我国分布式光伏发电的现状与展望

代仲

【摘要】：太阳能资源是当今发电系统中重要的无污染清洁能源，光能资源的利用不仅可以解决当前电力短缺的问题，同时可以从环境上改善民生，促进电力技术的发展和应用。分布式光伏发电是一种新兴的、具有广阔发展前景的技术，具有输出功率较小、绿色环保等特点。该技术采取就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则，利用光伏组件将太阳能直接转化为电能，既能缓解局部用电紧张状况，又能解决长距离输电的损耗问题。

【关键词】：分布式；光伏发电；现状与展望

1、导言

中国目前的光伏市场仍是以集中式为主，到2014年分布式光伏电站仅占总累计光伏电站的17.62%。考虑到中国适合于集中发电的土地资源区域与用电地区的分布十分不均匀，因此分布式发电更适合于所发电力的消纳。文章介绍了分布式光伏并网发电系统的主要构成、基本原理和关键技术以及对电网的影响、发展前景等内容，旨在对分布式并网发电技术的发展提供理论支撑。

2、分布式光伏并网发电系统的主要构成

2.1太阳能电池组件

太阳能电池组件是分布式光伏发电系统的核心部件之一，目前应用最广泛的太阳能电池组件是结晶硅组件，用钢化玻璃、EVA及TPT热压密封而成，并加装铝合金边框，具有抗风、抗冰雹、便于安装等特点。太阳能电池通常由高纯硅材料制成，是一种半导体PN结器件。按照发电效率由高至低的顺序分为非晶硅薄膜太阳能电池、多晶硅电池、单晶硅电池和薄膜复合晶硅电池。其作用是将太阳能转化为电能，存储到蓄电池或推动负载工作。

2.2 光伏并网逆变器

光伏并网逆变器是一种将直流电转换为交流电的电子器件，具备自动稳频和稳压的功能，能够确保光伏并网发电系统的供电质量。主要作用是将太阳能电池组件产生的直流电（12V、24V、48V）逆变成交流电，然后送入公共电网。主要性能指标是平均故障修复时间（MTTR）、故障率、可靠度、平均故障间隔时间（MTBF）。光伏并网逆变器分为电流源电流控制、电压源电压控制、电流源电压控制、电压源电流控制四种。为确保光伏并网发电系统具备良好的动态响应，光伏并网逆变器应选择电压源进行输入。如采用电压控制方式进行输出，需要使用锁相控制技术实现与电网同步的目的，但锁相回路响应时间较长，很难对并网逆变器输出电压值进行准确控制，易造成噪声环流现象，因此建议采用电流控制方式作为光伏并网逆变器的输出方式。为提高并网电流质量，光伏并网逆变器电流输出侧需使用合适的滤波器。同时为确保公共电网的安全，并网逆变器还要考虑三相电压、电流不平稳、欠压、防雷接地保护、短路保护、防孤岛效应等保护措施。

2.3蓄电池

其作用是在有光照时储存太阳能电池板的电能，供负载使用。蓄电池一般使用免维护铅酸电池，也可使用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。主要性能指标包括额定容量、低温放电和充电性能、充电效率以及深放电后的恢复性能、使用寿命等。

2.4 充电控制器

蓄电池因日照影响频繁充放电会出现过充电和过放电现象，缩短使用寿命。充电控制器能为蓄电池提供稳定的充电电流和电压，起到过充电（放电）保护的作用。

2.5 监测系统

监测系统由数据采集系统、数据传输系统和数据中心组成。其中，数据采集系统包括环境监测、电参数监测等设备，主要功能是从电压传感器、电流传感器、智能传感器、温度传感器等被测单元中采集数据，送至上位机进行分析处理；数据传输系统主要用于电站数据监测系统中监测装置与数据采集装置之间、数据采集装置与数据中心之间的数据传输；数据中心是指集中多个光伏电站数据的环境，将传感器采集的信息在数据中心进行处理和显示。

3、分布式光伏发电的模式创新与应用潜力

由于我国的产业化基础和人口高密度区域都在东部地区，但是东部地区的土地资源非常紧张，因此采用就地消纳的分布式光伏发电具有巨大的潜力。在解决了政策层面的障碍之后，将会极大地激发分布式光伏电站的热潮。

在东部地区已经出现了多种分布式光伏发电运维模式，例如秀洲模式、林洋模式、爱康模式等。在分布式电站的交易方面也出现了多种模式，包括：自发自用余电上网、合同能源管理、全额上网等等。

在应用领域方面，创新性地出现了各种新型的应用方式，包括：屋顶电站、农光互补、渔光互补、工业厂房电站、商业楼宇电站、户用发电系统、移动光伏电源等等。

分布式光伏发电的融资非常重要，因为西部集中式的大型电站通常是一些大型国企利用雄厚的资金和优质的资产信用作担保，很容易得到低息贷款。但是分布式光伏发电的规模小，承建企业和用户的融资能力都有很大的难度。因此，如何得到有利的低息贷款，成为非常重要的环节。已经出现了多种融资模式，包括：银行贷款、股权融资、资产证券化、众酬模式。在资产证券化方面又出现了众多的子模式，包括：电价收益权转让模式、融资平台公司增信模式、BOT模式、融资租赁模式等。特别是近年来出现的如SPI公司的网上众酬模式，启迪了分布式光伏电站融资模式的新思维。

随着应用领域的增多，政策措施的落实到位，融资方式的便利化，分布式发电系统必将具有非常巨大的发展潜力。

结论

综上所述，太阳能资源具有分散、能量密度低的特点，因此光伏发电本身就具有分布式发电的天然优势。由于我国荒地资源和用电负荷的分布极度不平衡，分布式光伏发电不仅是大规模光伏应用的最好形式，也是解决我国电力产销不平衡的抓手。分布式光伏发电的并网是否得到足够快的推广，不仅与当前典型设计有关，更应与设计的思路变更（充分利用现有电网资源）、设计的市场推广应用有关，优秀的设计理念可以提升设计成品的实践化、遍布化。

【参考文献】：

[1] 陈赟.风力发电和光伏发电并网问题研究[D].上海交通大学，2009.

[2] 张燕妮.浅谈光伏发电的方案设计[J].东北电力技术，2014，（2）.

[3] 王培波.光伏发电系统电压稳定控制技术的研究[D].华北大学，2008.