中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：——專訪中國電力科學(xué)研究院首席專家胡學(xué)浩
分布式電源本身并非一種全新的電源形式，過去，在醫(yī)院、礦山等一些重要的部門或場所，用戶往往自行安裝一些小型發(fā)電設(shè)備作為緊急備用電源，目的是為增加可靠性和安全性。目前所謂的分布式電源通常并非指采用柴油發(fā)電機(jī)組的緊急備用電源或燃煤的自備電廠小熱電，而是指以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、微型汽輪機(jī)發(fā)電、光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等。由于其在效率、能源多樣化、環(huán)保、節(jié)能等多方面的優(yōu)越性，再加上能源問題日益突出、電力市場化快速發(fā)展，以及分布式電源技術(shù)的發(fā)展，使分布式電源獲得廣泛的關(guān)注。
然而，分布式電源的并網(wǎng)運(yùn)行會(huì)給主網(wǎng)帶來一系列問題，包括電壓波動(dòng)、逆潮流、諧波等問題。這些問題的嚴(yán)重程度與所聯(lián)網(wǎng)的電壓等級(jí)、短路容量、聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備及其控制方法、電源的性質(zhì)及其容量等密切相關(guān)。為適應(yīng)我國分布式電源的發(fā)展，保證分布式電源接入情況下電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平，必須建立相應(yīng)的指導(dǎo)性規(guī)范。
《國家電網(wǎng)》：我國分布式電源的發(fā)展過程中存在哪些阻礙？
胡學(xué)浩：從經(jīng)濟(jì)性角度看，采用以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)等發(fā)電系統(tǒng)的分布式電源前景并不是很光明。因?yàn)槲覈烊粴膺@種非可再生能源的儲(chǔ)量有限，主要還需供居民生活用，隨著城鎮(zhèn)化程度越來越高，城鎮(zhèn)家庭對(duì)天然氣的使用需求會(huì)不斷增加，天然氣的價(jià)格還是要上升的。即使國家提出要建設(shè)1000個(gè)天然氣發(fā)電試點(diǎn)，實(shí)施起來恐怕也有相當(dāng)大的難度。
此外，采用生物質(zhì)能發(fā)電的分布式電源也很難推廣，因?yàn)橹袊纳镔|(zhì)能發(fā)電本身缺原料，而且原料的收集半徑較大，運(yùn)輸成本較高。此外，生物質(zhì)能發(fā)電的余熱利用并不充分，這導(dǎo)致采用生物質(zhì)能發(fā)電的分布式電源效率并不高。
采用太陽能光伏發(fā)電的分布式電源前景則比較樂觀。風(fēng)能和地區(qū)有關(guān)，而太陽能哪里都有。采用太陽能光伏發(fā)電的分布式電源現(xiàn)在最大的問題不是并網(wǎng)問題，而是經(jīng)濟(jì)性問題。第一，光伏發(fā)電成本還比較高；第二，我們沒有足夠的地方安裝光伏發(fā)電設(shè)備，我們的城市沒有足夠面積的屋頂安裝太陽能光伏電池板。
雖然，中國的太陽能光伏發(fā)電設(shè)備的價(jià)格下降較快，這是個(gè)好事，但是我們沒有足夠的安裝空間。中國的現(xiàn)實(shí)情況和國外一些分布式電源發(fā)展較快的國家不同，像美國、日本、德國等國家，由于私人擁有別墅的數(shù)量較多，所以用于安裝太陽能光伏發(fā)電的屋頂面積較充足。在這些國家，只要設(shè)備價(jià)格合適，安裝得當(dāng)，個(gè)人完全可以安裝分布式電源。此外，一些國家還有政策支持和財(cái)政補(bǔ)貼。比如，日本將在2015年前后，最晚不超過2020年，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電價(jià)和其他電價(jià)同水平，電價(jià)相同那么就會(huì)有更多的人使用太陽能光伏發(fā)電這樣的清潔能源。
《國家電網(wǎng)》：目前來看，個(gè)人安裝太陽能光伏發(fā)電設(shè)備的數(shù)量會(huì)快速增長嗎？
胡學(xué)浩：目前，安裝太陽能光伏發(fā)電并申請(qǐng)入網(wǎng)的個(gè)人還是少數(shù)。我們可以算一筆賬，一套三室一廳的房子，要滿足家庭所有電器的使用需要，至少要安裝8千瓦的太陽能光伏發(fā)電設(shè)備。目前，安裝一套4千瓦的太陽能光伏發(fā)電設(shè)備大約需要人民幣8萬元左右，安裝8千瓦的設(shè)備需要16萬元左右。這些家庭如果直接從電網(wǎng)購電的話，一年的電費(fèi)也就是3千元左右，16萬元能用購買近50年的用電量。而太陽能光伏發(fā)電設(shè)備的壽命也就是15?20年。所以，從經(jīng)濟(jì)性角度來說個(gè)人安裝不合算。
而且，太陽能光伏發(fā)電的占地面積非常大。目前，1平方米太陽能光伏電池板每小時(shí)大約發(fā)電100瓦，一個(gè)家庭如果要安裝4千瓦的太陽能光伏電池板則，需要占地40平米，占地面積還是比較大的。
其實(shí)，我比較贊成農(nóng)村的屋頂安裝分布式電源，因?yàn)橹袊r(nóng)村有最多的適合安裝太陽能光伏發(fā)電設(shè)備的屋頂。農(nóng)村家家有1?2層的房屋，這些屋頂足夠用于安裝分布式電源，只要國家給予政策支持，就能解決一部分家庭的用電問題。
但即便如此，在中國，分布式電源也只能解決較小比例的用電問題。因?yàn)橹袊木用裆钣秒娭徽既鐣?huì)用電量的10%?12%，即使中國所有的家庭的屋頂全部安裝分布式電源，全部自給自足，也只不過解決了10%的用電問題。而占全社會(huì)用電量70%的是工業(yè)用電，要依靠分布式電源解決工業(yè)用電問題恐怕很難實(shí)現(xiàn)。中國的用電情況和國外不同，在美國，其商業(yè)用電、工業(yè)用電、居民用電各占全社會(huì)用電量的三分之一。
《國家電網(wǎng)》：分布式電源并網(wǎng)是否會(huì)對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)產(chǎn)生影響？
胡學(xué)浩：當(dāng)分布式電源與配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生—些問題。由于分布式電源是由客戶來控制的，因此將根據(jù)其自身的需要起動(dòng)和停運(yùn)分布式電源，這可能使配電網(wǎng)的電壓常常發(fā)生波動(dòng)。分布式電源的頻繁起動(dòng)會(huì)使配電線路上的負(fù)荷潮流變化大，從而加大電壓調(diào)整的難度，調(diào)節(jié)不好會(huì)使電壓超標(biāo)。當(dāng)分布式電源切換成孤島方式運(yùn)行時(shí)，如果無儲(chǔ)能元件或其能量太小，就易使客戶負(fù)荷發(fā)生電壓閃變。此外，電力電子型的分布式電源還易產(chǎn)生諧波，造成諧波污染。
此外，配電網(wǎng)中大量的繼電保護(hù)裝置早已存在，不可能為了新增的分布式電源而做大量改動(dòng)，分布式電源必須與之配合并適應(yīng)它。當(dāng)分布式電源的功率注入電網(wǎng)時(shí)，會(huì)使原來的繼電器保護(hù)區(qū)縮小，從而影響繼電保護(hù)裝置正常工作。
雖然在許多情況下，分布式電源接入配電網(wǎng)側(cè)裝有逆功率繼電器，正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)向電網(wǎng)注入功率，但當(dāng)配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，短路瞬間會(huì)有分布式電源的電流注入電網(wǎng)，增加了配電網(wǎng)開關(guān)的短路電流水平，可能使配電網(wǎng)的開關(guān)短路電流超標(biāo)。因此，大功率分布式電源接入電網(wǎng)時(shí)，必須事先進(jìn)行電網(wǎng)分析和計(jì)算，以確定分布式電源對(duì)配電網(wǎng)短路電流水平的影響程度。
當(dāng)分布式電源通過變壓器、電纜線路、開關(guān)等與配電網(wǎng)相連時(shí)，一旦配電網(wǎng)發(fā)生故障而系統(tǒng)側(cè)開關(guān)斷開時(shí)，分布式電源側(cè)開關(guān)也會(huì)斷開，假如此時(shí)分布式電源變壓器未接負(fù)荷，變壓器的電抗與電纜的大電容可能發(fā)生鐵磁諧振而造成過電壓，還可能引起大的電磁力，使變壓器發(fā)出噪聲或使變壓器損壞。
《國家電網(wǎng)》：如何預(yù)防分布式電源并網(wǎng)可能出現(xiàn)的上述問題？
胡學(xué)浩：從電網(wǎng)安全角度出發(fā)，我們必須制定詳細(xì)的指導(dǎo)性規(guī)范文件，要保證所有用戶的用電可靠性、供電連續(xù)性。我國的分布式電源的數(shù)量現(xiàn)在還比較少，影響現(xiàn)在還沒有顯現(xiàn)出來，未來一旦數(shù)量增加，就有可能出現(xiàn)問題。所以，要細(xì)化分布式電源的并網(wǎng)規(guī)定，以免問題發(fā)生。
分布式電源發(fā)展比較好的國家，像美國、日本，都自己的指導(dǎo)性規(guī)范文件。2003年，有位日本朋友送給我一本日本分布式電源并網(wǎng)的導(dǎo)則，這本導(dǎo)則有厚厚的500頁，對(duì)分布式電源并網(wǎng)的規(guī)范規(guī)定得相當(dāng)細(xì)，條條框框很多。美國2001年就開始制定分布式電源并網(wǎng)的相關(guān)指導(dǎo)性規(guī)范文件，2003年出版，后續(xù)還不斷修訂完善。目前，中國在分布式電源并網(wǎng)指導(dǎo)性規(guī)范文件制定方面還落后與美國、日本等國家。
這幾年，我國分布式電源并網(wǎng)的指導(dǎo)性規(guī)范文件一直在研究制定中，國家電網(wǎng)公司為此也做出了努力。目前，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)編制了《關(guān)于做好分布式電網(wǎng)并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》《關(guān)于促進(jìn)分布式電源并網(wǎng)管理工作的意見》《分布式電源接入配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范》等指導(dǎo)性規(guī)范文件。未來，我們還會(huì)有行業(yè)級(jí)和國家級(jí)的指導(dǎo)性規(guī)范?？偟膩砜?，我們目前的指導(dǎo)行規(guī)范規(guī)定的內(nèi)容還只是粗框框。
我認(rèn)為中國分布式電源的發(fā)展不會(huì)受并網(wǎng)問題的制約，因?yàn)樽疃嗖怀^10年，這些限制分布式電源發(fā)展的技術(shù)問題都能解決，包括實(shí)驗(yàn)、編制指導(dǎo)性規(guī)范、工程示范等都能完成。而能夠阻礙分布式電源發(fā)展的恰恰是能源價(jià)格、資源狀況等真正的瓶頸。
