分布式光伏快速發(fā)展所帶來的利弊分析

時(shí)間：2024-12-26作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：26

1、概述
     近年來，受到國(guó)家政策鼓勵(lì)以及投資成本降低等多重因素的刺激，分布式光伏實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。截至2023
年底，全國(guó)光伏裝機(jī)容量為6.09億千瓦，其中分布式光伏為2.54億千瓦，占比41.7%，占比近半。分布式光伏由于裝機(jī)規(guī)模小、接入電壓等級(jí)低、用戶側(cè)就近消納的去化特點(diǎn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)發(fā)揮了積作用，發(fā)展建設(shè)分布式能源體系將在未來電力系統(tǒng)中承擔(dān)加重要的角色。據(jù)預(yù)測(cè)，利用全國(guó)城鄉(xiāng)建筑房資源的分布式光伏未來有28億千瓦的潛在開發(fā)容量，規(guī)模將過光伏未來同期總裝機(jī)容量的60%。

目前，一般工商業(yè)和戶用分布式光伏項(xiàng)目主要采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”或“全額上網(wǎng)”兩種模式，其中“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式約占60%?，F(xiàn)階段，分布式光伏項(xiàng)目收益主要以電網(wǎng)收購(gòu)為主，尚未參與市場(chǎng)，上網(wǎng)電價(jià)為當(dāng)?shù)厝济喊l(fā)電基準(zhǔn)價(jià)，部分省份還存在一定電價(jià)補(bǔ)貼，由于未參與市場(chǎng)交易，其環(huán)境未得到體現(xiàn)。

隨著分布式光伏裝機(jī)規(guī)模的不斷提升，逐步影響到了電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行，產(chǎn)生了較大的系統(tǒng)消納成本。未來，隨著新能源入市節(jié)奏的加快，分布式光伏參與市場(chǎng)化交易的呼聲也越來越高，但相較于集中式新能源參與市場(chǎng)化交易，分布式光伏參與市場(chǎng)則需要為完善和細(xì)致的市場(chǎng)規(guī)則予以支撐，如分時(shí)電價(jià)、輔助服務(wù)、虛擬電廠等機(jī)制，須通過市場(chǎng)手段優(yōu)化資源配置和布局，引導(dǎo)分布式光伏合理發(fā)展。

以集中式新能源參與市場(chǎng)化交易的來看，電能量?jī)r(jià)格會(huì)逐步降低，導(dǎo)致已投產(chǎn)的項(xiàng)目收益率逐步降低，影響到新能源項(xiàng)目的投資預(yù)期，不利于新型電力系統(tǒng)建設(shè)。分布式新能源參與市場(chǎng)以后，與集中式新能源項(xiàng)目同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)，不具有優(yōu)勢(shì)，電能量?jī)r(jià)格也會(huì)隨之下降。未來，與集中式新能源參與市場(chǎng)的情景相同，分布式光伏電價(jià)將逐步過渡到“電能量+環(huán)境-消納成本”的模式。

2、分布式光伏實(shí)現(xiàn)環(huán)境的策略

    環(huán)境容量的有限性已得到廣泛認(rèn)可，國(guó)家將環(huán)境容量資源化，通過有償或無償?shù)姆绞搅炕峙浣o不同主體使用，也就形成了容量“配額”，從而逐步形成了環(huán)境資產(chǎn)，具有使用和交換。新能源環(huán)境體現(xiàn)在電力消費(fèi)的無碳化，通過提升非化石燃料生產(chǎn)和消費(fèi)占比，逐步減少對(duì)煤炭、石油等化石能源的依賴程度，從而減少對(duì)環(huán)境容量的整體占用。

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展依賴于能源的消耗，現(xiàn)有的能源供給方式短時(shí)間內(nèi)難以轉(zhuǎn)型。在國(guó)家“雙碳”目標(biāo)戰(zhàn)略的下，高耗能承擔(dān)著清潔低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要任務(wù)，對(duì)于鋼鐵、水泥、電解鋁等非電力高耗能來說，節(jié)能降碳可行路徑主要為直接排放的電氣化改造和間接排放的清潔化替代，這就構(gòu)成環(huán)境實(shí)現(xiàn)的基本需求，形成供需循環(huán)。分布式光伏環(huán)境的實(shí)現(xiàn)主要依賴于購(gòu)電方對(duì)于環(huán)境的認(rèn)可程度，這種認(rèn)可程度主要取決于環(huán)境能否得到或組織的認(rèn)可。

環(huán)境的實(shí)現(xiàn)需要證明電能量的來源，電能量具有特的物理屬性，匯集到電網(wǎng)以后不能區(qū)分來源，現(xiàn)階段我國(guó)法律也不允許隔墻售電，因此，對(duì)于清潔能源電力的使用只能通過市場(chǎng)化結(jié)算加以區(qū)分。對(duì)于自發(fā)自用的清潔能源電力來說，這種權(quán)益外觀為明顯和直接，而通過綠電交易實(shí)現(xiàn)的環(huán)境權(quán)益轉(zhuǎn)移，由于開具了交易機(jī)構(gòu)的交易憑，也具有物理上的證明效力，通過“證電分離”的綠交易獲得的環(huán)境權(quán)益，由于脫離了物理電能量交易，明效果相對(duì)薄弱。因此，從和國(guó)內(nèi)碳市場(chǎng)認(rèn)可程度來看，環(huán)境的實(shí)現(xiàn)次序級(jí)分別為自發(fā)自用、綠電、綠證，后為減排量抵消機(jī)制，這種碳-電聯(lián)動(dòng)機(jī)制需要未來國(guó)內(nèi)通過政策加以統(tǒng)籌考慮，并加強(qiáng)互認(rèn)，形成統(tǒng)一的證明次序，分布式光伏也不例外。

今年8月，全國(guó)碳市場(chǎng)覆蓋水泥、鋼鐵、電解鋁三個(gè)行業(yè)的工作方案征求意見稿中暫不核算間接排放，給綠電或綠證通過核算聯(lián)動(dòng)碳市場(chǎng)蒙上陰影，這種核算規(guī)則與國(guó)內(nèi)試點(diǎn)碳市場(chǎng)不一致，但與規(guī)則(碳關(guān)稅)接軌，降低綠電和綠證的使用場(chǎng)景，未來綠電或綠證在蓬勃發(fā)展的產(chǎn)品碳足跡上或有好應(yīng)用。
3、分布式光伏參與綠電或綠交易的機(jī)制

    分布式光伏參與市場(chǎng)化交易已成為趨勢(shì)，電價(jià)也將逐步回歸一般商品屬性，由市場(chǎng)決定。分布式光伏參與市場(chǎng)交易的機(jī)制設(shè)計(jì)正在醞釀，參與綠電或綠交易也逐步形成制度。2023年，國(guó)家**、財(cái)政部、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于做好可再生能源電力證書全覆蓋工作促進(jìn)可再生能源電力消費(fèi)的通知》(發(fā)改能源〔2023〕1044號(hào))，包括分布式光伏在內(nèi)的可再生能源電力可以核發(fā)并交易綠，北京和廣州電力交易也都發(fā)布分布式光伏參與綠電交易的細(xì)則，浙江、江蘇、廣東等能源需求大省也逐步本省分布式光伏項(xiàng)目綠電交易的詳細(xì)規(guī)則。

建檔立卡是“證電合一”的綠電交易和“電分離”的綠核發(fā)和交易的前提和基礎(chǔ)。2022年7月，國(guó)家能源局組織開展可再生能源項(xiàng)目建檔立卡工作，要求所有存量和新增的可再生能源項(xiàng)目完成建檔立卡工作，其中也包括分布式光伏項(xiàng)目，以支持綠核發(fā)、交易、能源消費(fèi)核減等統(tǒng)計(jì)工作。2024年，國(guó)家能源局運(yùn)行了新的建檔立卡系統(tǒng)，綠證核發(fā)全覆蓋已具備了系統(tǒng)條件。截至2024年9月，已有的可再生能源項(xiàng)目完成建檔立卡工作，分布式光伏項(xiàng)目由于其分散的特點(diǎn)，建檔立卡所需要的條件難以具備，工作推進(jìn)相對(duì)于集中式項(xiàng)目略顯緩慢。

對(duì)于分布式光伏綠證核發(fā)，還應(yīng)區(qū)分自發(fā)自用和余量上網(wǎng)兩個(gè)部分，按照“誰(shuí)消費(fèi)、誰(shuí)買單”的原則，對(duì)于自發(fā)自用部分的電量，用戶在消費(fèi)了可再生能源電力的同時(shí)，也消費(fèi)了對(duì)應(yīng)的環(huán)境，應(yīng)給予綠證消費(fèi)證明，所以只能對(duì)余量上網(wǎng)部分的電量核發(fā)可交易綠?？傊?，只待相關(guān)市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)完備，才能為分布式光伏參與綠電或綠交易準(zhǔn)備好規(guī)則和技術(shù)基礎(chǔ)。

4、分布式光伏參與綠電或綠市場(chǎng)交易的可行路徑

    根據(jù)北京和廣州電力交易規(guī)則，分布式光伏可以通過聚合方式參與綠電交易。分布式光伏可以將上網(wǎng)的余電或全部發(fā)電量，通過負(fù)荷聚合商參與到綠電交易，從而額外環(huán)境收益。聚合商主要通過虛擬電廠模式參與電力市場(chǎng)，構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化微電力系統(tǒng)，一方面可以分布式光伏項(xiàng)目電量全額消納，另一方面通過聚合可以解決單點(diǎn)容量過小、難以滿足用戶大量綠電需求的問題，提高分布式光伏參與綠電交易的積性。此外，聚合商還可以通過儲(chǔ)能系統(tǒng)，充分利用分時(shí)電價(jià)機(jī)制，好的電能量?jī)r(jià)格，為分布式光伏項(xiàng)目爭(zhēng)取多的收益。目前，主要綠電消費(fèi)省份，均支持分布式光伏通過聚合方式參與到綠電交易中來。

綜上所述分布式光伏的發(fā)展前景相當(dāng)可觀，以下為安科瑞分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)的介紹。

5、安科瑞分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)

5.1概述
       AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)通過監(jiān)測(cè)光伏站點(diǎn)的逆變器設(shè)備，氣象設(shè)備以及攝像頭設(shè)備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點(diǎn)。主要功能包括：站點(diǎn)監(jiān)測(cè)，逆變器監(jiān)測(cè)，發(fā)電統(tǒng)計(jì)，逆變器一次圖，操作日志，告警信息，環(huán)境監(jiān)測(cè)，設(shè)備檔案，運(yùn)維管理，角色管理。用戶可通過WEB端以及APP端訪問平臺(tái)，及時(shí)掌握光伏發(fā)電效率和發(fā)電收益。
5.2應(yīng)用場(chǎng)所
       目前我國(guó)的兩種分布式應(yīng)用場(chǎng)景分別是：廣大農(nóng)村屋的戶用光伏和工商業(yè)企業(yè)屋光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發(fā)展*。
5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
       在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計(jì)量?jī)x表，通過網(wǎng)關(guān)將采集的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)管理。用戶可以通過PC訪問平臺(tái)，及時(shí)分布式光伏電站的運(yùn)行情況以及各逆變器運(yùn)行狀況。平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)如圖所示。
5.4系統(tǒng)功能
       AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)軟件采用B/S架構(gòu)，任何具備權(quán)限的用戶都可以通過WEB瀏覽器根據(jù)權(quán)限范圍監(jiān)視分布在區(qū)域內(nèi)各建筑的光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線、是否并網(wǎng)、當(dāng)前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）。
5.4.1光伏發(fā)電
5.4.1.1綜合看板
        顯示所有光伏電站的數(shù)量，裝機(jī)容量，實(shí)時(shí)發(fā)電功率。累計(jì)日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。累計(jì)社會(huì)效益。 柱狀圖展示月發(fā)電量。
5.4.1.2電站狀態(tài)
       電站狀態(tài)展示當(dāng)前光伏電站發(fā)電功率，補(bǔ)貼電價(jià)，峰值功率等基本參數(shù)。統(tǒng)計(jì)當(dāng)前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并且接入輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。顯示當(dāng)前光伏電站逆變器接入數(shù)量及基本參數(shù)。

5.4.1.3逆變器狀態(tài)
       逆變器基本參數(shù)顯示。日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益顯示。過曲線圖顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線。直流側(cè)電壓電流查詢。交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數(shù)查詢。

5.4.1.4電站發(fā)電統(tǒng)計(jì)
        展示所選電站的時(shí)、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表。 
5.4.1.5逆變器發(fā)電統(tǒng)計(jì)
         展示所選逆變器的時(shí)、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表

5.4.1.6配電圖
實(shí)時(shí)展示逆變器交、直流側(cè)的數(shù)據(jù)。展示當(dāng)前逆變器接入組件數(shù)量。展示當(dāng)前輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。展示逆變器型號(hào)及廠商。

5.4.1.7逆變器曲線分析
         展示交、直流側(cè)電壓、功率、輻照度、溫度曲線。

5.4.2事件記錄操作日志：用戶登錄情況查詢。
短信日志：查詢短信推送時(shí)間、內(nèi)容、發(fā)送結(jié)果、回復(fù)等。
平臺(tái)運(yùn)行日志：查看儀表、網(wǎng)關(guān)離線狀況。
報(bào)警信息：將報(bào)警分進(jìn)行分級(jí)處理，記錄報(bào)警內(nèi)容，發(fā)生時(shí)間以及確認(rèn)狀態(tài)。

5.4.3運(yùn)行環(huán)境
       視頻：通過安裝在現(xiàn)場(chǎng)的視頻攝像頭，可以實(shí)時(shí)監(jiān)視光伏站運(yùn)行情況。對(duì)于有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及云臺(tái)控制功能。







5.5系統(tǒng)硬件配置
5.5.1交流220V并網(wǎng)
        交流220V并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)多用于居民屋光伏發(fā)電，裝機(jī)功率在8kW左右。

       部分小型光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護(hù)裝置，避免往電網(wǎng)輸送電能。光伏電站規(guī)模較小，而且比較分散，對(duì)于光伏電站的管理者來說，通過云平臺(tái)來管理此類光伏電站非常有必要，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

5.5.2交流380V并網(wǎng)
       根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，8kW~400kW可380V并網(wǎng)，**出400kW的光伏電站視情況也可以采用多點(diǎn)380V并網(wǎng)，以當(dāng)?shù)仉娏Σ块T的審批意見為準(zhǔn)。這類分布式光伏多為工商業(yè)企業(yè)屋光伏，自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。分布式光伏接入配電網(wǎng)前，應(yīng)明確計(jì)量點(diǎn)，計(jì)量點(diǎn)設(shè)置除應(yīng)考慮產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)外，還應(yīng)考慮分布式電源出口與用戶自用電線路處。每個(gè)計(jì)量點(diǎn)均應(yīng)裝設(shè)雙向電能計(jì)量裝置，其設(shè)備配置和技術(shù)要求符合DL/T448的相關(guān)規(guī)定，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程要求。電能表采用智能電能表，技術(shù)性能應(yīng)滿足國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于智能電能表的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。用于結(jié)算和考核的分布式電源計(jì)量裝置，應(yīng)安裝采集設(shè)備，接入用電信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用電信息的遠(yuǎn)程自動(dòng)采集。
        光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過匯流箱接入逆變器，然后接入企業(yè)380V電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。在380V并網(wǎng)點(diǎn)前需要安裝計(jì)量電表用于計(jì)量光伏發(fā)電量，同時(shí)在企業(yè)電網(wǎng)和公共電網(wǎng)連接處也需要安裝雙向計(jì)量電表，用于計(jì)量企業(yè)上網(wǎng)電量，數(shù)據(jù)均應(yīng)上傳供電部門用電信息系統(tǒng)，用于光伏發(fā)電補(bǔ)貼和上網(wǎng)電量結(jié)算。
       部分光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。部分光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護(hù)裝置，避免往電網(wǎng)輸送電能，系統(tǒng)圖如下。



       這種并網(wǎng)模式單體光伏電站規(guī)模適中，可通過云平臺(tái)采用光伏發(fā)電數(shù)據(jù)和儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

5.5.3 10kV或35kV并網(wǎng)
       根據(jù)《國(guó)家能源局關(guān)于2019年風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)通知》（國(guó)發(fā)新能〔2019〕49號(hào)），對(duì)于需要國(guó)家補(bǔ)貼的新建工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，需要滿足單點(diǎn)并網(wǎng)裝機(jī)容量小于6兆瓦且為非戶用的要求，支持在符合電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)要求的前提下，通過內(nèi)部多點(diǎn)接入配電系統(tǒng)。
       此類分布式光伏裝機(jī)容量一般比較大，需要通過升壓變壓器升壓后接入電網(wǎng)。由于裝機(jī)容量較大，可能對(duì)公共電網(wǎng)造成比較大的干擾，因此供電部門對(duì)于此規(guī)模的分布式光伏電站穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量以及和調(diào)度的通信要求都比較高。
       光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。

        上圖為一個(gè)1MW分布式光伏電站的示意圖，光伏陣列接入光伏匯流箱，經(jīng)過直流柜匯流后接入集中式逆變器(直流柜根據(jù)情況可不設(shè)置)，較后經(jīng)過升壓變壓器升壓至10kV或35kV后并入中壓電網(wǎng)。由于光伏電站裝機(jī)容量比較大，涉及到的保護(hù)和測(cè)控設(shè)備比較多，主要如下表：
【參考文獻(xiàn)】
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• Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在汕頭大學(xué)新體育中心項(xiàng)目的應(yīng)用

  楊馨安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；摘要：介紹汕頭大學(xué)新體育中心，采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電室配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。關(guān)鍵詞：汕頭大學(xué);智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng);0概述汕頭大學(xué)新體育館建設(shè)項(xiàng)目建筑面積52127.4

• 康弘藥業(yè)5#配電房電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

  楊馨安科瑞電氣股份有限公司? 上海嘉定摘要：介紹康弘藥業(yè)5#配電房項(xiàng)目的電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。關(guān)鍵字：電力監(jiān)控系統(tǒng)；康弘藥業(yè)；10KV；變配電；Acrel-2000；微機(jī)綜合保護(hù)；?&nbs

• Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在內(nèi)蒙古伊泰廣聯(lián)煤化有限公司煤炭項(xiàng)目的應(yīng)用

  楊馨 安科瑞電氣股份有限公司?上海嘉定 ? 摘要：本文簡(jiǎn)述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理，分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用中的設(shè)計(jì)依據(jù)和相關(guān)規(guī)范。后通過安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在內(nèi)蒙古伊泰廣聯(lián)煤化有限公司煤炭項(xiàng)目的實(shí)例介紹，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)及其重要意義。 關(guān)鍵詞：?電氣火災(zāi)；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000/B；煤炭項(xiàng)目； 0?概述 &n