國(guó)網(wǎng)浙江諸暨供電有限公司 陳 挺 王一汀 呂志能

1 引言

人類(lèi)社會(huì)在整個(gè)歷史長(zhǎng)河當(dāng)中，能源發(fā)揮著極為重要的推動(dòng)作用，無(wú)論是人們?nèi)粘Ｉ?，還是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，能源都必不可少。由于近年經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源消耗水平也隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升而呈現(xiàn)出正上升趨勢(shì)，一些不可再生能源逐漸出現(xiàn)了開(kāi)采殆盡的狀況，同時(shí)還帶來(lái)了大量的環(huán)境問(wèn)題，人們開(kāi)始加強(qiáng)了對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的利用。在這樣的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況下，世界上不同國(guó)家紛紛開(kāi)始尋找新的經(jīng)濟(jì)進(jìn)步和能源探索方向，并且開(kāi)始尋找不同以往的能源供應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

不同于潮汐能與核能，太陽(yáng)能有著很多更加明顯的優(yōu)勢(shì)，不僅本身產(chǎn)出量非常巨大，而且副作用產(chǎn)生概率極低，一般建設(shè)所需要的開(kāi)發(fā)周期也極其短。因而，各國(guó)紛紛加強(qiáng)了對(duì)太陽(yáng)能的利用，分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)便屬于太陽(yáng)能的主要利用形式之一，它可以將巨量產(chǎn)出的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為我們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)不可或缺的電力能源。隨著大規(guī)?？萍技夹g(shù)的更新迭代，分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用也變得更加完善，基礎(chǔ)的發(fā)電模式也擁有了更加健全的體系，不僅可以為人們帶來(lái)較多的電力資源，還為不同行業(yè)的能源利用夯實(shí)能源基礎(chǔ)，形成全新的能源利用方向。

2 存在問(wèn)題

分布式光伏作為清潔能源的重要組成部分，是公司發(fā)展綜合能源業(yè)務(wù)必不可少的一環(huán)，但是根據(jù)公司光伏業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀及營(yíng)配貫通系統(tǒng)現(xiàn)行實(shí)際使用情況，還是存在目前各級(jí)文件指導(dǎo)意見(jiàn)相對(duì)模糊，光伏接入標(biāo)準(zhǔn)制度不統(tǒng)一，營(yíng)配貫通系統(tǒng)功能不足，光伏效益模型不精確等問(wèn)題。

3 解決方案

在緊緊抓住“建設(shè)具有卓著競(jìng)爭(zhēng)力的世界一流現(xiàn)代能源企業(yè)”的戰(zhàn)略目標(biāo)引領(lǐng)之下，緊緊抓住新一輪能源技術(shù)革新、通訊信息技術(shù)變革和各產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的新機(jī)遇，踐行“三型兩網(wǎng)、世界一流”戰(zhàn)略性目標(biāo)，堅(jiān)持以電能為主要核心、多能互相接濟(jì)，以推進(jìn)能源互聯(lián)互通、智慧用能為主要發(fā)展方向，構(gòu)建合作、共贏、開(kāi)放的能源服務(wù)新平臺(tái)，將公司建設(shè)成為綜合能源服務(wù)領(lǐng)域示范引領(lǐng)者、重要推動(dòng)者、深度參與者和主要踐行者。同時(shí)，分布式光伏是清潔能源的重要組成環(huán)節(jié)，是公司發(fā)展綜合能源業(yè)務(wù)必不可少的主要抓手。

根據(jù)當(dāng)前光伏業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀及營(yíng)配貫通系統(tǒng)現(xiàn)行使用情況，本次課題主要研究方向有以下幾個(gè)方向：其一是需要挖掘光伏業(yè)務(wù)潛在市場(chǎng)的需求，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析判斷區(qū)域電網(wǎng)光伏項(xiàng)目的熱力分布情況、臺(tái)區(qū)線損情況、地區(qū)用電負(fù)荷情況及地區(qū)用電量情況等客觀數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)掌握挖掘區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)光伏的剩余容量接入。其二是建立光伏效益投資模型，通過(guò)區(qū)域電網(wǎng)之中區(qū)域企業(yè)發(fā)電量平均消納水平信息、典型光伏組件設(shè)備型號(hào)信息及發(fā)電效率信息、常規(guī)光照強(qiáng)度信息及企業(yè)屋頂安裝面積信息等參數(shù)建立光伏效益投資模型。其三是開(kāi)拓綜合能源市場(chǎng)新業(yè)態(tài)：利用營(yíng)配貫通系統(tǒng)數(shù)據(jù)及地區(qū)光伏效益投資模型，通過(guò)模型篩選區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)光伏用戶，通過(guò)光伏效益投資模型測(cè)算利潤(rùn)最大化投資模式，依托電網(wǎng)信息化科技技術(shù)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中搶占先機(jī)，與優(yōu)質(zhì)客戶提前達(dá)成合作協(xié)議，拓展公司綜合能源業(yè)務(wù)新模式。分布式光伏的重要性已經(jīng)廣為人知，電力行業(yè)實(shí)踐研究表明如何通過(guò)大數(shù)據(jù)分析區(qū)域電網(wǎng)光伏項(xiàng)目，通過(guò)挖掘區(qū)域電網(wǎng)光伏剩余接入容量測(cè)算研究，光伏投資效益測(cè)算研究，光伏經(jīng)濟(jì)效益研究，是解決分布式光伏營(yíng)配貫通問(wèn)題的主要研究方向。

3.1 區(qū)域電網(wǎng)光伏剩余接入容量測(cè)算研究

研究全市不同地區(qū)光伏接入現(xiàn)狀及承載情況，結(jié)合區(qū)域電網(wǎng)現(xiàn)狀，根據(jù)營(yíng)配貫通數(shù)據(jù)，測(cè)算區(qū)域電網(wǎng)光伏接入余量。為分析諸暨分布式光伏的實(shí)際承載力，基于《分布式電源接入電網(wǎng)承載力評(píng)估導(dǎo)則》和分布式光伏測(cè)算的邊界條件，對(duì)市內(nèi)分布式光伏承載力進(jìn)行了測(cè)算研究。

電網(wǎng)的分布式光伏接入承載容量評(píng)估主要以電網(wǎng)安全運(yùn)行邊界數(shù)據(jù)信息、分布式光伏并網(wǎng)性能數(shù)據(jù)信息、電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)信息、分布式光伏并網(wǎng)數(shù)據(jù)信息等為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)開(kāi)展評(píng)估，并充分考慮建設(shè)當(dāng)中和已經(jīng)批復(fù)的電源電網(wǎng)項(xiàng)目。評(píng)估數(shù)據(jù)應(yīng)來(lái)源于電網(wǎng)和電源的建設(shè)規(guī)劃數(shù)據(jù)、電網(wǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、運(yùn)行設(shè)備參數(shù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并充分考慮實(shí)際地理位置、電網(wǎng)架構(gòu)、負(fù)荷水平、負(fù)荷類(lèi)型、時(shí)間尺度、運(yùn)行方式等因素。其中電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)包括電網(wǎng)一次接線圖、電網(wǎng)等值阻抗圖、各級(jí)母線短路容量表。設(shè)備信息數(shù)據(jù)包括電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)，運(yùn)行限值數(shù)據(jù)等。電源特性數(shù)據(jù)主要含有電源名稱(chēng)信息、發(fā)電機(jī)組額定功率信息、視在功率信息、機(jī)組臺(tái)數(shù)信息、理論發(fā)電量信息、機(jī)組裝機(jī)容量信息、機(jī)組類(lèi)型信息（同步電機(jī)、異步電機(jī)或變流器）、機(jī)組功率因數(shù)信息調(diào)節(jié)范圍等。運(yùn)行信息數(shù)據(jù)主要包括運(yùn)行方式數(shù)據(jù)，主要是電源和電網(wǎng)正常運(yùn)行方式方面數(shù)據(jù)；電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)主要是斷面潮流、電網(wǎng)負(fù)荷、母線電壓、評(píng)估周期內(nèi)各電源出力等歷史數(shù)據(jù)；電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)間諧波電壓、諧波電流含有率實(shí)測(cè)信息值。

研究通過(guò)分析分布式光伏承載力的影響因素，具體包括電能質(zhì)量問(wèn)題、電壓水平和控制能力、電源裝機(jī)構(gòu)成情況、用電負(fù)荷水平及總體運(yùn)行特性、電力電量平衡能力和全市光伏發(fā)電消納能力。分布式光伏接入電網(wǎng)的承載力評(píng)估應(yīng)以電網(wǎng)安全運(yùn)行邊界數(shù)據(jù)、分布式光伏并網(wǎng)性能數(shù)據(jù)、電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)、分布式光伏并網(wǎng)數(shù)據(jù)、等為基礎(chǔ)開(kāi)展評(píng)估，并充分考慮在建及已批復(fù)電源和電網(wǎng)項(xiàng)目。

在電源情況、實(shí)際負(fù)荷情況和電網(wǎng)網(wǎng)架情況等承載力測(cè)算邊界條件的具體約束下，根據(jù)反向負(fù)載率的定義可計(jì)算得到各電壓等級(jí)的分布式電源的倒送情況，并計(jì)算得到區(qū)域內(nèi)獨(dú)立可裝容量Pm，再對(duì)擬接入分布式電源的電壓偏差電網(wǎng)進(jìn)行短路電流和諧波校核，最終確定區(qū)域可新接納分布式光伏實(shí)際容量。

測(cè)算方法：

（1）反向負(fù)載率λ 計(jì)算

反向負(fù)載率λ 應(yīng)按以下公式計(jì)算：

（2）獨(dú)立可裝容量Pm 計(jì)算

評(píng)估區(qū)域內(nèi)可新增分布式電源容量Pm 應(yīng)按以下公式計(jì)算：

Kr 是設(shè)備運(yùn)行裕度系數(shù)，一般取0.8。

3.2 光伏投資效益測(cè)算研究

從影響光伏收益多方面因素進(jìn)行調(diào)研，分析影響光伏收益主要因素，構(gòu)建光伏投資效益模型，選取典型案例進(jìn)行光伏效益評(píng)估。影響光伏投資效益因素可以分為幾大部分：工程造價(jià)、運(yùn)維費(fèi)用、發(fā)電情況及消納情況四大板塊。

通過(guò)多方市場(chǎng)調(diào)研進(jìn)行光伏工程造價(jià)研究，光伏發(fā)電設(shè)備一般分為低壓并網(wǎng)與高壓并網(wǎng)兩種并網(wǎng)方式，不同并網(wǎng)方式，成本投入也大為不同。相同的安裝規(guī)模下，高壓光伏并網(wǎng)模式所需要的費(fèi)用遠(yuǎn)大于低壓光伏并網(wǎng)模式。

常規(guī)運(yùn)維模式主要為以月為單位，清洗表面塵埃，檢查發(fā)電設(shè)備是否故障，人工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡視，定期對(duì)屋頂光伏發(fā)電設(shè)備進(jìn)行清水沖刷。

數(shù)據(jù)監(jiān)控運(yùn)維模式主要通過(guò)搭建數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏設(shè)備發(fā)電效率，進(jìn)行線上發(fā)電數(shù)據(jù)監(jiān)控和分析。通過(guò)對(duì)異常發(fā)電數(shù)據(jù)的分析監(jiān)測(cè)，及時(shí)派遣檢修隊(duì)伍前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)備修復(fù)，保證發(fā)電有效性和連續(xù)性。

3.2.1 通過(guò)發(fā)電情況研究

根據(jù)中國(guó)氣象局風(fēng)能太陽(yáng)能評(píng)估中心推薦的國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能資源地區(qū)分類(lèi)辦法，我國(guó)太陽(yáng)能資源共分5類(lèi)，見(jiàn)表1。

表1 我國(guó)太陽(yáng)能資源

以華東某市為例，該市位于北緯29°43′，東經(jīng)120°14′，太陽(yáng)能年輻射量在4000-5000MJ/（m2/年）之間，年平均日照2017.0小時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)光照下年平均日照時(shí)間在3-3.8小時(shí)左右，屬于四類(lèi)地區(qū)，太陽(yáng)能資源條件一般。從太陽(yáng)能光伏發(fā)電整體效率效益來(lái)說(shuō)，適宜大力發(fā)展分布式光伏發(fā)電，少數(shù)有條件地區(qū)可依據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源情況利用農(nóng)業(yè)大棚及魚(yú)塘有序發(fā)展建設(shè)集中式光伏電站。

3.2.2 通過(guò)消納情況研究

根據(jù)營(yíng)配系統(tǒng)用戶負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，常規(guī)企業(yè)生產(chǎn)高峰時(shí)間一般為早上8點(diǎn)至晚上22點(diǎn)，之后生產(chǎn)效率、負(fù)荷開(kāi)始逐漸下降，與電網(wǎng)企業(yè)峰谷電設(shè)定正好吻合。

根據(jù)營(yíng)配系統(tǒng)發(fā)電客戶負(fù)荷曲線進(jìn)行分析，光伏設(shè)備發(fā)電有效時(shí)間一般為早上7點(diǎn)至下午16點(diǎn)，發(fā)電曲線基本與用電曲線重合，正常生產(chǎn)企業(yè)基本可以消納日常光伏發(fā)電量,消納比例可以達(dá)到95%。

3.2.3 通過(guò)本地接入現(xiàn)狀研究

由于近年來(lái)國(guó)家對(duì)光伏行業(yè)進(jìn)行激勵(lì)性補(bǔ)貼政策，大量光伏項(xiàng)目如雨后春筍般冒出，大力搶占地區(qū)大型企業(yè)屋頂，建設(shè)分布式光伏電站。由于先前的招商引資政策，大量大型企業(yè)坐落在經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，由于這部分大型企業(yè)的大規(guī)模光伏接入，導(dǎo)致惠民變變電站短路電流大幅度增加，按照《110千伏變電所設(shè)計(jì)原則》10千伏電壓等級(jí)短路電流宜控制在16千安以下的設(shè)計(jì)規(guī)范，惠民變變電站已經(jīng)超過(guò)16千安這一實(shí)際閥值，為確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，公司對(duì)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)惠民變所轄用戶光伏接入工作進(jìn)行限制。

由于地區(qū)已有多數(shù)變電站短路電流到達(dá)實(shí)際閥值，剩余有極多變電站短路電流也在不斷持續(xù)增長(zhǎng)中。因此，如何以將有限的剩余接入容量發(fā)揮出最大的經(jīng)濟(jì)收益，篩選出潛在優(yōu)異客戶，配置效益最大化發(fā)電建設(shè)方案為當(dāng)前工作的當(dāng)務(wù)之急。

3.3 光伏經(jīng)濟(jì)效益研究

3.3.1 全壽命周期成本分析

分布式光伏的全壽命周期成本主要包括運(yùn)維成本、建設(shè)成本等費(fèi)用。

（1）運(yùn)維成本。運(yùn)維成本是指分布式光伏系統(tǒng)建成之后的運(yùn)行、維護(hù)和管理費(fèi)用，貫穿整個(gè)系統(tǒng)周期。光伏電站運(yùn)行維護(hù)主要包括日常、集中和應(yīng)急維護(hù)，全年總運(yùn)行維護(hù)成本C0&M 可以表示為C0&M=（1+Kop）×KO&M×Ccap。

（2）投資成本。分布式光伏系統(tǒng)的投資成本包括建設(shè)購(gòu)置光伏組件、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、并網(wǎng)設(shè)施、監(jiān)控設(shè)施等所需要的成本，可以表示為Ccap=Cp×P。

3.3.2 全壽命周期效益研究

分布式光伏全壽命周期內(nèi)可能獲得的經(jīng)濟(jì)收益包括：發(fā)電量補(bǔ)貼、全額上網(wǎng)收益、節(jié)省的購(gòu)電費(fèi)用和余量上網(wǎng)收益等。

4 結(jié)語(yǔ)

目前各級(jí)文件對(duì)光伏接入容量、接入方式、接入電壓等級(jí)、并網(wǎng)點(diǎn)配置等相關(guān)指導(dǎo)意見(jiàn)較為模糊，全省各基層單位在相對(duì)模糊的指導(dǎo)文件下，業(yè)務(wù)執(zhí)行度各有不同。因此聯(lián)合各部門(mén)制定一個(gè)統(tǒng)一的光伏接入標(biāo)準(zhǔn)制度，明確各電壓等級(jí)光伏接入容量，明確光伏接入方式以及相關(guān)并網(wǎng)點(diǎn)的配置工作，加強(qiáng)光伏安裝單位資質(zhì)審查制度，制定準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)制度，規(guī)范光伏業(yè)務(wù)開(kāi)展。當(dāng)前正在使用的營(yíng)配貫通系統(tǒng)相關(guān)模塊功能比較單一，缺乏相關(guān)應(yīng)用類(lèi)數(shù)據(jù)。

根據(jù)光伏效益模型所需參數(shù)信息，制定相關(guān)數(shù)據(jù)、功能需求，加強(qiáng)營(yíng)配貫通系統(tǒng)在用戶數(shù)據(jù)分析、光伏效益測(cè)算功能，進(jìn)一步推動(dòng)營(yíng)配貫通相關(guān)功能研發(fā)工作當(dāng)前使用的光伏效益模型相關(guān)數(shù)據(jù)在精確性、合理性方面還存在許多不足，后續(xù)還存在極大的提升空間。外部數(shù)據(jù)更加完善光照強(qiáng)度、光照時(shí)長(zhǎng)等發(fā)電數(shù)據(jù)在不同對(duì)象存在著差異，更加精確化分區(qū)分域的進(jìn)行甄別，需要增加光伏效益模型測(cè)算準(zhǔn)確性，結(jié)合實(shí)際測(cè)算模型精確度，打造完善合理的效益模型。