新能源分布式光伏发电的前景、问题及对策
陈露
广东电网有限责任公司惠州龙门供电局
引言
在全球气候变化和能源危机压力下,发展清洁能源是各国实现可持续发展的必然选择,太阳能开发利用受关注。分布式光伏发电是太阳能利用重要形式,有就地发电、就近消纳、安装灵活等优势,能减少输电损耗、提高能源利用效率,近年来在我国发展迅猛。截至 2024 年底,我国分布式光伏累计装机达 3.7 亿千瓦,占全部光伏装机的 42% ,发电量占比超四成,成为能源转型重要力量。但随着规模扩大,一些问题逐渐显现,制约其进一步发展。所以,深入研究新能源分布式光伏发电的前景、问题及对策具有重要现实意义。
一、新能源分布式光伏发电现状
(一)全球发展态势
近年来,全球分布式光伏发电发展迅猛。随着技术进步、成本下降,越来越多国家和地区将其纳入能源发展战略。欧洲是可再生能源发展先锋,德国、意大利等在分布式光伏领域成就显著。德国实施补贴政策和优惠措施,使分布式光伏装机容量增长、在能源结构中占比提高。在亚洲,日本和韩国积极推动分布式光伏发电,利用发达制造业优势提升光伏产业技术水平和生产能力。
(二) 我国发展现状
我国分布式光伏发电起步晚、发展快,呈规模化、多元化格局。在政策推动下,广泛应用于工商业屋顶、户用住宅、农业大棚等场景。截至 2024 年底,当年新增装机 1.2 亿千瓦,占当年新增光伏发电装机的 43% ,增长超预期,凸显其在我国能源结构中重要性提升。从区域分布看,我国分布式光伏发展地域差异明显,中东部因经济、用电负荷和屋顶资源优势,是主要集中区域;而西部虽光照好,但受电网设施和用电需求限制,发展滞后。不过,随着西部大开发和电网建设推进,西部潜力正逐步释放。技术上,我国光伏产业自主研发能力强、产业链优势明显,光伏组件、逆变器等核心设备技术提升、性能优化、成本下降,产品不仅满足国内需求,还大量出口,在全球占重要地位。同时,我国在并网技术、运维管理等方面经验丰富,为行业发展提供支撑。
二、新能源分布式光伏发电存在的问题
(一)电网安全问题
随着低压分布式光伏电站大量安装和前期无序并网,电网安全面临严峻挑战。光伏上网用户满发时,会导致配变、输配电线路及变电站主变重过载,降低电网设备运行效率和寿命,增加设备故障率和大面积停电概率。分布式光伏接入改变传统配电网单向潮流特性,使配电网故障电流分布变化,给继电保护装置正确动作带来困难。若继电保护装置不能及时准确动作,会扩大故障范围,影响电网安全稳定运行。
(二)电压质量问题
近年来,随着光伏发电普及,电网向有源配电网转变。光伏发电使配电线路及配变有功功率降低,且光伏出力受天气影响大,易造成台区中压电压越上限和电压波动等电压质量问题。光照充足时光伏出力大,电压可能升高;阴天或夜晚光伏出力骤减,电压可能下降。这种频繁电压波动严重影响电网安全运行,造成用户用电设备损坏、烧毁,降低供电质量。此外,电压质量问题还会影响电力系统功率因数,增加线路损耗,降低运行效率。
(三)成本效益问题
尽管近年来分布式光伏发电成本下降,但与传统能源比,仍无明显成本优势。一方面,光伏组件、逆变器等设备采购成本高,加上项目建设等费用,使初始投资大;另一方面,发电量受天气、光照影响大,发电不稳定,收益有不确定性。此外,随着规模扩大,电网为保障安全稳定运行需投入资金改造升级,部分成本转嫁到项目上,降低了经济效益。对于小型项目,特别是居民户用光伏电站,因投资规模小、收益低、回收周期长,影响投资者积极性。
(四)消纳困难问题
新能源发展与用电负荷增长不匹配,当发展规模超负荷需求,新能源尤其是分布式光伏发电无法就地就近消纳,电网安全运行压力增大。同时,分布式光伏发电特性与用电负荷特性有差异,发电高峰与用电高峰不一致,致电力供需时间不匹配。此外,缺乏有效分布式电力交易机制限制了光伏电力消纳。虽我国提出“隔墙售电”等交易模式,但实际操作中,电网输配电费及系统运行费用分摊、分布式光伏用户交叉补贴等问题未有效解决,影响分布式电力交易开展。
三、新能源分布式光伏发电发展的对策
(一)完善政策支持体系,优化发展环境
国家应进一步完善分布式光伏发电的政策法规体系,明确行业发展的规范和标准。在项目审批、备案等环节,简化流程,提高办事效率,为分布式光伏项目的建设提供便利。制定合理的补贴政策,根据不同地区的实际情况,实施差异化补贴,引导分布式光伏项目合理布局。加强对分布式光伏市场的监管,严厉打击违规行为,维护市场秩序。建立健全分布式光伏项目的质量检测和认证体系,确保项目的建设质量和运行安全。
(二)规范市场秩序,提高建设质量
加强分布式光伏发电市场监管,建立健全准入和退出机制,提高准入门槛,淘汰不符标准企业。加强光伏组件、逆变器等设备质量检测与认证,确保产品达标。同时,加强项目设计、施工、监理等环节管理,规范建设流程,提高建设质量。要求建设单位具备相应资质和经验,施工人员经专业培训并严格按设计和规范施工。建立质量追溯制度,追究质量问题项目相关责任。此外,加强项目后期运维管理,建立完善服务体系,定期巡检维护电站,及时解决问题,确保长期稳定运行。
(三)推动技术创新,降低成本提高效益
加大分布式光伏发电技术研发投入,鼓励企业与科研机构产学研合作,突破关键技术瓶颈,以提高发电效率、降低成本。在光伏组件技术上,推进高效光伏电池研发与产业化应用,提升组件转换效率;在储能技术方面,加快固态锂电池、钠离子电池等新型储能技术研发应用,推动商业化。同时,加强系统集成技术研究,提升系统智能化、数字化水平,利用智能化运维系统监测电站运行、解决故障,提高发电效率与经济效益。此外,探索与其他产业融合发展模式,推进农光互补、渔光互补、光伏 + 交通等模式,实现协同发展。
(四)加强电网建设与改造,提升并网消纳能力
加大电网建设投入,优化布局,提升智能化水平与承载能力。一方面,加快偏远、山区等新能源富集地区电网建设,加强与分布式光伏电源互联,提高外送能力;另一方面,在城市周边等用电负荷大的地区开展电网升级改造,增强对分布式光伏接入的适应性,如建设开发配置平台提供依据。同时,加强智能化建设,利用信息技术和控制手段,实时监测、调控分布式光伏发电,提高稳定性和可靠性。此外,建立协同调控机制,优化保护控制策略,应对间歇性和波动性问题。
四、结论
分布式光伏发电是新能源重要部分,全球能源转型背景下前景良好。我国分布式光伏发电因政策、技术和市场等优势,装机容量与发电量持续增长,成为能源结构绿色低碳转型关键力量。但快速发展面临电网安全、电压质量等问题,不解决会制约可持续发展。实施完善政策体系、规范市场、推动技术创新、加强电网建设改造等对策,可应对问题,营造发展环境,提升质量效益。未来,随着措施落地,分布式光伏发电将在保障能源安全等方面发挥更重要作用。同时,要持续关注行业动态,优化策略,推动其与经济社会协调发展,为全球能源转型贡献中国智慧和方案。
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