基于碳中和目标的分布式光伏发电并网消纳控制研究

1 分布式光伏发电并网消纳控制的意义

1.1 提高能源利用效率

分布式光伏发电通常安装在靠近电力消费端的位置，如居民屋顶、商业建筑等。通过并网消纳控制，可以将所发电力及时输送到电网中，减少了电力在传输过程中的损耗。与传统的集中式发电相比，分布式发电能够更有效地利用太阳能资源，将其转化为电能并直接供应用户，避免了长距离输电带来的能量损失，从而提高了整体的能源利用效率。

1.2 增强电网稳定性

随着分布式光伏发电规模的不断扩大，大量的光伏电源接入电网。然而，光伏发电具有间歇性和波动性的特点，其输出功率会受到光照强度、天气等因素的影响。并网消纳控制技术可以对分布式光伏电源进行实时监测和调节，根据电网的需求和光伏发电的实际情况，合理控制光伏电源的输出功率。当光伏发电功率过剩时，将多余的电力储存起来或输送到其他地区；当光伏发电功率不足时，从电网中获取补充电力。这样可以有效地平滑光伏发电的波动，减少对电网的冲击，增强电网的稳定性和可靠性。

1.3 促进可再生能源发展

分布式光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，对于减少碳排放、应对气候变化具有重要意义。并网消纳控制为分布式光伏发电的大规模应用提供了技术支持，解决了其并网难题，使得更多的分布式光伏项目能够顺利接入电网并实现有效消纳。这不仅有助于提高可再生能源在能源结构中的占比，推动能源转型，还能带动相关产业的发展，创造更多的就业机会和经济效益，促进可再生能源产业的可持续发展。

1.4 降低用户用电成本

对于安装了分布式光伏发电系统的用户来说，通过并网消纳控制，他们可以将自己所发的多余电力卖给电网，获得一定的经济收益。同时，在光伏发电能够满足自身用电需求时，用户可以减少从电网购电的数量，从而降低用电成本。此外，随着分布式光伏发电技术的不断进步和成本的不断降低，未来用户在光伏发电系统的投资和运营成本也将进一步减少，使得分布式光伏发电成为一种更加经济实惠的用电选择，为用户带来实实在在的经济利益。

2 基于碳中和目标的分布式光伏发电并网消纳控制措施

2.1 优化并网接入策略

在碳中和目标的大背景下，分布式光伏发电的大规模接入对电网提出了新的挑战。为实现高效的并网消纳，优化并网接入策略至关重要。一方面，需要根据不同地区的电网结构和负荷特性，制定差异化的接入方案。例如，在负荷密集且电网容量较大的城市区域，可以适当提高分布式光伏的接入比例，并采用多点分散接入的方式，以降低局部电网的电压波动和功率不平衡问题。另一方面，对于偏远农村或海岛等电网薄弱地区，应优先考虑采用离网与并网相结合的混合供电模式，在保障当地用电需求的同时，减少对大电网的冲击。

2.2 智能调控技术应用

为实现碳中和这一重大战略目标，采用先进的智能调控技术已成为提升分布式光伏发电并网消纳能力的核心解决方案。具体而言，首先需要构建一套完善的分布式光伏电站实时监测系统，该系统能够精确采集包括发电功率、电压、电流、频率等在内的多项关键运行参数。依托这些实时数据，可以运用人工智能算法和机器学习技术对光伏电站进行精准的动态调控和优化管理。举例来说，在电网负荷处于低谷时段，系统能够智能识别并自动调节光伏电站的输出功率，有效避免因过量电能注入电网而引发的电压波动问题；相反，在用电高峰期，系统则会最大化释放光伏电站的发电潜能，为电网提供有力的电能补充。更进一步，通过将智能调控系统与储能装置进行协同整合，可以实现对电能的智能化存储和按需释放，这不仅显著提升了电网运行的稳定性，还能大幅增强电网对分布式光伏发电的接纳和消纳能力。这种智能化的调控方式既保证了电网的安全稳定运行，又充分挖掘了可再生能源的利用潜力，为实现碳中和目标提供了强有力的技术支撑。

2.3 需求侧响应机制建立

为实现碳中和目标，建立完善的需求侧响应机制至关重要，这一机制能够有效引导电力用户科学合理地调整用电行为，从而显著提升分布式光伏发电的就地消纳能力。具体而言，可以通过实施差异化的电价激励政策，在光伏发电的高峰时段适当降低电价水平，以此激励各类用户主动调整用电计划。比如，针对工业用户，可以在光伏大发时段提供优惠电价，促使其将部分生产任务调整至该时段；对于居民用户，则可通过低谷电价引导其在光伏发电高峰期使用洗衣机、空调等大功率电器。与此同时，应当大力推广智能家电和智能家居系统的应用普及，借助物联网技术实现用电设备的远程监控和智能调度。通过这些智能化手段，用户可以基于光伏发电的实时出力情况，自动优化家用电器的运行模式，实现用电需求与发电供给的动态平衡。更进一步，还可以积极发展分布式能源用户侧微网系统，将分布式光伏发电装置、储能电池和用户负荷进行系统集成，构建一个具备一定自主运行能力的微型供电网络。这种微网系统不仅能够显著提升能源利用效率，还能增强供电可靠性，为碳中和目标的实现提供有力支撑。

2.4 电网与电源协同规划

为实现 " 双碳 " 战略目标，推动能源结构绿色低碳转型，必须高度重视分布式光伏发电的高效并网与消纳问题。这需要建立电网与电源协同发展的系统性规划机制。在电网规划层面，应当基于区域资源禀赋和负荷特性，科学预测分布式光伏的中长期发展规模与空间分布，将光伏接入需求纳入电网建设的顶层设计。具体而言，需要重点加强 110 千伏及以下配电网的智能化改造，优化网架结构，提升线路输送能力；同时合理布局35 千伏及以上变电站，增加变电容量储备，为分布式光伏的大规模接入提供坚实的电网支撑。在电源规划方面，要建立分布式光伏项目开发与电网建设的联动机制，根据电网接纳能力，科学确定各区域光伏电站的建设时序和装机规模，优先在电网条件优越、负荷需求旺盛的区域布局光伏项目。通过建立电网与电源的协同规划体系，可以实现电力资源在时空维度上的优化配置，显著提升电力系统的运行效率、供电可靠性和新能源消纳水平，为构建新型电力系统奠定坚实基础。

3 结语

基于碳中和目标的分布式光伏发电并网消纳控制研究，是技术探索，更是能源转型与可持续发展重要路径。深入分析其意义、措施等，可见其在提高能源利用效率、增强电网稳定性、促进可再生能源发展、降低用户用电成本方面有多重价值。未来，随智能调控技术进步、需求侧响应机制完善、电网与电源协同规划推进，分布式光伏发电将在实现碳中和目标中发挥更重要作用。同时，政策支持、技术创新与市场机制协同发力，将为分布式光伏广泛应用提供更大空间，助力构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系。

参考文献：

[1] 曹辉 . 分布式光伏发电并网管理策略分析 [J]. 集成电路应用，2025，42（05）：336-337.

[2] 刘成，王焕忠，温纪营，冼钟业，邓奕星 . 基于碳中和目标的分布式光伏发电并网消纳控制研究[J]. 工业加热，2023，52（01）：49-53.