中國儲能網訊:進入“十四五”時期后,新能源迎來了全速發(fā)展的新周期,光伏電站的投資進入了白熱化階段。分布式光伏也已成為支撐我國大力發(fā)展光伏產業(yè),落實“雙碳”目標的重要力量。
據國家能源局數據顯示,2023年前三季度,我國光伏新增裝機128.93吉瓦,集中式光伏新增裝機61.794吉瓦,分布式光伏新增裝機67.141吉瓦,分布式光伏新增裝機超過了集中式光伏裝機。
激增的分布式光伏裝機量帶來一系列問題和挑戰(zhàn)。部分地區(qū)分布式光伏規(guī)模的快速增加,對電力平衡和電力市場價格帶來了較大的影響,接網消納、安全運營、投資收益等方面的問題也逐漸顯現。
并網掣肘 多措并舉度危機
分布式光伏通常是利用分散式資源,采用光伏組件將太陽能直接轉換為電能,是具有裝機規(guī)模較小、布置在用戶附近等特點的一種發(fā)電系統(tǒng),應用最為廣泛的是建在城市建筑物屋頂的光伏發(fā)電項目。它一般接入低于35千伏或更低電壓等級的公共電網,與公共電網一起為附近的用戶供電。如果沒有公共電網支撐,分布式光伏系統(tǒng)就無法保證用戶的用電可靠性和用電質量。
目前,我國光伏發(fā)電裝機和并網處于爆發(fā)式增長階段,分布式光伏高比例接入配電網引起的電壓越限等問題,嚴重限制了配電網接納光伏的能力,使得電網消納能力嚴重告急,已有多地發(fā)布了分布式光伏接網預警。
為了應對日益嚴峻的分布式光伏并網消納等問題,多地陸續(xù)出臺暫?;驎壕彿植际焦夥鼈浒覆⒕W、參與調峰、分布式配置儲能等措施來減緩這一沖擊。在接網容量報警、可開放容量不足的情況下,分布式光伏配儲似乎成了一根救命稻草。
面對分布式光伏接入難題,電網企業(yè)應加強配電網升級改造,提升配電容量;各市場開發(fā)主體、研究機構可以參考分布式光伏接入電網承載力提升措施評估試點的工作內容,配合電網企業(yè)加強分布式智能電網建設,有效提高配電網接入分布式光伏的能力;對超過電網企業(yè)保障性并網規(guī)模以外的新增裝機,可配建或購買儲能和調峰能力。
除了進行配電網改造外,擴大消納范圍是最快的解決方案。通過提高電壓等級,將現有380伏電壓等級消納擴大到10千伏的電壓等級范圍;還可以把所有戶用光伏發(fā)的電匯集起來,自行建設集電線路,為集中匯流單獨建設升壓變壓器,把它當成一個真正的工商業(yè)分布式電站。同時探索“集中匯流+儲能”的方案,即將一個區(qū)域戶用光伏升壓到10千伏電壓等級消納,并在臺區(qū)配置共享儲能,這將在一定程度上解決低壓端承載力不足的問題。隨著光伏組件價格的下降,也完全可以抵消這種方式造成成本的增加。
儲能作為電網柔性調節(jié)的重要手段,具有靈活、省心的優(yōu)勢。分布式光伏發(fā)展儲能的初衷是解決消納問題。戶用分布式光伏的過載發(fā)電量可不經過變壓器直接存儲在儲能設備里,從而解決了變壓器容量不足的問題,相當于實現了對變壓器的擴容功能。儲能設備的前期投資成本均來自于戶用光伏的終端利潤抽成,可以理解為“成本轉移”,不影響光伏投資收益率,這樣不僅能夠解決單個電源側的問題,而且具有較高的經濟性?!胺植际脚_區(qū)配儲”是目前最合理、最應推廣的方式,既可以解決光伏出力與負荷不匹配的問題,又滿足了電網的要求;既增加了新能源的裝機量,又帶動了儲能的出貨量。
電價沖擊 審時度勢抓契機
隨著光伏發(fā)電的快速增長,電力系統(tǒng)供應側結構性矛盾突出;光伏日間大發(fā),電力無法儲存,導致出現消納難題,進一步加劇了電力系統(tǒng)供需的時段性矛盾。分時電價的產生是為了促進新能源消納、促進電力系統(tǒng)向新能源轉型。拉大峰谷價差,可以引導工商業(yè)用電企業(yè)盡可能將用電負荷集中到光伏出力的主要時段,促進白天多生產、多用電,有利于新能源消納,上網電價會有所下降,消納電量也會顯著增加,相當于“以電價換消納”,光伏企業(yè)整體收益保持穩(wěn)定,也可減少光伏裝機容量快速增長給電網帶來的沖擊。
分時電價對分布式光伏的影響
工商業(yè)分布式光伏電站收益受損、開發(fā)受阻。峰谷時段的重新劃分,進一步拉大峰谷價差,不少地區(qū)會出現“鴨子曲線”,使得電力市場出現“地板價”的頻次與時長雙雙劇增,受到沖擊最大的是那些分散的太陽能電池。中午時段是太陽光輻照度最好的時候,也是光伏電站發(fā)電最高的時候。如果在這個時間段執(zhí)行低谷電價,會導致工商業(yè)光伏電站收益下降,不僅影響分布式光伏的盈利能力,拉長投資回收期,在一定程度上也會抑制工商業(yè)分布式光伏的建設和投資熱情。
由于目錄電價取消疊加現貨交易,導致能源管理協(xié)議中的固定電價更加難以確定,電價的不確定性,意味著項目收益率無法測算,進一步導致項目債權融資困難,影響項目的經濟性和開發(fā)建設。
工商業(yè)分布式光伏電站違約風險加大。工商業(yè)分布式光伏電站一般采用“自發(fā)自用、余電上網”模式,上網電量與電網直接按照燃煤標桿電價結算,收益暫時不會受到大的影響,但自發(fā)自用部分需要與用戶側結算,簽訂的原高電價能源管理協(xié)議可能難以順利履約。
在電力市場化改革推進過程中,現貨市場價格向用戶側有效傳導勢在必行,光伏大發(fā)時段產生的“價格踩踏”將影響用戶側價格。光伏發(fā)電的大部分時間成為低谷時段,部分時段更是調整為深谷時段,谷段的購電價格部分若按30%計算,深谷僅按10%計算,調整之后疊加輸配電價,深谷時段用戶側結算電價能維持在0.3元/千瓦時,但與以前普遍在0.6元/千瓦時左右的合同電價相比,綜合收益下降將近40%,導致工商業(yè)分布式光伏違約風險增加。
分布式光伏如何應對分時電價
隨著分布式光伏滲透率進一步提高,分時電價政策將陸續(xù)在全國范圍內展開。建議分布式光伏企業(yè)最好由波動電價打折模式轉變?yōu)榧s定固定電價,并積極參與綠證、綠電交易,拓寬收益空間。此外,還可以改變光伏電站安裝朝向,由以往的南北朝向改為東西朝向,保證中午時段發(fā)電量低、早晚發(fā)電量高,以彌補部分電價損失。
工商業(yè)儲能是用戶側的典型應用。在分布式光儲項目中,分布式光伏“自發(fā)自用”,結合峰谷時段合理利用儲能系統(tǒng),可有效減少實際用電費用,同時還可通過峰谷價差套利,在用電低谷時利用低電價充電,在用電高峰時放電,供給工商業(yè)用戶。2023年,電網代理購電電價的峰谷價差明顯增大,工商業(yè)儲能市場前景變得更加廣闊。據了解,目前全國有十多個省市尖峰-谷時價差超過0.7元/千瓦時。在當前分時電價機制下,全國分時電價時段劃分為尖峰、高峰、平段、低谷、深谷5個時段,有些地區(qū)每天設置了兩個高峰段,可實現兩充兩放,既能提升儲能系統(tǒng)利用率,也縮短了工商業(yè)儲能系統(tǒng)的成本回收周期。
隨著電力現貨市場的推進,對峰谷時段與上下浮動比例定期調整將成為常態(tài),分布式光伏的價格風險將顯著增加。光伏成本的持續(xù)降低(目前,光伏發(fā)電成本已下降到0.2元/千瓦時以下),分布式光伏企業(yè)的利潤空間雖有所壓縮但是還比較合理(按同期電價8折計算,午間調整低谷電價政策后,平段的度電利潤在0.352元以上,谷段的度電利潤在0.136元以上);從長期來看,分布式光伏上網價格將回歸合理區(qū)間。不斷健全并完善電力價格的市場化形成機制,由“現貨實時電價”替代“分時電價”,是在更長時期內的“大勢所趨”。
分布式光伏企業(yè)需用好這張“陽光存折”,加強對政策的研究理解,審時度勢、理性投資;同時也需要隨行就市,把降本增效作為持續(xù)努力的目標,尋找更適合市場發(fā)展的商業(yè)模式。
謀篇布局 有序發(fā)展
分布式光伏是我國重要的戰(zhàn)略新興產業(yè),大力推進及應用對優(yōu)化能源結構、改善生態(tài)環(huán)境、轉變城鄉(xiāng)用能方式具有重大意義,是削減電力尖峰負荷、節(jié)約優(yōu)化配電網投資、引導居民最終實現高效綠色能源消費的重要舉措。為推動分布式光伏發(fā)電向著更加健康、穩(wěn)定和可持續(xù)的方向發(fā)展,可以從以下四個方面進行規(guī)劃和指導:
優(yōu)化規(guī)劃布局,分類推進建設
建立光伏發(fā)電項目資源庫,明確分布式光伏建設規(guī)模、裝機布局和開發(fā)時序。
優(yōu)先推進工商業(yè)屋頂分布式光伏電站建設,鼓勵企業(yè)提高自發(fā)自用電量比例。各級地方政府牽頭,利用黨政機關、學校、醫(yī)院、市政、文化、體育設施等公共建筑規(guī)劃建設分布式光伏電站;各類產業(yè)園區(qū)要加大統(tǒng)籌力度,積極采取有效措施,加快園區(qū)內分布式光伏建設。
全力支持戶用自然人光伏電站建設。鼓勵居民建設戶用自然人光伏電站,電網企業(yè)要全力保障項目接入和消納,做好“一站式”服務,簡化程序辦理相關并網手續(xù),并提供并網咨詢、電能表安裝、并網調試及驗收等服務。
有序推進戶用非自然人光伏電站建設。在可開放容量不足時,電網企業(yè)應優(yōu)先保障戶用自然人電站接入,暫緩受理戶用非自然人光伏電站建設。
科學合理配儲,鼓勵就近消納
如果說大電網是電力輸送的大動脈,那么分布式光伏連接的是能源輸送的毛細血管。我們既需要保證大動脈的安全穩(wěn)定,更要讓毛細血管暢通無阻。通過科學合理規(guī)劃儲能設施建設,提高分布式光伏接入承載力,解決分布式光伏消納問題。分布式光伏配儲可以克服光伏發(fā)電的間歇性和波動性,平衡光伏電站出力,白天充電夜間放電;同時,在光伏白天大發(fā)時,儲能作為用電負荷,可以調節(jié)電力富余與短缺,降低電網設備運行壓力,提升電網供電可靠性。
為提高能源利用效率,應鼓勵分布式光伏盡量就近消納,不僅會提升分布式光伏發(fā)電效益,減小公共電網運行壓力,也將使得電源建設和電量消費結構更趨合理和完善。
健全運維制度,加強并網管理
建立健全運行管理規(guī)章制度,按相關技術標準、工程規(guī)范和管理辦法要求運行分布式光伏電站,鼓勵戶用自然人光伏電站委托第三方專業(yè)機構統(tǒng)一運維。堅持以提升光伏發(fā)電效率為核心,全面落實運維管理規(guī)定,加強分布式光伏電站設備維護力度,對逆變器的電流、電壓、發(fā)電功率、發(fā)電量等數據進行比對,分析日利用時間,及時處理問題數據,對達不到有效發(fā)電要求的光伏板組進行現場核查;根據天氣及設備運行實際情況,開展光伏組件表面的灰塵和雜物清除工作,保證光伏組件的透光率和發(fā)電效率,保障光伏系統(tǒng)在科學、規(guī)范、安全的前提下,高質量、長周期、穩(wěn)定運行。
分布式光伏應按規(guī)定納入電網調度機構統(tǒng)一管理,參與電網運行調整,并在條件成熟時進入電力市場。電網企業(yè)應定期對分布式光伏并網運行情況進行檢查、加強并網管理,對無保護運行、擅自留有遠方控制接口、電站運行管理規(guī)章制度缺失等安全隱患問題,要求項目業(yè)主和相關單位限期整改,拒不整改的可依規(guī)解網或對上網電量不予結算。電網企業(yè)要積極開展區(qū)域分布式光伏承載力評估和可接入容量測算,并按季度報市(州)發(fā)展改革委、能源局后向社會公開。
建立需求響應機制,“政網源”協(xié)同促發(fā)展
對于電力市場來說,建立需求響應機制非常重要。只有用戶側真正參與電力市場,才能限制價格上漲、提高電網運行的可靠性、保證市場供求平衡。電力現貨市場可以通過實時電價信號引導發(fā)電企業(yè)主動調峰,并為實施需求響應奠定機制基礎,統(tǒng)籌全網調節(jié)資源,有效促進可再生能源消納,減少棄風棄光。
深化“政網源”協(xié)同機制,政府端、市場端、供應端多管齊下,及時協(xié)調解決過程問題,合力推動分布式光伏有序發(fā)展。政府部門和企業(yè)共同努力,加強對分布式光伏產業(yè)的政策支持和引導,在保持市場競爭活力的同時,關注行業(yè)風險,引導企業(yè)合理調整發(fā)展策略,避免盲目擴張、回歸理性。加強頂層設計,推動能源主管部門、電網部門和當地用電大戶聯動發(fā)展,有規(guī)劃、有執(zhí)行、有監(jiān)督、有服務,形成三位一體的光伏發(fā)展綜合體,對促進光伏行業(yè)的健康發(fā)展,提升電網的光伏接納能力,保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行等方面起到積極地促進作用。
2024年是 “十四五”時期構建新型能源體系和穩(wěn)妥推進碳達峰、碳中和戰(zhàn)略落地的關鍵之年。作為新增裝機、新增發(fā)電主體的光伏市場地位不言而喻,分布式光伏的出力更是不可或缺。
未來的分布式光伏發(fā)電技術將是以智能化和控制網絡化的協(xié)同為發(fā)展方向,通過與智能配電網的銜接,實現廣義智能配電網的大發(fā)展。研究和推廣“分布式光伏+儲能”及微網系統(tǒng)的接入與協(xié)調控制技術,在提高電網可靠性和提升電力系統(tǒng)整體運行效率方面將取得較大的綜合效益;通過深入分析其對電網負荷特性及生產運行帶來的影響,正確引導、逐步擴大“分布式光伏+儲能”及微網在配電網中的應用規(guī)模,提高協(xié)調控制能力、改善系統(tǒng)的峰谷特性,使其成為未來大型電網的有力補充和有效支撐。