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光伏發電并網方案

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  國家電網對于分布式光伏發電應用采取鼓勵和合作的態度,允許光伏電站業主采用自發自用模式、自發自用余電上網或完全上網等三種結算模式。各地方電力公司在實際操作過程中,會遇到一些阻礙,這些問題主要是由于光伏電站業主對于變電、配電系統的認識不足造成的。本文將針對以上三種并網形式在操作過程中遇到的一些實際問題,就具體并網方案做一些闡述。
  1、完全自發自用模式
  這種模式一般應用于用戶側用電負荷較大、且用電負荷持續、一年中很少有停產或半停產發生的情況下,或者是,就算放假期間,用戶的用電維持負荷大小也足以消納光伏電站發出的絕大部分電力。
  這類系統,由于低壓側并網,如果用戶用電無法消納,會通過變壓器反送到上一級電網,而配電變壓器設計是不允許用于反送電能的(可以短時倒送電,比如調試時,而長期不允許),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避免電力的反送。
  針對一些用戶無法確保自身用電能夠持續消耗光伏電力,或者生產無法保證持續性的項目,建議不要采用此種并網方式。
  單體500kW以下,并且用戶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、自發自用余電上網模式
  對于大多數看好分布式發電的用戶來說,選擇自發自用余電上網是最理想的模式,這樣即可以拿到自發自用較高電價,又可以在用不掉的情況下賣電給電網。但是實際操作過程中阻力頗多,原因是光伏從業者和地方電網公司人員信息的不對稱,互相缺乏對于對方專業知識的了解,這也是為什么該模式成為光伏電價政策和國網新政中最讓人難以理解的部分。
  光伏發電在自發自用余電上網模式時,用戶(或者稱之為“投資商”)希望所發電量盡可能在企業內部消耗掉,實在用不掉的情況下,可以送入電網,以不浪費掉這部分光伏電量。但電力公司最希望的是用戶簡單選擇,要么自發自用,要么升壓上網。因為,自發自用余電上網對于地方電力公司來說,要增加一些工作量:區域配網容量計算(允許反向送電負荷)、增加管理的電源點(純自發自用可以降低標準來管理)、正反轉電表改造后的用戶用電計量繁瑣(需要通過電表1和電表2的數值換算得出用戶實際用電負荷曲線和用電量)、增加抄表工作量等。
  當然,從本質上來說,電力公司無法獲得用戶自發自用電量的購售電差價,對于地方電力公司是一個實際損失。既增加了工作量,又沒有實際利益,因此會設置各種理由讓投資商不選擇這種并網方案。但只要從技術上充分說明這就是國家電網公司允許的余電上網方案,并且有一個合理的設計稿,當地電力公司就無法輕易拒絕投資商的申請。
  很多光伏電站業主他們認為,只要在電表3處(400V側)并網,光伏電力用戶消納不了的話,可以直接通過配電變壓器反送至10kV側(或35kV)。但實際上這是不允許的,違背了配電網的潮流設計,可能會引起400V側的電壓、功率因素等異常,同時某些保護設備也有可能會因此失去作用。
  其實,對于分布式電站而言,采用升壓并網和低壓側并網的成本差異不會太大,因為低壓側并網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);升壓上網時雖然增加了變壓器,但是可以選擇采用無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化保護系統和地調傳輸的費用。不過,同一廠區內,規模在MW級以上的電站,升壓并網會對電能質量有一定保障,用戶不用承擔任何風險。
  當然,此并網形式不太適用于用戶進戶母線為35kV以上的項目,這時候10kV或35kV完全是用戶廠內母線,母線相連變電站是110kV或者220kV,則一般可以直接反送入網。因為此類變電站在最初潮流設計時,都是可以雙向運行的。
  也不適用于400V(或以下)進戶的小型用電戶(包括家庭和小商業),因為其400V母線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母線上消納(原理上可以借用)。當然,在400V母線上,光伏等分布式發電的總裝機容量會受到控制(此類容量比例沒有固定的數值,根據當地400V環網內的負載情況確定,也可通過增加區域調控和儲能配套來增加分布式電源裝機容量)。
  這種運營模式最大的缺點,是其收益模型不能固定,自發自用比例和余電上網比例始終在變化,電站融資、出售時評估價值會比實際產出有所打折,甚至資方因為擔心用電戶的未來經營狀況而無法獲得一個合理的資產價值。
  3、完全上網賣電模式
  在光伏發電大發展的近十年中,直接上網賣電一直是光伏應用的主流,因為其財務模型簡單,并且相對可靠,而樂于被資本所親睞。
  該并網形式不但適用于未來的分布式固定電價項目,選擇直接脫硫電價賣給電網也不失為一種好的選擇(當然要求該地區脫硫電價不低于0.4元)。這總比未來分布式電站的收益期要短一些。
  而且,我們無法回避一件事情——光伏是資本推動型產業,屬于固定收益型長效投資。在大多數企業追求發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一些光伏電站的業主。因此,光伏電站的轉讓市場未來是足夠大的一個蛋糕,為買賣雙方服務將成為炙手可熱的業務,如保險服務、評估服務、檢測服務、運維服務、第三方擔保服務等。
  最后,選擇哪一種方式作為光伏電站的并網模式,只能由投資者自己琢磨了。
  個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題,但原理上是類似的。在并網結算時,可以選擇第二種和第三種方式,目前應以第二種為主,因為要獲得除電網公司給予的脫硫電價以外,想得到政府額外固定電價的補貼(政府正在制定的四區域固定電價),必須去發改委等部門申請,而且目前沒有針對家庭電站的簡化手續,時間比較漫長,花費精力也較大。
  電力和電量概念
  在行業內經常會有人提及電力和電量的概念。其實,這是兩個不同的概念,而且有時不是很規范,但為了減少誤解,特說明一下:人們常說的電力,一般是指瞬時負荷,也就是功率;不過,建議最好采用負荷這一專業名詞。
  通俗意義上的電量,是指通過瞬時值計算所得出累計量。純自發自用項目,需要關注的是用戶的用電負荷情況,也就是每天的用電負荷曲線,特別要關心最小值出現的頻率和持續時間。自發自用余電上網項目,需要關注的是用戶的用電電量情況,要獲得每月的峰谷平尖分開計量的電量并用于計算未來光伏發電后的自用電比例。

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