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光伏发电并网方案

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  国家电 网对于分布式光伏发电应用采取鼓励和合作的态度,允许光 伏电站业主采用自发自用模式、自发自 用余电上网或完全上网等三种结算模式。各地方 电力公司在实际操作过程中,会遇到一些阻碍,这些问 题主要是由于光伏电站业主对于变电、配电系 统的认识不足造成的。本文将 针对以上三种并网形式在操作过程中遇到的一些实际问题,就具体 并网方案做一些阐述。
  1、完全自发自用模式
  这种模 式一般应用于用户侧用电负荷较大、且用电负荷持续、一年中 很少有停产或半停产发生的情况下,或者是,就算放假期间,用户的 用电维持负荷大小也足以消纳光伏电站发出的绝大部分电力。
  这类系统,由于低压侧并网,如果用 户用电无法消纳,会通过 变压器反送到上一级电网,而配电 变压器设计是不允许用于反送电能的(可以短时倒送电,比如调试时,而长期不允许),其最初 潮流方向设计是固定的。所以需 要安装防逆流装置来避免电力的反送。
  针对一 些用户无法确保自身用电能够持续消耗光伏电力,或者生 产无法保证持续性的项目,建议不 要采用此种并网方式。
  单体500kW以下,并且用 户侧有配电变压器的光伏电站,建议采用这种模式,因为其 升压所需增加的投资占投资比例较大。
  2、自发自 用余电上网模式
  对于大 多数看好分布式发电的用户来说,选择自 发自用余电上网是最理想的模式,这样即 可以拿到自发自用较高电价,又可以 在用不掉的情况下卖电给电网。但是实 际操作过程中阻力颇多,原因是 光伏从业者和地方电网公司人员信息的不对称,互相缺 乏对于对方专业知识的了解,这也是 为什么该模式成为光伏电价政策和国网新政中最让人难以理解的部分。
  光伏发电在自发自 用余电上网模式时,用户(或者称之为“投资商”)希望所 发电量尽可能在企业内部消耗掉,实在用不掉的情况下,可以送入电网,以不浪 费掉这部分光伏电量。但电力 公司最希望的是用户简单选择,要么自发自用,要么升压上网。因为,自发自 用余电上网对于地方电力公司来说,要增加一些工作量:区域配网容量计算(允许反向送电负荷)、增加管理的电源点(纯自发 自用可以降低标准来管理)、正反转 电表改造后的用户用电计量繁琐(需要通过电表1和电表2的数值 换算得出用户实际用电负荷曲线和用电量)、增加抄表工作量等。
  当然,从本质上来说,电力公 司无法获得用户自发自用电量的购售电差价,对于地 方电力公司是一个实际损失。既增加了工作量,又没有实际利益,因此会 设置各种理由让投资商不选择这种并网方案。但只要 从技术上充分说明这就是国家电网公司允许的余电上网方案,并且有 一个合理的设计稿,当地电 力公司就无法轻易拒绝投资商的申请。
  很多光 伏电站业主他们认为,只要在电表3处(400V侧)并网,光伏电 力用户消纳不了的话,可以直 接通过配电变压器反送至10kV侧(或35kV)。但实际 上这是不允许的,违背了 配电网的潮流设计,可能会引起400V侧的电压、功率因素等异常,同时某 些保护设备也有可能会因此失去作用。
  其实,对于分布式电站而言,采用升 压并网和低压侧并网的成本差异不会太大,因为低 压侧并网需要选择带变压器的(当然也可以选择10-30KW组串逆变器);升压上 网时虽然增加了变压器,但是可 以选择采用无隔离变压器的逆变器,综合成本两者差不多。只是增 加了综合自动化保护系统和地调传输的费用。不过,同一厂区内,规模在MW级以上的电站,升压并 网会对电能质量有一定保障,用户不 用承担任何风险。
  当然,此并网 形式不太适用于用户进户母线为35kV以上的项目,这时候10kV或35kV完全是用户厂内母线,母线相连变电站是110kV或者220kV,则一般 可以直接反送入网。因为此 类变电站在最初潮流设计时,都是可以双向运行的。
  也不适用于400V(或以下)进户的小型用电户(包括家庭和小商业),因为其400V母线是 和其他用电单位合用的,反送电 不直接跨越变压器,而是在400V母线上消纳(原理上可以借用)。当然,在400V母线上,光伏等 分布式发电的总装机容量会受到控制(此类容 量比例没有固定的数值,根据当地400V环网内 的负载情况确定,也可通 过增加区域调控和储能配套来增加分布式电源装机容量)。
  这种运 营模式最大的缺点,是其收 益模型不能固定,自发自 用比例和余电上网比例始终在变化,电站融资、出售时 评估价值会比实际产出有所打折,甚至资 方因为担心用电户的未来经营状况而无法获得一个合理的资产价值。
  3、完全上网卖电模式
  在光伏 发电大发展的近十年中,直接上 网卖电一直是光伏应用的主流,因为其财务模型简单,并且相对可靠,而乐于被资本所亲睐。
  该并网 形式不但适用于未来的分布式固定电价项目,选择直 接脱硫电价卖给电网也不失为一种好的选择(当然要 求该地区脱硫电价不低于0.4元)。这总比 未来分布式电站的收益期要短一些。
  而且,我们无 法回避一件事情——光伏是 资本推动型产业,属于固 定收益型长效投资。在大多 数企业追求发展的阶段是不太可能去持有光伏电站的,哪怕是 现在很多手上握着一些光伏电站的业主。因此,光伏电 站的转让市场未来是足够大的一个蛋糕,为买卖 双方服务将成为炙手可热的业务,如保险服务、评估服务、检测服务、运维服务、第三方担保服务等。
  最后,选择哪 一种方式作为光伏电站的并网模式,只能由 投资者自己琢磨了。
  个人投 资型家庭家用电站
  家用型 光伏电站虽然不存在变压器问题,但原理上是类似的。在并网结算时,可以选 择第二种和第三种方式,目前应以第二种为主,因为要 获得除电网公司给予的脱硫电价以外,想得到 政府额外固定电价的补贴(政府正 在制定的四区域固定电价),必须去 发改委等部门申请,而且目 前没有针对家庭电站的简化手续,时间比较漫长,花费精力也较大。
  电力和电量概念
  在行业 内经常会有人提及电力和电量的概念。其实,这是两个不同的概念,而且有时不是很规范,但为了减少误解,特说明一下:人们常说的电力,一般是指瞬时负荷,也就是功率;不过,建议最 好采用负荷这一专业名词。
  通俗意义上的电量,是指通 过瞬时值计算所得出累计量。纯自发自用项目,需要关 注的是用户的用电负荷情况,也就是 每天的用电负荷曲线,特别要 关心最小值出现的频率和持续时间。自发自 用余电上网项目,需要关 注的是用户的用电电量情况,要获得 每月的峰谷平尖分开计量的电量并用于计算未来光伏发电后的自用电比例。

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