源消费的大省,也是各类能源品种较为齐全的省份之一目前,其能源清洁化的水平处于国内领先

  “光伏是我们省可再生能源发展的主力品种,已经成为百姓增收的有效渠道、电力系统顶峰的有效电源、大气污染防治的有效抓手具有民生、经济、生态等多重意义。”他说

  截至今年8月底,我省光伏发电装机量已达1064万千瓦其中屋頂分布式光伏722万千瓦。

  浙江的光伏企业无论是制造业还是服务业,其规模和发展水平均处于全国前列而且,许多浙江光伏企业都巳经接近或达到平价上网的水平只是由于不同地区光照资源差异较大,成本各不相同如浙江的平均光照时间只有1500小时到1600小时,可利用咣照时间仅1000小时属于太阳能资源相对贫乏的地区,成本就相对较高

  浙江正泰新能源开发有限公司是我省光伏行业的龙头企业,目湔已逐步形成涵盖技术研发、高端装备制造、光伏组件生产和电站建设等的全产业链“‘531’新政有利于加速行业洗牌,对我们这样拥有唍整产业链的公司是好事成本优势会更加明显。”正泰新能源总裁陆川表示据介绍,目前正泰新能源在我省发展的户用光伏数达到了陸七万户

  虽然浙江的太阳能资源并不丰富,但由于光伏工商业项目用电电价高于生活用电加上成本优势,即使没有补贴正泰新能源也能正常运行。户用光伏主要是老百姓的生活用电电价相对较低,在浙江资源相对贫乏、成本较高的情况下平价上网还有一段路偠走。

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