“最近火遍全球的《第三次工業革命》中提出,人類對能源的利用將以分布式的方式進行,如燃氣、可再生能源等,我認為分布式光伏發電最有前景。”日前,中國電力科學研究院新能源研究所所長劉純在接受《機電商報》記者采訪時表示。
他還介紹說,我國計劃2020年光伏裝機達到100吉瓦,其中60吉瓦將是分布式發電。
然而,由于國內太陽能資源和發電設備眾所周知的問題,分布式發電尚需接受諸多現實環境的考驗。
成績不可小覷
問題不容回避
事實上,從2012年下半年到現在,電網公司已發布了多個促進分布式發電發展的鼓勵性意見,這對國內市場來說,可謂是邁出了艱難但具有實質性的第一步。
以國家電網公司(以下簡稱“國網”)為例,自出臺鼓勵性政策以來,分布式光伏申請明顯增加,截至目前申請用戶585戶,裝機容量115.21萬千瓦,占分布式發電申請裝機容量的90%以上。
然而,雖然如此,可與其他國家相比,我國力量依舊十分“單薄”。在德國,2010、2011年平均光伏裝機約7.5吉瓦,其中2/3是250千瓦以下的小型裝機,而我國平均裝機為2兆瓦,且都是分布在工業園區。
“我國應該多發展50千瓦及以下,或者250千瓦及以下的小型裝機。并且應鼓勵在每一棟建筑、每戶家庭發展分布式發電。否則,我國分布式光伏是做不大的。”劉純講道。
此外,與集中開發的電網相比,分布式光伏發電不但受環境(屋頂面積)限制,而且也受電網條件的限制!胺植际绞桥c負荷接在一起的,一旦出現錯誤,就會對整個配電網產生影響。”劉純表示。同時,分布式光伏發電還有一個劣勢,即發電設備離用戶更近,產生的一系列不利影響更容易被用戶感知。
并網難點多
技術尚待成熟
從技術層面來說,目前光伏發電的出力并不穩定,尚處于探索階段的分布式光伏發電,面臨諸多技術問題與挑戰。其一,分布式光伏發電接入電網后,對電網影響較大。不但每個接入點電壓變化范圍變大、接入點之間的電壓增大,而且母線電壓波動幅度也增大。其二,由于分布式光伏點多面廣,如按常規接入方式管理,調度的投資、人員的需求都會大大增加。如果全部以專網形式接入,則通訊投資巨大,且現有調度自動化系統不支持如此巨大數量的投入。國網發布的《關于促進分布式電源并網管理工作的意見》中提出,10千伏接入用戶側的分布式光伏發電、風電、海洋能發電項目,380伏接入的分布式電源項目,可采取無線公網通信方式。
然而劉純坦言,目前對此技術的研發正在進入關鍵時刻,還面臨很多技術難題!捌渲兄饕谴髷祿䥺栴},如大的氣象數據,大的數字天氣預報數據,這是我們以前從未遇到過的難題。”
自適應控制技術
引領未來技術趨勢
智能電網技術是解決分布式光伏并網問題的主要途徑,其中,分布式光伏自適應控制技術是未來的一個重要發展方向。
“分布式光伏輸出功率的隨機性易造成電壓波動和閃變。”劉純接著舉了一個例子,“寧夏自治區擬在紅寺堡鎮3800戶農村居民屋頂各安裝4千瓦的分布式光伏,并通過220伏分散接入。但因為該地區用電負荷只有1千瓦,穿透率很大。如果一定要接入,只能重新建設電網。否則用戶會明顯感覺到電壓不穩,電燈忽明忽暗!
對電壓波動和閃變問題,很多人提出以集中補償的方式來解決。而實踐證明,集中補償在變壓器10千伏母目線側效果不明顯;在400伏/220伏線路末端補償電抗器,會大幅增加線損;而改變接入系統方案,匯集升壓后經10千伏并網,則會影響經濟性。
“通過集中控制和分散控制,每戶逆變器進行自適應無功電壓調節,這是唯一可行的方案!眲⒓儽硎荆澳壳埃袊娍圃赫谡归_相關的技術研究!
根據他的介紹,分布式光伏發電根據并網點狀態進行無功甚至有功的自適應調節,提高并網點的電能質量,根據峰谷電價調節電量,甚至可以提供調峰和緊急功率支持等輔助服務,獲取最大的經濟效益。在此過程中,分布式光伏不再是被動的接入者,而是智能電網的主動參與者。
實現智能化后,分布式光伏將具有感知能力、信息交互能力、綜合判斷與決策能力,并可實現自適控制,更好地融入整個系統中。然而相比大電網的成熟技術,分布式光伏發電還處于起步階段,如何解決其面臨的重重難題,完善技術方案,尚需時間和實踐。