分布式光伏发电并网的成本/效益分析

2018-08-03高莹

电气技术与经济 2018年3期

关键词：电量分布式用电

高莹

（国电南瑞科技股份有限公司深圳分公司）

0 引言

能源与社会的持续发展有着紧密联系。太阳能作为一种清洁能源，优势十分突出，但是，受到气候、地势等方面因素的影响，使其利用率降低，通过分布式光伏发电并网方案，可以有效解决太阳能分散、利用率低等一系列问题，从而使太阳能资源得到广泛运用与推广。

1 分布式光伏发电并网的优势

1.1 市场优势

通常情况下，太阳能转变成电能，必须要有完善光电设备才能完成，若不并网，分布式光伏发电会出现电力结余的现象，导致大量的电力资源浪费。像学校这类地方白天用电量并不高，剩余电量的转换就会浪费大量的资源，而一些大型工业园区用电量非常大，仅仅只依赖于光伏发电难以满足其发展需要，且成本投入大，而通过光伏发电并网的方式，就能发挥其市场优势，从而解决能源浪费的问题[1]。

1.2 成本优势

从某种程度来看，影响光伏式发电的因素有很多种，如建设初期阶段花费过多的成本，由于其维护管理工作不到位，后期建设中设备故障问题频繁发生，其使用寿命大大降低，增加不必要的成本投入。随着社会的发展进步，若能将分布式光伏发电并网，就能将其成本优势充分体现出来。

1.3 效益优势

将分布式光伏电网并网后其效益优势也十分明显，在其运行的过程中，所需费用由多名用户承担，减少了单位的支出成本，将光伏发电的运用优势充分发挥出来，既优化了我国的能源结构，还使我国目前的能源环境得到了有效调整[2]。

2 分布式光伏发电并网运营模式及并网设计方案分析

2.1 分布式光伏发电并网运营模式

（1）第三方主体运营模式

该种运营模式中投资人是第三方，作为投资人必须要承担光伏发电的所有运营成本。光伏发电的主要成本包含：建设成本、并网成本、维护管理成本等，完成发电后，电量会随着并网系统进入公共电网，由专门的供电单位解决用户供电问题。该种运营模式中，运营主体是供电单位，电网运行比较安全。另外，第三自主供电也是涵盖于第三方主体运营模式中的，光伏电源电能产生后，就能满足周围用户用电需求，在电量结余的条件下，通过并网系统至公共电网。关于用电定价应该按照市场规律，切莫随意哄抬价格，切实满足广大用户用电需求[3]。

（2）自发自用模式

该种模式主要是针对用户本身发电模式来说的，广大用户是光伏发电的投资主体，系统所发电量都是供用户使用，剩下的电量会由并网系统至公共电网。如果所发电量无法满足用户用电需求，则还要从并网系统中获取电量。该种发电模式，用户既是主要受益人，又是主体责任人，具有发电、用电、维护等各项权利与义务，在其享有用电权利的过程中，还需要积极履行自身维护、管理等各项责任义务。从目前的情况看，该种发电模式能够获取国家一定的补助，这也成为了光伏发电系统可以长久运营的重要因素。

2.2 分布式光伏发电并网设计方案

（1）接入公共电网的并网方案

关于分布式光伏发电并网运行，存在接入电压、接入点等的不同，通过对并网区域实际情况分析，设计具体的并网方案。从接入公共电网电压角度看，小型光伏电站的电压小于400V，该种发电运营方式，在第三方主体运营发电模式中比较适用。经过某公共接入点来配电，必须要通过各种配电设备才能进入用户家中，从而满足广大用户的用电需求。实际上，光伏发电并网点即第三方运营主体、供电单位产权分界点。在各种类型的光伏发电并网方案中，单点接入方式操作起来十分简单，可以实现对用电量的初步计算，且后期维护管理十分便利[4]。

（2）接入用户电网的并网方案

该种并网方式在向周围用户供电系统中比较适用。这种接入并网方式的责任人既可以是第三方又可以是广大用电户，经过用户配电箱、配电室等进行电能传输。在运用该种并网方案时，分界点发生了变化，不再是产权分界点，光伏发电的主要供电单元是单个电池板，电能通过用户配电箱及低压线路后完成开始并网。

3 分布式光伏发电并网的成本/效益分析

3.1 分布式光伏发电并网的成本分析

关于分布式电网的成本可以分成运营及建设成本两种，具体情况如下所示：

1）结合当地电网发展的具体情况，对太阳能资源现状进行分析，并安排专业人员做一系列调研活动，开展相关试验。

2）弄清具体的并网建设位置之后，工作人员还应该弄清区域规划的具体要求，并严格遵守规划要求，对建设区域的空间符合进行合理预测[5]。

3）按照试验分析的实际情况获取关于区域最大负荷量以及太阳能资源实际状况，将光伏发电与用电负荷间的关系图画出来（如下图所示），图中各序号分别代表的是：①表示的是光伏发电网的电量；②表示的是将光伏作为电源时，各用户实际用电量；③在公共配电网是电源的情况下，用户实际用电量。在弄清以上各环节内容之后，工作人员还应该根据该区域建设的规模、地形地势等各方面情况，将光伏发电机的容量确定下来。

图光伏发电出力与用电负荷间的关系图

4）按照各区域实际情况，制定多种并网发电方式，同时，还要对各建设方案的优势与不足进行全面分析，从而选择出最有效的并网方式，确保方案实施的可靠性。

5）将光伏发电具体地点确定下来后，还应该对该地区的实际情况即附近环境进行系统考察，并根据各种发电运营方式，将用户配电网具体的接入及改造方式确定下来。

6）对于不同的光伏发电运营方案，边界数据及具体计算条件会有所不同，因此，还要将电量价格、区域政策等各方面信息确定下来。值得注意的是，在对这一系列数据进行计算时，要仔细认真，并安排专业人员进行监督审查，将误差降到最小，以免因计算误差而在效益计算中出现偏差。

7）应该对各种运营方案中的光伏发电投资成本、运行设备维护管理成本等进行全面分析，当然，在此过程中，还应将设备损耗成本、停电成本等各项费用预算在内。可想而知，运营方案不同，其成本构成必然有很大的不同。

3.2 分布式光伏发电并网的效益分析

从目前的情况看，我国关于分布式并网建设体系还不健全，其实际操作环境相对封闭，无法从传统自产自用等束缚中冲破出来，尚未形成科学系统接入。但是，从充足的资金投入状况看，公共电网中接入的统一购销具有很强的科学性，将配电箱接入点进行反向供电维护十分方便，且计量形式较为简单方便。然而，自产自用一般在合同式的能源管理环境中运用的非常多，这种方案中接入点依然是配电箱，在计量单元中还设有产权分界点。这两种运行效益比较都有自身优势和不足[6]。随着社会的快速发展，政府部门对光伏并网发电越来越重视，加大了对其的成本补助，基于此，各区域依然将价格作为衡量的重要指标，这时统一购销方式明显优于自产自用。然而，对于那些对电量需求量很大的地区来说，政府所主导的成本条件并不会影响用户并网的需求，而自产自用反而拥有了主动权，可以对电力资源进行合理运用。