廖每雯（黃河水電光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)有限公司，青海 西寧 810000）

?

并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的低碳綜合效益的研究

廖每雯
（黃河水電光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)有限公司，青海 西寧 810000）

摘 要：太陽能屬于一種常見的清潔型能源，利用太陽能來進行光伏發(fā)電有助于促進我國電力行業(yè)向低碳化發(fā)展的趨勢，這對于我們不斷推進可持續(xù)發(fā)展社會具有重大的意義與價值。本文通過分析和研究并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的低碳化綜合效益，來表明其與傳統(tǒng)常規(guī)的發(fā)電方式來進行比較，并網(wǎng)光伏發(fā)電形式有著強大的低碳化綜合效益的特點與優(yōu)勢，有利于促進節(jié)能減排、保護環(huán)境，同時加快社會可持續(xù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：并網(wǎng)光伏發(fā)電工程；低碳綜合效益；研究

0. 引言

當前，減少排放，抵制霧霾已經(jīng)成為我國治理環(huán)境嚴重污染的行動目標，從我國二氧化碳的排放結(jié)構(gòu)上來看，中國的電力行業(yè)不僅排放量相當大，并且增長速度快，其所占的比例也呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢，所以，我國電力行業(yè)的低碳型發(fā)展必須要成為中國進行節(jié)能減排的主要力量，其在面臨著重大的節(jié)能減排任務(wù)時，還具有明顯的節(jié)能減排的巨大空間。因此，怎樣在保證我國電力行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的同時實現(xiàn)節(jié)能減排的環(huán)保目標是目前中國電力行業(yè)將要面臨的重大課題。

1. 關(guān)于低碳

1.1 低碳的優(yōu)點與缺點

低碳也有其兩面性，單從其節(jié)能減排的方面來講，它可以有效地控制二氧化碳的排放量，有利于對自然環(huán)境的保護。在并網(wǎng)光伏發(fā)電工程中，實現(xiàn)低碳可以使得傳統(tǒng)常規(guī)的能源發(fā)電被光伏發(fā)電所取代，有助于大大減少碳的排放量。從經(jīng)濟學(xué)角度來講，低碳有利于推動社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，在并網(wǎng)光伏發(fā)電工程中，光伏發(fā)電的網(wǎng)上銷售能夠獲取很大的經(jīng)濟收入，從而促進我國電力行業(yè)的經(jīng)濟效益，這些都屬于低碳的優(yōu)點，也就是其積極的因素。但是，低碳也有其消極的一面，因為在低碳的實現(xiàn)過程中，有時反而會增加碳的排放量，比如在光伏發(fā)電系統(tǒng)的原材料生產(chǎn)制造、交通運輸以及安裝調(diào)試的過程之中由于消耗了大量的能量，于是間接地會產(chǎn)生碳排放，造成對環(huán)境的污染，另外，從經(jīng)濟發(fā)展的角度來看，利用光伏發(fā)電的前期經(jīng)濟投入會比較大，所以，這些就算是實現(xiàn)低碳過程中所產(chǎn)生的消極影響，也就是其缺點。

1.2 低碳的正負效應(yīng)及其綜合效益

低碳的積極因素可以產(chǎn)生低碳的正面效應(yīng)，也就是減少對碳的排放量，同樣的，低碳的消極因素所產(chǎn)生的負面效應(yīng)，也就是對碳的排放。在利用光伏進行發(fā)電的系統(tǒng)之中，所有的低碳正負效應(yīng)的代數(shù)之和，也就是所謂的光伏發(fā)電的低碳化效應(yīng)，這種低碳化效應(yīng)是通過對碳的交易來獲取經(jīng)濟收益的，即并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的低碳效益。而在經(jīng)濟發(fā)展方面的積極因素所產(chǎn)生的經(jīng)濟正面效益以及其消極因素造成的經(jīng)濟發(fā)展的負面效益，在并網(wǎng)光伏發(fā)電的工程系統(tǒng)之中，所有的經(jīng)濟方面的正負效益的代數(shù)之和，也就是所謂的利用并網(wǎng)光伏發(fā)電所帶來的經(jīng)濟收益。同時，并網(wǎng)光伏發(fā)電的低碳型效益和經(jīng)濟型效益的總和，就是通過并網(wǎng)光伏發(fā)電所產(chǎn)生的低碳化綜合效益。

2. 探析并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的低碳綜合效益所帶來的影響

2.1 并網(wǎng)光伏發(fā)電的收益對低碳化綜合效益的作用與價值

并網(wǎng)光伏發(fā)電相當于在發(fā)電側(cè)節(jié)約了傳統(tǒng)常規(guī)火電機組的一部分能源的消耗，也就是減少了把化石燃料作為主要燃料的電力能源基地中二氧化碳的排放，另外，利用光伏發(fā)電還可以在網(wǎng)上進行銷售，這樣可以帶來一筆不小的經(jīng)濟收益，從這里可以看出，并網(wǎng)光伏發(fā)電對于二氧化碳的減排以及經(jīng)濟效益的價值都起到了積極方面的影響，也就是說并網(wǎng)光伏發(fā)電所帶來的所有收益都屬于低碳化經(jīng)濟發(fā)展的積極因素。同時，二氧化碳的減排量與經(jīng)濟效益的多少和并網(wǎng)光伏發(fā)電量的大小有著緊密的關(guān)系。通常在一定的范圍之內(nèi)，并網(wǎng)光伏發(fā)電量越大，那么其低碳以經(jīng)濟效益也就越明顯，低碳化綜合效益也就隨之更加突出。

2.2 利用并網(wǎng)光伏發(fā)電所產(chǎn)生的成本對低碳綜合效益的不良影響

并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的成本可以分為低碳方面的成本與經(jīng)濟方面的成本，兩者都包含初始成本以及年運行維護成本兩個組成部分。雖然并網(wǎng)光伏發(fā)電能夠生產(chǎn)出綠色電能，可是其光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)本身就是一個高耗能的電力產(chǎn)業(yè)，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)各個部件所需要的原材料在其開采、冶煉以及加工、生產(chǎn)、制造等這些環(huán)節(jié)當中都會消耗掉大量的電能，并且這些在二氧化碳的排放鏈條當中都需要分擔一定量對碳排放的任務(wù)。并且，因為并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的自身特殊性特征，在其運行與維護的過程之中，同樣也需要分擔出一部分二氧化碳的排放，在這個角度來說，并網(wǎng)光伏發(fā)電的成本因素是一個低碳化發(fā)展的弊端。在經(jīng)濟發(fā)展的角度來看，并網(wǎng)光伏發(fā)電之前，必須要投入前期所需的大量資金支持，另外，其運行過程中的維護成本也是不可忽視的一大問題，這也就說明了，并網(wǎng)光伏發(fā)電的成本因素同樣也屬于經(jīng)濟發(fā)展方面的一個弊端。

2.3 發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的損壞改善效益對并網(wǎng)光伏發(fā)電的低碳化綜合效益的意義

通常情況來講，從集中的發(fā)電廠距離負荷中心區(qū)之間的路程相對會比較遠，這就使得電能在傳輸?shù)倪^程之中損耗會比較大，但是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)一般都是安裝在負荷中心區(qū)的附近或者周圍，這樣能夠減少一些電能在遠距離傳輸中的損耗，所以，從電能傳輸?shù)慕嵌葋碚f，并網(wǎng)光伏發(fā)電可以有效地實現(xiàn)直接形式的節(jié)能減排。另外，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)會接入到電網(wǎng)中，尤其是接入進配電網(wǎng)中，來改善其系統(tǒng)的整體潮流分布情況，從而達到改善整體系統(tǒng)損耗水平的效果，并最終實現(xiàn)既節(jié)能又減排。通過實踐證明，一般情況下，并網(wǎng)光伏發(fā)電都會有力地促進其系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損壞水平的改善，從而降低其造成的損耗，這就相當于是節(jié)約了一回發(fā)電側(cè)的能源使用，減少了對二氧化碳的排放量，可是，在一定的負荷水平之下或者在一定的光伏的滲透率的條件之下，并網(wǎng)光伏發(fā)電也會增加對于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的損耗。

2.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)的備用容量成本對低碳化綜合效益的影響

并網(wǎng)光伏發(fā)電具備隨機與間歇的特性，為了確保并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)以及整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，系統(tǒng)自身必須要維持一定的以防萬一的備用容量，來應(yīng)對緊急突發(fā)事件和故障的現(xiàn)象出現(xiàn)，比如因為一些天氣方面的因素，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的有功出力就會突然之間減少，這是用其備用容量將其所需要的光伏出力與符合之間功率的缺口進行填補，就可以繼續(xù)保持其整體系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。顯而易見，這種備用容量需要消耗掉一定的低碳經(jīng)濟的成本，所以，它屬于一把雙刃劍。

3. 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入方式

按照并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的運營模式、接入的電壓等級一級接入點的位置就可以來確定其系統(tǒng)的設(shè)計方案，一般會有以下兩種接入方式：第一，接入公共電網(wǎng)，這種接入方式適用在統(tǒng)購統(tǒng)銷的運營模式之下的并網(wǎng)光伏發(fā)電工程，其公共的連接點屬于公共電網(wǎng)的配電箱或者線路，而公共電網(wǎng)配電室與箱變低壓母線，使得并網(wǎng)點與產(chǎn)權(quán)的分界點處于同一點。這種接入方式計量比較簡單，而且維護、調(diào)度以及管理方面比較方便。第二，接入用戶電網(wǎng)，這種接入方式適用于合同能源的管理模式之下以及自發(fā)自用的模式之中，它的接入點是用戶的配電箱或者線路，而用戶配電室與箱變低壓母線，使得并網(wǎng)點與產(chǎn)權(quán)的分界點不處在同一個點上，這種接入方式需要將每棟樓的屋頂光伏電源作為一個單位，在進入到樓內(nèi)低壓用戶的配電箱之后，再將每棟樓內(nèi)的配電箱的低壓入口處作為一個并網(wǎng)點，并通過低壓的線路接入到周圍區(qū)域范圍之內(nèi)的公共電網(wǎng)中。

結(jié)語

如今，在電力行業(yè)的減排之路上，對于新能源的開發(fā)與利用起到了關(guān)鍵性作用，尤其是光伏發(fā)電，它有著資源豐富、清潔以及可再生等天然優(yōu)勢，在低碳化方面具備強大的潛力。與此同時，我國的光伏產(chǎn)業(yè)也在飛速的發(fā)展中，在這個大背景與前提下，對于并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的碳減排效益以及經(jīng)濟效益的重新分析與研究，對于我們實現(xiàn)低碳化的綜合效益有著極其重要的現(xiàn)實價值和指導(dǎo)建議。

基于我國對于節(jié)能減排以及低碳電力方面的發(fā)展要求，本文探究了并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的低碳化綜合效益。利用全壽命周期的低碳化效益的相關(guān)理念，從并網(wǎng)光伏發(fā)電的收益、成本以及系統(tǒng)網(wǎng)損的改善效益、備用容量成本等方面進行了分析與研究，探索了并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的二氧化碳排放量以及其減排的特點和其所形成的低碳經(jīng)濟效益，并且還提出了關(guān)于低碳的兩面性，其積極與消極方面的因素以及正負面的效應(yīng)概念，把低碳化的綜合效益劃分為并網(wǎng)光伏發(fā)電的成本、獲益、系統(tǒng)網(wǎng)損改善效益以及備用容量的成本這4個環(huán)節(jié)，這些對于中國的低碳經(jīng)濟的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實與指導(dǎo)意義，有利于促進可持續(xù)社會的不斷發(fā)展。

參考文獻

［1］羅鳳章，米肇豐，王成山.并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的低碳綜合效益分析模型［J］.電力系統(tǒng)自動化，2014（17）：23-24.

［2］蘇劍，周莉梅，李蕊.分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的成本/效益分析［J］.中國電機工程學(xué)報，2013（34）：86-88.

［3］艾欣，韓曉男，孫英云.大型光伏電站并網(wǎng)特性及其低碳運行與控制技術(shù)［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2013（1）：92-93.

［4］米肇豐.基于全壽命周期的并網(wǎng)光伏發(fā)電與風力發(fā)電低碳綜合效益評估［J］.電力系統(tǒng)及其自動化，天津大學(xué)，2014.

［5］柴文野.三相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法的研究［J］.電力電子與電力傳動，安徽理工大學(xué)，2012.

［6］王孝琳.光伏發(fā)電并網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望［J］.低碳世界，2015（28）：55-56.

中圖分類號：F426

文獻標識碼：A