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國家電網(wǎng)對于分布式光伏發(fā)電應用采取鼓勵和合作的態(tài)度,允許光伏電站業(yè)主采用自發(fā)自用模式、自發(fā)自用余電上網(wǎng)或完全上網(wǎng)等三種結算模式。各地方電力公司在實(shí)際操作過(guò)程中,會(huì )遇到一些阻礙,這些問(wèn)題主要是由于光伏電站業(yè)主對于變電、配電系統的認識不足造成的。本文將針對以上三種并網(wǎng)形式在操作過(guò)程中遇到的一些實(shí)際問(wèn)題,就具體并網(wǎng)方案做一些闡述。
1、完全自發(fā)自用模式
這種模式一般應用于用戶(hù)側用電負荷較大、且用電負荷持續、一年中很少有停產(chǎn)或半停產(chǎn)發(fā)生的情況下,或者是,就算放假期間,用戶(hù)的用電維持負荷大小也足以消納光伏電站發(fā)出的絕大部分電力。
這類(lèi)系統,由于低壓側并網(wǎng),如果用戶(hù)用電無(wú)法消納,會(huì )通過(guò)變壓器反送到上一級電網(wǎng),而配電變壓器設計是不允許用于反送電能的(可以短時(shí)倒送電,比如調試時(shí),而長(cháng)期不允許),其最初潮流方向設計是固定的。所以需要安裝防逆流裝置來(lái)避免電力的反送。
針對一些用戶(hù)無(wú)法確保自身用電能夠持續消耗光伏電力,或者生產(chǎn)無(wú)法保證持續性的項目,建議不要采用此種并網(wǎng)方式。
單體500kW以下,并且用戶(hù)側有配電變壓器的光伏電站,建議采用這種模式,因為其升壓所需增加的投資占投資比例較大。
2、自發(fā)自用余電上網(wǎng)模式
對于大多數看好分布式發(fā)電的用戶(hù)來(lái)說(shuō),選擇自發(fā)自用余電上網(wǎng)是最理想的模式,這樣即可以拿到自發(fā)自用較高電價(jià),又可以在用不掉的情況下賣(mài)電給電網(wǎng)。但是實(shí)際操作過(guò)程中阻力頗多,原因是光伏從業(yè)者和地方電網(wǎng)公司人員信息的不對稱(chēng),互相缺乏對于對方專(zhuān)業(yè)知識的了解,這也是為什么該模式成為光伏電價(jià)政策和國網(wǎng)新政中最讓人難以理解的部分。
光伏發(fā)電在自發(fā)自用余電上網(wǎng)模式時(shí),用戶(hù)(或者稱(chēng)之為“投資商”)希望所發(fā)電量盡可能在企業(yè)內部消耗掉,實(shí)在用不掉的情況下,可以送入電網(wǎng),以不浪費掉這部分光伏電量。但電力公司最希望的是用戶(hù)簡(jiǎn)單選擇,要么自發(fā)自用,要么升壓上網(wǎng)。因為,自發(fā)自用余電上網(wǎng)對于地方電力公司來(lái)說(shuō),要增加一些工作量:區域配網(wǎng)容量計算(允許反向送電負荷)、增加管理的電源點(diǎn)(純自發(fā)自用可以降低標準來(lái)管理)、正反轉電表改造后的用戶(hù)用電計量繁瑣(需要通過(guò)電表1和電表2的數值換算得出用戶(hù)實(shí)際用電負荷曲線(xiàn)和用電量)、增加抄表工作量等。
當然,從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),電力公司無(wú)法獲得用戶(hù)自發(fā)自用電量的購售電差價(jià),對于地方電力公司是一個(gè)實(shí)際損失。既增加了工作量,又沒(méi)有實(shí)際利益,因此會(huì )設置各種理由讓投資商不選擇這種并網(wǎng)方案。但只要從技術(shù)上充分說(shuō)明這就是國家電網(wǎng)公司允許的余電上網(wǎng)方案,并且有一個(gè)合理的設計稿,當地電力公司就無(wú)法輕易拒絕投資商的申請。
很多光伏電站業(yè)主他們認為,只要在電表3處(400V側)并網(wǎng),光伏電力用戶(hù)消納不了的話(huà),可以直接通過(guò)配電變壓器反送至10kV側(或35kV)。但實(shí)際上這是不允許的,違背了配電網(wǎng)的潮流設計,可能會(huì )引起400V側的電壓、功率因素等異常,同時(shí)某些保護設備也有可能會(huì )因此失去作用。
其實(shí),對于分布式電站而言,采用升壓并網(wǎng)和低壓側并網(wǎng)的成本差異不會(huì )太大,因為低壓側并網(wǎng)需要選擇帶變壓器的逆變器(當然也可以選擇10-30KW組串逆變器);升壓上網(wǎng)時(shí)雖然增加了變壓器,但是可以選擇采用無(wú)隔離變壓器的逆變器,綜合成本兩者差不多。只是增加了綜合自動(dòng)化保護系統和地調傳輸的費用。不過(guò),同一廠(chǎng)區內,規模在MW級以上的電站,升壓并網(wǎng)會(huì )對電能質(zhì)量有一定保障,用戶(hù)不用承擔任何風(fēng)險。
當然,此并網(wǎng)形式不太適用于用戶(hù)進(jìn)戶(hù)母線(xiàn)為35kV以上的項目,這時(shí)候10kV或35kV完全是用戶(hù)廠(chǎng)內母線(xiàn),母線(xiàn)相連變電站是110kV或者220kV,則一般可以直接反送入網(wǎng)。因為此類(lèi)變電站在最初潮流設計時(shí),都是可以雙向運行的。
也不適用于400V(或以下)進(jìn)戶(hù)的小型用電戶(hù)(包括家庭和小商業(yè)),因為其400V母線(xiàn)是和其他用電單位合用的,反送電不直接跨越變壓器,而是在400V母線(xiàn)上消納(原理上可以借用)。當然,在400V母線(xiàn)上,光伏等分布式發(fā)電的總裝機容量會(huì )受到控制(此類(lèi)容量比例沒(méi)有固定的數值,根據當地400V環(huán)網(wǎng)內的負載情況確定,也可通過(guò)增加區域調控和儲能配套來(lái)增加分布式電源裝機容量)。
這種運營(yíng)模式最大的缺點(diǎn),是其收益模型不能固定,自發(fā)自用比例和余電上網(wǎng)比例始終在變化,電站融資、出售時(shí)評估價(jià)值會(huì )比實(shí)際產(chǎn)出有所打折,甚至資方因為擔心用電戶(hù)的未來(lái)經(jīng)營(yíng)狀況而無(wú)法獲得一個(gè)合理的資產(chǎn)價(jià)值。
3、完全上網(wǎng)賣(mài)電模式
在光伏發(fā)電大發(fā)展的近十年中,直接上網(wǎng)賣(mài)電一直是光伏應用的主流,因為其財務(wù)模型簡(jiǎn)單,并且相對可靠,而樂(lè )于被資本所親睞。
該并網(wǎng)形式不但適用于未來(lái)的分布式固定電價(jià)項目,選擇直接脫硫電價(jià)賣(mài)給電網(wǎng)也不失為一種好的選擇(當然要求該地區脫硫電價(jià)不低于0.4元)。這總比未來(lái)分布式電站的收益期要短一些。
而且,我們無(wú)法回避一件事情——光伏是資本推動(dòng)型產(chǎn)業(yè),屬于固定收益型長(cháng)效投資。在大多數企業(yè)追求發(fā)展的階段是不太可能去持有光伏電站的,哪怕是現在很多手上握著(zhù)一些光伏電站的業(yè)主。因此,光伏電站的轉讓市場(chǎng)未來(lái)是足夠大的一個(gè)蛋糕,為買(mǎi)賣(mài)雙方服務(wù)將成為炙手可熱的業(yè)務(wù),如保險服務(wù)、評估服務(wù)、檢測服務(wù)、運維服務(wù)、第三方擔保服務(wù)等。
最后,選擇哪一種方式作為光伏電站的并網(wǎng)模式,只能由投資者自己琢磨了。
個(gè)人投資型家庭家用電站
家用型光伏電站雖然不存在變壓器問(wèn)題,但原理上是類(lèi)似的。在并網(wǎng)結算時(shí),可以選擇第二種和第三種方式,目前應以第二種為主,因為要獲得除電網(wǎng)公司給予的脫硫電價(jià)以外,想得到政府額外固定電價(jià)的補貼(政府正在制定的四區域固定電價(jià)),必須去發(fā)改委等部門(mén)申請,而且目前沒(méi)有針對家庭電站的簡(jiǎn)化手續,時(shí)間比較漫長(cháng),花費精力也較大。
電力和電量概念
在行業(yè)內經(jīng)常會(huì )有人提及電力和電量的概念。其實(shí),這是兩個(gè)不同的概念,而且有時(shí)不是很規范,但為了減少誤解,特說(shuō)明一下:人們常說(shuō)的電力,一般是指瞬時(shí)負荷,也就是功率;不過(guò),建議最好采用負荷這一專(zhuān)業(yè)名詞。
通俗意義上的電量,是指通過(guò)瞬時(shí)值計算所得出累計量。純自發(fā)自用項目,需要關(guān)注的是用戶(hù)的用電負荷情況,也就是每天的用電負荷曲線(xiàn),特別要關(guān)心最小值出現的頻率和持續時(shí)間。自發(fā)自用余電上網(wǎng)項目,需要關(guān)注的是用戶(hù)的用電電量情況,要獲得每月的峰谷平尖分開(kāi)計量的電量并用于計算未來(lái)光伏發(fā)電后的自用電比例。